DE9311244U1 - Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands in einem Behältnis - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands in einem Behältnis mit einem innerhalb des Behältnisses vorzugsweise senkrecht angeordneten Führungsrohr, einem an dem Führungsrohr gleitenden Schwimmer, einem ersten elektrischen Leiter, einem zweiten elektrischen Leiter und einem die Leiter abgreifenden und elektrisch verbindenden Schieber, wobei sich die Leiter innerhalb des Führungsrohres im wesentlichen über dessen Länge erstrecken und der außerhalb des Führungsrohres angeordnete Schwimmer mit dem Schieber vorzugsweise kontaktlos wirkverbunden ist.

Vorrichtungen der in Rede stehenden Art sind aus der Praxis bekannt und dienen grundsätzlich zur Anzeige der Menge an Inhaltsstoffen bzw. Flüssigkeiten in einem Behälter.

Eine exakte Kenntnis über den Füllstand bzw. über die genaue Füllmenge des Behälterinhalts ist bspw. im Zusammenhang mit dem Einsatz von Löschfahrzeugen der Feuerwehr von größter Bedeutung. Weiter spielt die Kenntnis für die Füllmenge des Behälterinhalts eine große Rolle bei bspw. den Treibstofftanks der Flughäfen oder Tankstellen. Außerdem besteht in der Industrie, besonders in der chemischen Industrie, ein hoher Bedarf an Vorrichtungen der in Rede stehenden Art. Wenn einzelne Verfahrensstufen von der Zufuhr von Flüssigkeiten oder auch rieselfähigen Feststoffen abhängen, müssen exakte Nachfüllvorgänge in Gang gesetzt werden, die von der genauen Kenntnis der Füllmenge des Behälterinhalts abhängen. Gerade bei leicht verderblichen Behälterinhalten oder bei diskontinuierlichem Abzug ist eine Vorrichtung zur Anzeige der Füllstandshöhe unerläßlich.

Eine bisher verwendete Vorrichtung zur Anzeige des Füllstandes eines Behälterinhalts ist derart ausgestaltet, daß ein Führungsrohr im Inneren eines Behälters angeordnet ist, an dem ein Schwimmer gleitet. Im Führungsrohr befinden sich zwei elektri-

sehe Leiter in Form von Schienen. Weiter ist im Führungsrohr ein Schieber mit zwei Kontakten integriert, die jeweils eine als Widerstand dienende Leiterschiene und die andere Leiterschiene abgreifen und elektrisch verbinden. Der Schieber korrespondiert dabei mit dem Schwimmer, so daß er den Widerstand entsprechend der Füllstandshöhe des Behälterinhalts abgreift. Zur Realisierung des Stromflusses führt eine elektrische Leitung zu einem Anschluß an der Widerstandsschiene. Die Ladungsträger werden über die Verbindung der Schleifkontakte und über die Leiterschiene zu einem herkömmlichen Gerät transportiert, das die dem abgegriffenen Widerstandswert entsprechende Teilspannung in die Anzeige der Füllstandshöhe umsetzt.

Nachteilig bei einer solchen Vorrichtung ist die Verwendung schienenförmiger Leiter. Damit eine Schiene gehandhabt werden kann, weist sie beträchtliche Abmessungen auf, so daß auch eine große Querschnittsfläche vorhanden ist. Entsprechend dem sich aus dem Verhältnis des spezifischen Widerstands und der Länge der Schiene zu ihrer Querschnittsfläche ergebenden, absoluten Widerstandswert ergibt sich bei einer großen Querschnittsfläche ein geringer absoluter Widerstand. Zur Erfassung eines geringen Widerstandswertes ist es wiederum notwendig, eine teure, hochsensible Meßgerätetechnik einzusetzen.

Eine andere bekannte Vorrichtung der in Rede stehenden Art weist anstelle einer Leiterschiene eine Reihe aufeinanderfolgender Reed-Kontakte auf, deren Kontaktzungen sich nacheinander bis zum Schleifkontakt hin schließen. Abgesehen davon, daß die Verwendung einer Vielzahl von Relaisschaltern hohe Kosten verursacht, nimmt der Vorgang auch erhebliche Zeit in Anspruch .

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands eines Behälterin-

halts der in Rede stehenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß die Meßgenauigkeit bei einfachster Konstruktion erhöht ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale des Schutzanspruchs 1 gekennzeichnet. Danach ist die Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands in einem Behältnis der in Rede stehenden Art derart ausgestaltet und weitergebildet, daß mindestens ein Teil eines Leiters als Schicht mit geringer Dicke ausgebildet ist, und die Schicht auf einem Trägermaterial aufgebracht ist.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß die Meßgenauigkeit erhöht werden kann, wenn der Querschnitt der elektrischen Leiter gering gehalten und auf diese Weise der Widerstandswert des Leiters erhöht wird. Insbesondere bei einem schichtförmigen elektrischen Leiter verringert sich der Querschnitt in beträchtlichem Maße, wenn die Dicke der Schicht gering gehalten wird. Mit abnehmendem Leiterquerschnitt kann ein hoher Widerstandswert abgegriffen werden. Auf diese Weise sind die Widerstandswerte auch für weniger sensible Meßgeräte gut erfaßbar. Des weiteren ist erkannt worden, daß sich infolge der schichtförmigen Ausbildung die Kontaktfläche zwischen dem Schieber und insbesondere dem Teil des elektrischen Leiters erhöhen läßt, in dem der Widerstand bzw. der Teilwiderstand des elektrischen Leites gemessen wird. Dies führt zu einer höheren Genauigkeit des Widerstandsabgriffs. Ferner ist erkannt worden, daß eine auf das Trägermaterial aufgebrachte Leiterschicht eine Gewichts- und Raumersparnis mit sich bringt sowie eine Verringerung des Energiebedarfs und der Wärmeentwicklung.

Im Hinblick auf eine besonders geringe Querschnittsfläche der erfindungsgemäßen Schicht der elektrischen Leiter ist es von Vorteil, wenn die Dünnschicht eine Dicke aufweist, die im Mi-

krometerbereich liegt. Als Material für den elektrischen Leiter, dessen Widerstand abgegriffen wird und kommen sowohl organische, anorganische als auch metallische Substanzen in Betracht. Diese Substanzen können nun durch verschiedene Verfahren auf dem Trägermaterial aufgebracht sein.

Eine ganz besonders geringe Schicht zwischen 0,01 - 1 &mgr;&pgr;&igr; läßt sich im Wege der Dünnschichttechnik erreichen. Dazu kann der elektrische Leiter bspw. chemisch oder physikalisch aufgedampft sein. Im Hinblick auf den Kontakt zwischen der aufgedampften Leiterschicht und dem Schleifkontakt ist es dabei von Vorteil, eine Substanz zu wählen, die eine besonders hohe Verschleißfestigkeit aufweist. In der Dünnschichttechnik verwendete Widerstandssubstanzen sind Chrom-Nickel-Verbindungen, Tantal, Titan und Zinnoxid.

Die Widerstandsschicht könnte auch aufgesputtert sein. Dieses Verfahren käme insbesondere dann in Betracht, wenn ein der Widerstandsmessung dienender elektrischer Leiter oder Leiterabschnitt aus Edelmetallen bestehen soll. Alternativ wäre es aber auch möglich, die elektrischen Leiter im Siebdruckverfahren als sog. Dickschichten auf das Trägermaterial aufzubringen. Auch mit diesem Verfahren kann eine im Mikrometerbereich liegende Schichtdicke von 10 - 100 &mgr;&pgr;&igr; erreicht werden. Als Widerstandssubstanzen in der Dickschichttechnik sind vor allem Glasuren oder Cermets bekannt.

Zur Erfassung der gesamten Füllstandshöhe ist es von besonderem Vorteil, wenn das Trägermaterial in Form eines stabförmigen Trägers ausgebildet ist und sich innerhalb des Führungsrohres über dessen Gesamtlänge erstreckt. In Kombination mit im wesentlichen auf der gesamten Länge des Trägers aufgebrachten Leitern können unterschiedliche Füllstandshöhen lückenlos erfaßt werden. In Abhängigkeit von einer ausreichenden Stabilität

des Trägers wird dieser flach ausgebildet und weist vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf. Auf einer Seitenfläche des aus einem isolierenden Material bestehenden Trägers sind die elektrischen Leiter bevozugt nebeneinander angeordnet. Durch die Nebeneinanderordnung der Leiter erfordert die elektrische Verbindung zwischen den Abgriffsstellen nur einen sehr geringen Aufwand. Infolge des geringen Abstandes der elektrischen Leiter und ihrer Anordnung auf einer gemeinsamen Ebene kann die Verbindung bspw. durch eine sich parallel zu der Fläche des Trägers erstreckende, über Abgriffselemente mit den elektrischen Leitern verbundene Leiterplatte realisiert werden.

Alternativ wäre es aber auch denkbar, die elektrischen Leiter derart zu positionieren, daß sie jeweils auf entgegengesetzten Seiten des Trägerelements angeordnet sind. Weist das Trägerelement einen rechteckigen Querschnitt auf, so ist es im Hinblick auf eine entgegengesetzte Anordnung der elektrischen Leiter möglich, diese auf den beiden größeren oder den beiden kleineren Seitenflächen des Trägerelements anzuordnen. Entsprechend einer solchen Anordnung müßte dann die Ausgestaltung der elektrischen Verbindung zwischen den Leitern bzw. den Abgriffselementen verändert werden.

Von ganz besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Realisierung des Stromeintritts und des Stromaustritts durch einen Dreileiter-Kreis. Im Hinblick auf eine besonders hohe Genauigkeit der Messung ist es von Vorteil, wenn die nach der bekannten Spannungsteilerregel abgegriffenen Widerstandswerte entsprechend der Füllstandshöhe sowohl vom oberen Ende eines der elektrischen Leiter als auch von dessen unterem Ende aus gemessen werden. Dazu sind zweckmäßiger Weise zwei Anschlüsse am oberen und unteren Ende des schichtförmigen elektrischen Leiters bzw. eines schichtförmigen Teils davon vorgesehen. Über die elektrische Verbindung zwischen den Abgriffsstellen, die

als elektrische Leitung oder als Leiterplatte vorliegen kann, wird der Strom von einem als Widerstand dienenden elektrischen Leiter zu einem benachbarten Leiter geleitet, der mit einer Stromaustrittsleitung verbunden ist.

Zur Stromversorgung des entgegengesetzten Endes der der Widerstandsmessung dienenden elektrischen Leiterschicht ist es vorteilhaft, die dafür vorgesehene Stromeintrittsleitung unterhalb der Fläche des Trägers anzuordnen, auf der die elektrische Widerstandsschicht und der elektrische Leiter aufgebracht sind. Infolge des geringen Platzbedarfs auf der Rückseite des Trägerelements, könnte dieses auch einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Die kleinere der beiden parallelen Seitenflächen könnte dann zur Aufnahme der Stromeintrittsleitung für das entgegengesetzte Ende des elektrischen Widerstands dienen. Denkbar wäre aber auch eine seitliche Führung der betreffenden Stromeintrittsleitung.

Für eine kompakte Ausgestaltung des Trägers wird es bevorzugt, sowohl die zum entgegengesetzten Ende des der Widerstandsmessung dienenden, schichtförmigen elektrischen Leiters führende Stromeintrittsleitung als auch den neben dem schichtförmigen elektrischen Leiter positionierten elektrischen Leiter als Leiterplatinen auf den Träger aufzubringen. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Anzahl der einzelnen Bestandteile verringert .

Die Teilwiderstände des der Widerstandsmessung dienenden elektrischen Leiters können nun einzeln oder parallel geschaltet sein. Bei einer Einzelschaltung ist es von Vorteil, ein Relais zu schalten, das das Umschalten von dem einen zu dem anderen Teilwiderstand ermöglicht. Auf diese Weise erhält das Meßgerät jeweils zwei Informationen, von denen eine Information jeweils als Kontrollinformation für die andere Information wirkt.

Im Hinblick auf eine Parallelschaltung ist es von Vorteil, daß beide Teilwiderstände an einer Stromguelle angeschlossen sind. Die sich nach der Verzweigung ausbildenden Teilströme entsprechen den Teilwiderständen. Die Teilströme können einerseits gleichzeitig getrennt erfaßt werden, andererseits kann innerhalb einer Gesamtwiderstandsmessung die Redundanzwirkung auftreten. Besonders vorteilhaft bei dieser Parallelschaltung ist, daß Parallelstränge auch einzeln geschaltet werden können, so daß die gemessene Größe dem Wert des Teilwiderstandes entspricht, die dann mit einem vorgegebenen Gesamtwiderstand verglichen wird.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der neben einem ersten schichtförmigen, elektrischen, der Widerstandsmessung dienenden Leiter angeordnete zweite elektrische Leiter zusätzlich mit dem ersten Leiter überdeckt. Diese Maßnahme könnte dann bevorzugt werden, wenn der als Leiterplatte ausgebildete zweite Leiter gegen die mechanische Beanspruchung durch die Schleifkontakte besonders geschützt werden soll. Hinsichtlich einer Meßwerterfassung innerhalb der Stromaustrittsleitung ist es dann notwendig, den durch die aufgebrachte erste elektrische Leiterschicht verursachten, konstanten Widerstandswert zu den Widerstandswerten der Teilwiderstände hinzuzuaddieren.

Im Hinblick auf eine große Kontaktfläche zwischen der Oberfläche des ersten elektrischen Leiters und den vorzugsweise als Schleifkontakte vorliegenden Abgriffselementen des Schiebers wird es bevorzugt, bürstenförmige Schleifkontakte zu verwenden. Die Schleifkontakte können aber auch als einzelne Zungen ausgebildet sein.

Zur Realisierung des Verfahrbarkeit des Schiebers entsprechend dem Füllstand des Behälterinhalts weist der Schieber an seiner äußeren Oberfläche ein magnetisches Bauteil auf, das auf einen Dauermagneten des Schwimmers reagiert. Die Verbindung zwischen der Position des Schwimmers und der Position des Schiebers kann aber auch in anderer Weise, z.B. mit Hilfe von elektromagnetischen Feldern, realisiert sein. Denkbar wäre es auch, den Schwimmer aus magnetischem Material zu fertigen, auf den ein Dauermagnet-Bauteil des Schiebers einwirkt oder entgegengesetzt gepolte Dauermagneten als Schieber bzw. als Schwimmer einzusetzen. Auf jeden Fall ist es aber besonders vorteilhaft, eine berührungslose Verbindung zwischen dem Schwimmer und dem Schieber zu schaffen, da das Führungsrohr gegenüber dem Behälterinhalt absolut dicht sein sollte.

Der Schieber kann nun verschiedenartig ausgestaltet sein. Hinsichtlich des Einbringens in das Führungsrohr ist es von Vorteil, wenn die äußere Schiebergestaltung auf den Querschnitt des Führungsrohres abgestimmt ist. Bei einem bspw. quadratischen Querschnitt des Führungsrohres würde es sich anbieten, den äußeren Querschnitt des Schiebers ebenfalls quadratisch zu gestalten.

In Bezug auf den Träger ist es besonders vorteilhaft, wenn der Schieber den Träger im jeweiligen Abgriffsbereich vollständig umschließt und innenseitig an dessen Querschnitt angepaßt ist. Ein gering gehaltener Abstand zwischen der Innenfläche des Schiebers und der Außenfläche des Trägers, wobei auf der Außenfläche zumindest ein Teil eines elektrischen Leiters erfindungsgemäß als Schicht ausgebildet ist, ermöglicht einen intensiven Kontakt zwischen den elektrischen Leitern und den Schleifkontakten des Schiebers.

Damit die Schleifkontakte des Schiebers nur in dem Bereich verfahren werden, in dem die Widerstandsmessung vorgenommen werden soll, ist es von Vorteil, am oberen bzw. am unteren Ende des Trägers Mittel vorzusehen, an denen der Schieber zur Anlage kommt. Dadurch wird erreicht, daß die Schleifkontakte, die auf dem schichtförmigen, als Widerstand dienenden elektrischen Leiter schleifen, tatsächlich nur in dem wirksamen Meßbereich zum Einsatz kommen. Ein solches Mittel im oberen Bereich kann ein Anschlag in Form eines Stiftes sein, der zusätzlich auf den Träger aufgebracht wird. Der stabförmige Träger könnte aber auch bereits ein entsprechendes Relief aufweisen. Die Begrenzung der Verfahrbarkeit des Schiebers im unteren Bereich kann bspw. direkt durch das Aufsetzen des Schwimmers auf einer Befestigungseinrichtung für das Führungsrohr innerhalb des Behältnisses realisiert werden, die auf den wirksamen Meßbereich und die Abmaße des Schiebers abgestimmt ist.

Der wirksame Meßbereich ergibt sich aus der Abmessung des elektrischen Leiters, der als Widerstand dient. Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem ein Dreileiter-Kreis zur Anwendung kommt, wird der wirksame Meßbereich durch zwei Leiter begrenzt, die als Leiterplatinen am oberen und unteren Ende des schichtförmigen, der Widerstandsmessung dienenden elektrischen Leiters angeordnet sind. Zwischen den Kontaktbereichen dieser Leiterplatinen mit der Leiterschicht befindet sich der wirksame Widerstandsmeßbereich. Auf die Abmessungen des Schiebers abgestimmt kann nun, versetzt zur oberen Begrenzung des Meßbereiches, auf dem Träger ein Anschlag für den Schieber installiert werden. Durch die vorteilhafte Positionierung des Anschlages in Bezug zur Lage der Begrenzung des durch die Leiterplatinen definierten wirksamen Meßbereichs wird erreicht, daß die Schleifkontakte nicht in unwirksamen Bereichen der Leiterschicht bzw. des elektrischen Leiters abgenutzt werden.

Von ganz besonderem Vorteil hinsichtlich der Ausbildung des unteren Enden des Trägers ist es, auf das Ende des Trägers ein Endstück aufzusetzen. Dieses Endstück kann nun in bevorzugter Weise so ausgestaltet sein, daß der Anschluß zur Realisierung des Stromeintritts am unteren Ende des schichtförmigen, als Widerstand dienenden elektrischen Leiters integriert ist. Diese Ausgestaltung ist für die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz besonders bedeutsam im Hinblick auf eine Längenvariabilität des vorgefertigten Trägers. Eine solche Endstückausgestaltung ermöglicht es, Standardgrößen anzubieten, die bedarfsgerecht geschnitten werden können, ohne das Anschlußstück für das untere Ende des schichtförmigen, als Widerstand dienenden elektrischen Leiters zu entfernen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Behältnis, in den die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands installiert ist,

Fig. 2 in einer Draufsicht, vergrößert, der Träger der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands aus Fig. 1,

Fig. 3 in einer längsgeschnittenen Darstellung den Gegenstand aus Fig. 2 unter Hinzufügung des Schiebers,

Fig. 4 in einer Draufsicht den Träger der erfindungsgemäßen Vorrichtung, auf dem elektrische Leiter in Form von Leiterplatinen installiert sind,

Fig. 5 eine Darstellung des Gegenstandes aus Fig. 4, um 180° um die Längsachse gedreht,

Fig. 6 in einer vergrößerten quergeschnittenen Darstellung eine Teilansicht des Schiebers der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7 eine Schaltvariante des Dreileiter-Kreises der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 8 eine weitere Schaltvariante des Dreileiter-Kreises der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen gemeinsam ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands. Fig. 1 läßt in schematischer Darstellung ein Behältnis 1 erkennen, in dem sich eine Flüssigkeit befindet. Innerhalb des Behälters ist ein Führungsrohr 2 angeordnet, an dem ein Schwimmer 3 gleitet. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß innerhalb des Führungsrohres 2 ein erster elektrischer Leiter 4 und ein zweiter elektrischer Leiter 5 angeordnet sind. In Fig. 3 ist verdeutlicht, daß sich innerhalb des Führungsrohres 2 ein Schieber 6 befindet. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, fährt der Schieber 6 entsprechend der Stellung des Schwimmers 3 auf einem Träger 7, der sich innerhalb des Führungsrohres 2 erstreckt. Das Führungsrohr 2 ist derart vertikal angeordnet, daß es der größten Höhenabmessung des Behältnisses 1 entspricht. Das Führungsrohr 2 ist an seinem

oberen und an seinem unteren Ende in nicht näher bezeichneten Befestigungseinrichtungen fixiert. Am oberen Ende besteht die Möglichkeit, hier ebenfalls nicht weiter dargestellte Meß- und Anzeigegeräte nebst elektrischer Leitungen anzuordnen.

Insbesondere Fig. 2 veranschaulicht, daß der erste elektrische Leiter 4 schichtförmig auf den Träger 7 aufgebracht ist. Der zweite elektrische Leiter 5 ist als Leiterplatine, direkt neben dem ersten elektrischen Leiter 4 aufgebracht. Dem ersten elektrischen Leiter 4 wird über eine Stromeintrittsleitung 8 an seinem oberen Ende Strom zugeführt. Der zweite elektrische Leiter 5 ist an seinem oberen Ende mit einer Stromaustrittsleitung 9 verbunden, aus der der Strom letztlich abgeleitet wird. Schließlich ist eine weitere Stromeintrittsleitung 10 vorgesehen, die wie aus Fig. 3 und Fig. 5 ersichtlich, an der Rückseite des Trägers 7 an einen dritten elektrischen Leiter 11 anschließt. Der dritte elektrische Leiter 11 ist als Leiterplatine auf der Rückseite des Trägers 7 aufgebracht und erstreckt sich bis zum unteren Ende des Trägers 7, damit von dort aus dem ersten elektrischen Leiter 4 Strom in entgegengesetzter Richtung zugeführt werden kann.

Mit Fig. 2 und Fig. 4 wird verdeutlicht, daß zwei weitere elektrische Leiter 12 und 13 in Form von Leiterplatinen auf dem Träger 7 aufgebracht sind und daß der erste elektrische Leiter 4 die beiden elektrischen Leiter 12 und 13 teilweise überdeckt. Zur Realisierung der entgegengesetzten Stromzufuhr sind Anschlüsse 14 und 15 vorgesehen, die direkt an den elektrischen Leitern 12 und 13 angeordnet sind. Dabei steht der Anschluß 15 des unteren elektrischen Leiters 13 mit dem dritten elektrischen Leiter 11 in Verbindung. Wie aus Fig. 5 besonders deutlich wird, ist dieser dritte elektrische Leiter 11 an seinem oberen Ende mit der Stromeintrittsleitung 10 verbunden und weist dazu einen Anschluß 16 auf.

Von der Stromeintrittsleitung 10 aus, über den Anschluß 16 und den dritten elektrischen Leiter 11 sowie den Anschluß 15 und den oberen elektrischen Leiter 13 gelangt der Strom in den als Schicht aufgebrachten, zur Widerstandsmessung dienenden, ersten elektrischen Leiter 4. Gleichzeitig wird durch die Stromleitung 8 über den Anschluß 14, in den unteren elektrischen Leiter 12 Strom zu dem als Widerstandsschicht aufgebrachten, ersten elektrischen Leiter 4 geleitet. Zwischen dem oberen elektrischen Leiter 12 und dem unteren elektrischen Leiter 13 erstreckt sich ein definierter Meßbereich 17 des ersten elektrischen Leiters 4. Der Kontakt zwischen dem ersten elektrischen Leiter 4 und den elektrischen Leitern 12 und 13 erfolgt dadurch, daß der erste elektrische Leiter 4 auf Teilbereiche der bereits aufgebrachten Leiterplatten der elektrischen Leiter 12 und 13 erfindungsgemäß aufgedampft, aufgesputtert oder aufgedruckt wird. Der innerhalb des definierten Meßbereiches 17 verfahrbare Schieber 6 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Leiter 4 und dem zweiten elektrischen Leiter 5 her. Der zweite elektrische Leiter 5 ist über einen Anschluß 18 mit der Stromaustrittsleitung 9 verbunden.

Aus Fig. 2 und Fig. 3 ist eine Justierhülse 19 zu erkennen, die an dem oberen Ende des Trägers 7 angeordnet ist. In dieser Justierhülse 19 verlaufen die Stromeintrittsleitungen 8 und 10 sowie die Stromaustrittsleitung 9. Die Justierhülse 19 ist mit einem Spannstift 20 am Träger 7 arretiert.

Die Ausgestaltung des in Fig. 3 und Fig. 6 dargestellten Schiebers 6 ist in Anpassung an das einen kreisförmigen Querschnitt aufweisende Führungsrohr 2 zylindrisch ausgebildet. Der Schieber 6 weist ein magnetisches Bauteil 21 in Form eines Metallringes auf, das mit einem nicht dargestellten, im Schwimmer 3 angeordneten Dauermagneten wirkverbunden ist, so daß sich der

- &lgr; 5

Schieber 6 und der Schwimmer 3 ständig auf derselben Füllstandshöhe 22 befinden. Die Verfahrbarkeit des Schiebers 6 ist dadurch gewährleistet, daß der Außendurchmesser des Schiebers auf den Innendurchmesser des Führungsrohres 2 und die Innenabmaße des Schiebers 6 auf den Träger 7 mit den aufgebrachten
elektrischen Leitern 4, 5, 11, 12 und 13 entsprechend abgestimmt sind. Innerhalb des Schiebers 6 sind Schleifkontakte 23 vorgesehen, die die nebeneinanderliegenden elektrischen Leiter 4 und 5 abgreifen. Die Schleifkontakte 23 des Schiebers 6 sind bürstenförmig ausgebildet, wodurch der Kontakt zu den abgegriffenen Flächen intensiviert wird. Die Schleifkontakte 23
sind an einer gemeinsamen Leiterplatte 24 angeordnet. Die Befestigung der gemeinsamen Leiterplatte 24 mit den Schleifkontakten 23 erfolgt über nicht näher bezeichnete Befestigungselemente, die hier als Schrauben ausgebildet sind.

In Fig. 7 ist nun eine Schaltvariante des Dreileiter-Kreises
des vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bezüglich des ersten elektrischen Leiters 4 ist zu erkennen, daß dieser in zwei Teilwiderstände 25 und 26 aufgeteilt ist. Über die elektrische Leiterplatte 24 wird eine Verbindung zu dem zweiten elektrischen Leiter 5 realisiert. Bei dieser Variante werden die Teilwiderstände 25 und 26 einzeln, in getrennten Stromkreisläufen gemessen. Da beide Stromkreisläufe dieselbe Stromaustrittsleitung 9 benutzen, kann die jeweilige Teilwiderstandsmessung nur zeitlich versetzt erfolgen. Ein hier nicht dargestelltes Relais
könnte dafür sorgen, daß ein ständiger Wechsel von Messung zu
Kontrollmessung stattfindet.

In Fig. 8 sind die Teilwiderstände 25 und 26 in einer zweiten
Schaltvariante des Dreileiter-Systems parallel geschaltet. Bereits nach der Abzweigstelle 28 können gleichzeitig die beiden Teilwiderstände gemessen werden, wodurch eine Redundanzwirkung

erzielt wird. Anhand dieser beiden Werte kann nun mit Hilfe üblicher elektronischer Mittel eine Umsetzung in einen ablesbaren Füllstandswert erfolgen.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, ist ein Endstück 27
als Abschluß mit Haltefunktion im Führungsrohr 2 auf das untere Ende des Trägers 7 aufgebracht. Weiter ist auf dem Träger 7 ein Anschlag für den Schieber 6 in Form eines Stiftes 29, der form- und kraftschlüssig in eine Öffnung 30 eingreift, aufgebracht.
Auf diese Weise bleibt die Abgreiftätigkeit der Schleifkontakte 23 auf den wirksamen Meßbereich 17 des ersten schichtförmig
ausgebildeten elektrischen Leiters 4 beschränkt.

Abschließend sei hervorgehoben, daß das zuvor rein willkürlich
gewählte Ausführungsbeispiel lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dient, diese jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims (31)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Anzeige des Füllstands in einem Behältnis

(1) mit einem innerhalb des Behältnisses (1) vorzugsweise senkrecht angeordneten Führungsrohr (2), einem an dem Führungsrohr

(2) gleitenden Schwimmer (3), einem ersten elektrischen Leiter (4), einem zweiten elektrischen Leiter (5) und einem die Leiter (4, 5) abgreifenden und elektrisch verbindenden Schieber (6), wobei sich die Leiter (4, 5) innerhalb des Führungsrohrs (2) im wesentlichen über dessen Länge erstrecken und der außerhalb des Führungsrohrs (2) angeordnete Schwimmer (3) mit dem Schieber (6) vorzugsweise kontaktlos wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil eines Leiters (4 und/oder 5) als Schicht mit geringer Dicke ausgebildet, und die Schicht auf einem Trägermaterial aufgebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht eine im Mikrometerbereich liegende Dicke aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf das Trägermaterial aufgedampft ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht auf das Trägermaterial aufgesputtert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht im Siebdruckverfahren auf das Trägermaterial aufgebracht ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial in Form eines stabförmigen Trägers (7) ausgebildet ist, der sich innerhalb des Füh-

rungsrohrs (2), im wesentlichen über dessen gesamte Länge, erstreckt .

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des stabförmigen Trägers (7) vorzugsweise die Form eines Rechtecks aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrischen Leiter (4, 5) im wesentlichen über die gesamte Länge des Trägers (7) erstrecken.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leiter (4, 5) auf dem Träger (7) nebeneinanderliegend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Leiter (4) an einem Ende, vorzugsweise dem oberen Ende mit einer Stromeintrittsleitung (8) verbunden ist und daß der zweite elektrische Leiter (5) an einem Ende, vorzugsweise dem oberen Ende mit einer Stromaustrittsleitung (9) verbunden ist, so daß ein Zweileiter-Kreis ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Leiter (4) zusätzlich an seinem, zur Verbindungsstelle mit der Stromeintrittsleitung (8) entgegengesetzten Ende mit einer weiteren Stromeintrittsleitung (10) verbunden ist, so daß ein Dreileiter-Kreis mit gegenläufigen Stromeintrittsleitungen (8, 10) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Leiter (4) und der Stromeintrittsleitung (10) ein dritter elek-

trischer Leiter (11) vorgesehen ist, der auf dem Träger (7), vorzugsweise auf dessen Rückseite, angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen und unteren Ende des für den ersten elektrischen Leiter (4) vorgesehenen Bereichs des Trägers (7) jeweils ein weiterer elektrischer Leiter (12, 13) mit jeweils einem Anschluß (14, 15) für den Stromeintritt angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (14) des elektrischen Leiters (12) mit der Stromeintrittsleitung (8) und der Anschluß (15) des elektrischen Leiters (13) mit der Stromeintrittsleitung (10) direkt oder indirekt über den dritten Leiter (11) und einen weiteren Anschluß (16) verbunden sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der erste Leiter (4) als Schicht mit geringer Dicke auf das Trägermaterial aufgebracht ist und als Widerstand dient, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leiter (12, 13) einen definierten Meßbereich (17) des ersten elektrischen Leiters (4) begrenzen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Leiter (4) die beiden weiteren Leiter (12, 13) kontaktiert, so daß der Stromfluß zur Stromaustrittsleitung (9) über den zweiten elektrischen Leiter (5) und einen Anschluß (18) gewährleistet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste elektrische Leiter (4) sowohl neben dem zweiten elektrischen Leiter (5) als auch auf dem zweiten elektrischen Leiter (5) aufgebracht ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 und gegebenenfalls nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte elektrische Leiter (5, 11) und die beiden weiteren elektrischen Leiter (12, 13) in Form von Leiterbahnen auf den Träger (7) aufgebracht sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromeintrittsleitung (8) und/oder die Stromeintrittsleitung (10) sowie die Stromaustrittsleitung (9) in einer Justierhülse (19) geführt sind, die auf einem Ende, vorzugsweise auf dem oberen Ende, des Trägers (7) sitzt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierhülse (19) mit einem Spannstift (20) am Träger (7) arretiert ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmaße des Schiebers (6) derart auf die Innenmaße des Führungsrohres (2) abgestimmt sind, daß der Schieber (6) im Führungsrohr (2) verfahrbar bzw. verschiebbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) ein auf einen Dauermagneten des Schwimmers (3) ansprechendes magnetisches Bauteil (21) aufweist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) den Träger (7) vollständig umschließt und innerhalb des definierten Meßbereiches (17) entsprechend der Füllstandshöhe (22) im Behältnis (1) verfahrbar ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) bis zu einem Anschlag verfahrbar ist, der im oberen Bereich des Trägers (7) angeordnet ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (6) Schleifkontakte (23) aufweist, die die elektrischen Leiter (4, 5) abgreifen.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkontakte (23) des Schiebers (6) bürstenförmig ausgebildet sind.

27. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkontakte (23) des Schiebers (6) an einer gemeinsamen Leiterplatte (24) innerhalb des Schiebers (6) angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei ein Dreileiter-Kreis ausgebildet ist und der erste elektrische Leiter (4) als Schicht mit geringer Dicke auf das Trägermaterial aufgebracht ist und als Widerstand dient, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Abgriff mindestens eines der Schleifkontakte (23) an dem ersten elektrischen Leiter (4) entstehenden Teilwiderstände (25, 26) parallel geschaltet sind.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei ein Dreileiter-Kreis ausgebildet ist und der erste elektrische Leiter (4) als Schicht mit geringer Dicke auf das Trägermaterial aufgebracht ist und als Widerstand dient, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Abgriff mindestens eines der Schleifkontakte (23) an dem ersten elektrischen Leiter (4) entstehenden Teilwiderstände (25, 26) einzeln geschaltet sind und eine Meßwerterfassung zu unterschiedlichen Zeiten erfolgt.

30. Vorrichtung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende, vorzugsweise das untere Ende, des Trägers (7) ein Endstück (27) aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (16) zur Realisierung des gegenläufigen Stromeintritts in den ersten elektrischen Leiter (4) in das Endstück (27) integriert ist.