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Die Erfindung betrifft einen Pegelanzeiger zur Kontrolle der Menge
einer in einem Behälter z.B. eines Kraftfahrzeugs enthaltenen
Flüssigkeit.
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Nach FR-A-1 144 347 kennt man einen Füllstandanzeiger mit einem
Schwimmer, der fähig ist, in einer Umschliessungshülle unter der
Wirkung einer Flüssigkeit bewegt zu werden. Dieser Pegelanzeiger
ist mit einem einen Fernanzeiger bildenden elektrischen Element
versehen, dank welchem der Flüssigkeitspegel in Abhängigkeit der
Lage des Schwimmers gemessen werden kann. Nach diesem Dokument wird
der Fernanzeiger durch einen mit dem Schwimmer verbundenen
magnetischen Kern und durch eine Induktionsspule, die sich entlang
der ganzen Höhe der Umschliessungshülle erstreckt und deren Anzahl
von Windungen sich in der Richtung der Bewegung des Schwimmers
ändert, gebildet.
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Weitere Füllstandanzeiger, wie derjenige, der in US-A-3 343 416
beschrieben ist, weisen einen Schwimmer auf, der wirkt, um die Zeit
der Uebertragung eines elektrischen Impulses an einen Messfüller in
Abhängigkeit der Aenderungen des zu messenden Pegels zu verändern.
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Man hat ebenfalls insbesondere gemäss US-A-3 678 750 vorgeschlagen,
den Schwimmer mit einem magnetischen Element zu versehen, der fähig
ist, entlang eines Rohres angeordnete Schützen zu betätigen, um
Widerstände in Abhängigkeit des zu messenden Flüssigkeitspegels
kurzzuschliessen.
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Seinerseits bezieht sich GB-A-2 012 431 auf einen Messanzeiger, der
das Messen der Aenderungen der durch Wirbelströme in der Spule
induzierten elektromotorischen Kräfte durch ein mit dem Schwimmer
fest verbundenes Metalrohr verwendet.
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Jedoch weisen alle diese Pegelanzeiger den Nachteil auf, verwickelt
und gegenüber der in der Flüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen
empfindlich zu sein, was eine Verschmutzung der Kontakte sowie eine
Elektrolysenerscheinung zur Folge hat und die Zuverlässigkeit sowie
die Lebensdauer des Pegelanzeigers beträchtlich verringert.
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Ferner kennt man z.B. nach FR-A-2 345 708 einen den in dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen entsprechenden
Pegelanzeiger.
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Bei diesem bekannten Messanzeiger ist die Spule, die gegenüber der
Umschliessungshülle ortsfest ist, an ein,ein durch einen Alarm
gebildetes Anzeigemittel kontrollierendes Auswertungssystem
angeschlossen. Somit, wenn der Grenzpegel der Flüssigkeit erreicht
ist, bewegt sich der magnetische Kern, der an dem Schwimmer
angeordnet ist, in Bezug auf die Spule unter Erzeugung einer
Induktanzänderung unter deren Wirkung das Auswertungssystem den
Alarm auslöst, um z.B. den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen.
Demzufolge verschafft dieser Füllstandanzeiger keine Auskunft über
was, das Volumen der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit ,ausser
dem zulässigen Minimalpegel ,anbetrifft.
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Somit hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, den vorgenannten
Nachteilen abzuhelfen, indem sie einen zuverlässigen, einfachen und
wirksamen Füllstandanzeiger vorschlägt, der eine kontinuierliche
Messung des Pegels der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit
gestattet.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Pegelanzeiger zur Kontrolle
der Menge einer Flüssigkeit in einem Behälter zum Gegenstand, der
eine Spule und einen magnetischen Kern aufweisenden Gattung, die
innerhalb einer etwa senkrechten Umschliessungshülle unter der
Wirkung eines Schwimmers relativ verschiebbar sind, wobei die Spule
an ein ein Anzeigemittel kontrollierendes Auswertungssystem
elektrisch angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
magnetische Kern, der einen von oben nach unten des Behälters
abnehmenden Querschnitt aufweist und der sich ungefähr über die
ganze Höhe des Behälters erstreckt, innerhalb eines dichten Rohres
koaxial befestigt ist, wobei die besagte Spule, die mit dem
Schwimmer fest verbunden ist, entlang dieses Rohres gleitend
geführt wird.
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Gemäss einem anderen Merkmal nimmt der Querschnitt des magnetischen
Kerns in stetiger Weise ab und ist vorzugsweise kegelstumpfförmig.
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Man wird hier andeuten, dass, gemäss einer anderen Ausführungsform,
der magnetische Kern durch mehrere zylindrische Abschnitte gebildet
wird, die koaxial, angrenzend und jeweils mit verschiedenen
Durchmessern ausgebildet sind, um einen senkrechten Stapel, dessen
Querschnitt von oben nach unten des Behälters fortschreitend
abnimmt, zu bilden.
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Ferner haben die zylindrischen Abschnitte jeweils unterschiedliche
Längen.
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Gemäss noch einem anderen Merkmal ist das dichte Führungsrohr an
seinen beiden Enden z.B. jeweils durch einen oberen und einen
unteren Flansch der Umschliessungshülle geschlossen.
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Aber weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser in
der ausführlichen Beschreibung, die folgt und sich auf die nur
beispielsweise angegebenen beigefügten Zeichnungen bezieht,
erscheinen und in welchen :
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die Figur 1 eine schaubildliche und teilweise offene Ansicht eines
einen magnetischen Kern gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel
aufweisenden erfindungsgemässen Füllstandanzeigers ist; und
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die Figur 2 eine schaubildliche Ansicht des magnetischen Kerns
gemäss einer zweiten Ausführungsform ist.
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Bezugnehmend auf Figur 1 wird der erfindungsgemässe Pegelanzeiger 1
durch eine Umschliessungshülle 2 gebildet, welche durch eine
rohrförmige Wandung 3, die im wesentlichen senkrecht ist und die an
ihren beiden Enden mit jeweils einem oberen Flansch 4 und einem
unteren Flansch 5 versehen ist, gebildet wird.
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Der obere Flansch 4 ist an einer nicht dargestellten Wandung eines
Behälters befestigt, während der untere Flansch 5 mit einem
Dämpfungsmittel versehen ist, das durch eine Oeffnung 7, durch
welche die in dem Behälter enthaltene Flüssigkeit ein- und
ausfliesst, gebildet wird.
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Ausserdem weist der Füllstandanzeiger 1 innerhalb der
Umschliessungshülle 2 eine Spule 8 auf, die in einem Schwimmer
ringförmiger Gestalt 9 eingebettet ist und die mit an einem auf der
oberen Fläche des Flansches 4 befestigten und die elektrische
Verbindung zwischen der Spule 8 und einem einen nicht dargestellten
Anzeigekern kontrollierenden Auswertungssystem gestattenden
Verbindungselement 11 angeschlossenen, elektrisch leitfähigen
Elementen 10 verbunden ist.
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Andererseits ist die Spule 8, unter der Wirkung des Schwimmers 9,
entlang eines Führungsrohres 12, in welchem ein z.B. aus Ferrit
hergestellter magnetischer Kern 13 koaxial befestigt ist, axial
verschiebbar.
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Das Führungsrohr 12 ist an seinen beiden Enden z.B. einerseits
durch den oberen Flansch 4 und andererseits durch den unteren
Flansch 5 geschlossen.
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Somit bildet das Führungsrohr 12, das auf der Figur 1 für ein
besseres Verständnis der Zeichnungen teilweise aufgeschnitten
worden ist, ein Abdichtungsmittel, indem es den magnetischen Kern
13 gegen die innerhalb der Umschliessungshülle 2 eingeführten
Flüssigkeit isoliert.
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Andererseits wird man bemerken, dass das Führungsrohr 12, dank
seiner Anordnung zwischem dem magnetischen Kern 13 und der Spule 8,
jede Berührung zwischen diesen letzteren ausschliesst.
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Ausserdem wird man bemerken, dass gemäss einer auf der Figur 1
dargestellten ersten Ausführungsform, der magnetische Kern 13 etwa
stumpf kegelförmig Gestalt ist,wobei sein Querschnitt in stetiger Weise
von oben nach unten des Behälters abnimmt.
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Gemäss einer auf der Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsform
wird der magnetische Kern 13 durch mehrere koaxiale und einander
angrenzende zylindrische Abschnitte 13a-13e gebildet, deren
jeweilige Durchmesser da, db, dc, dd, de, die unterschiedlich sind,
einen senkrechten Stapel mit von oben nach unten des Behälters
fortschreitend abnehmendem Querschnitt bilden.
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Man wird hier andeuten, dass die verschiedenen Abschnitte 13a-13e
über eine geeignete Grenzfläche gegeneinander isoliert werden
können.
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Andererseits gestattet diese Ausführungsform, die Durchmesser und
die Längen der zylindrischen Abschnitte an die Gestalt des
Behälters anzupassen, wenn dieser nicht vollkommen einen Quader
bildet. Man erzielt somit eine stetige Aenderung der Induktanz in
Abhängigkeit des Volumens der Flüssigkeit und nicht mehr ihres
Pegels.
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Ein anderer Vorteil dieser Ausführungsabwandlung ist es, die
Berichtigung von zu grossen Messabweichungen, die festgestellt
werden, wenn sich der Behälter in geneigter Stellung befindet, zu
verbessern. In diesem Fall geschehen tatsächlich die bedeutendsten
Pegeländerungen im oberen und im unteren Bereich des Behälters. Es
wird also genügen, Abschnitte grösserer Länge an den beiden Enden
des magnetischen Kerns anzuordnen, um eine Berichtigung der
besagten Aenderung zu erzielen.
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Man wird hier andeuten, dass sich der magnetische Kern 13 etwa über
die ganze Höhe des Behälters erstreckt, während er einen
veränderlichen Querschnitt aufweist, was, während der relativen
Bewegung der Spule 8 und des magnetischen Kerns 13, eine durch das
Auswertungssystem analysierte Induktanzänderung zur Folge hat, die
eine stetige Kontrolle des Pegels der in dem Behälter enthaltenen
Flüssigkeit gestattet.
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Ferner, da die Länge des Kerns 13 wesentlich kleiner als die Länge
der rohrförmigen Wandung 3 ist, erfährt die Spule 8 über den
Schwimmer 9, wenn sie den Boden des Anzeigers 1 erreicht, eine
bedeutende Induktanzänderung, die fähig ist, durch das
Auwertungssystem ermittelt zu werden und z.B. das Aufleuchten einer
Alarmvorrichtung gestattet.
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Man wird auch hier andeuten, dass die Messung der Induktanz
innerhalb des Auswertungssystems durch die Messung der
Schwingungsamplitude bzw. -frequenz eines die Spule 8 aufweisenden
Schwingkreises durchgeführt werden kann.