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Geber für Flüssigkeitsstandanzeiger, insbesondere für Benzinuhren
Zusatz zum Patent 944273
In dem Hauptpatent 944273 ist ein Geber für Flüssigkeitsstandanzeiger,
insbesondere für Benzinuhren beschrieben, bei dem mittels Saugdruck die Höhe des
Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, beispielsweise in einem Benzintank, gemessen
wird. Die Höhe der Flüssigkeitsspiegel ergibt sich dabei durch den Unterdruck, der
erforderlich ist, um einen teilweise in die Flüssigkeit eintauchenden und dadurch
einem Auftrieb ausgesetzten Fühler hochzuheben. Bei niedrigem Flüssigkeitsspiegel
ist der Auftrieb gering, infolgedessen ist ein größerer Unterdruck aufzuwenden,
während bei höherem Flüssigkeitsspiegel der erforderliche Unterdruck entsprechend
geringer ist.
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Dieses Prinzip benutzt nun die vorliegende Erfindung, wobei jedoch
der Fühler durch eine Flüssigkeitssäule ersetzt ist. Diese Flüssigkeitssäule wird
bei dem Geber nach der Erfindung durch Unterdruck aus dem Behälter hochgezogen,
bis ein Schwimmer aufschwimmt und die Unterdruckleitung abschließt. Der erforderliche
Unterdruck zum Hochsaugen der Flüssigkeit gibt ein Maß an für die Höhe des Flüssigkeitsspiegels
im Behälter.
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Der Schwimmer ist dabei in einem Gehäuse angeordnet, das mittels eines
Steigrohres mit der Flüssigkeit verbunden ist.
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Um zu bewirken, daß das Gerät dauernd die jeweilige Flüssigkeitshöhe
feststellt, mit anderen Worten, um zu vermeiden, daß das Gerät in der einmal eingenommenen
Stellung verharrt, sieht die Erfindung eine Kapillare vor, die eine Verbindung des
Gehäuseinneren mit der Atmosphäre herstellt.
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Diese Kapillare ist in der Manometerleitung so angeordnet, daß sich
aus dieser Leitung ein dauernder, wenn auch sehr geringer Luftstrom in das Gehäuse
bewegt, der eine Kondensierung von Flüssigkeit in der Leitung verhindert. Durch
diese Kapillare dringt dauernd Luft in den Raum über dem Flüssigkeitsspiegel im
Gehäuse ein, wodurch der dort herrschende Unterdruck verkleinert wird, und zwar
so weit, bis der Flüssigkeitsspiegel etwas absinkt und der Schwimmer die Zuleitung
des Unterdruckes öffnet. In diesem Augenblick stellt sich wiederum der Unterdruck
in dem oberen Teil des Gehäuses ein, der erforderlich ist, um die Flüssigkeitssäule
im Steigrohr und im Gehäuse zu halten. Es wiederholt sich also in kurzen Zeitabständen
dieser Vorgang, so daß die Höhe des zu messenden Flüssigkeitsspiegels dauernd neu
ermittelt wird. Durch entsprechende Ausbildung der Kapillare und durch Einbau einer
Drosselstelle im Steigrohr und einer weiteren Drosselstelle in der Manometerleitung
läßt sich ein gewisser Gleichgewichtsstand herstellen, so daß das Anzeigegerät nicht
pendelt, sondern einen ganz bestimmten Wert angibt.
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Zur Erleichterung der Montage des Schwimmers im Gehäuse ist dieses
mehrteilig ausgebildet. Die Trennfuge zwischen den beiden Teilen kann ungefähr in
der halben Höhe des Gehäuses angeordnet sein.
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Es ist möglich, den Schwimmer ähnlich, wie dies von Vergasern her
bekannt ist, frei schwimmend oder an einem Gelenk befestigt anzuordnen und beispielsweise
mit einer Nadel zu versehen, die die Zuleitung des Unterdruckes steuert. Es kann
jedoch die Befestigung des Schwimmers auch mittels einer oder zwei durchbrochenen
Membranen erfolgen. Diese Membranen sind am oberen und/oder unteren Ende des Schwimmers
mit diesem verbunden und andererseits am Gehäuse festgeklemmt. Dadurch erhält der
Schwimmer eine genaue senkrechte Führung, die den Vorteil hat, daß sie praktisch
ohne Reibung arbeitet.
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Diese Membranen können keinen Druck aufnehmen, sondern wirken lediglich
als federnde Führungselemente für den Schwimmer.
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Es ist zweckmäßig, die Membranen als Siebe auszubilden. Die Befestigung
im Gehäuse erfolgt durch Federringe, mit denen die Membranen in Ringnuten des Gehäuses
festgeklemmt sind.
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Der Schwimmer ist mit einer Metall- oder Kunststoffplatte versehen,
die beim Aufschwimmen des Schwimmers gegen die t)ffnung der Saugleitung drückt und
diese abschließt. In der Ruhelage ist dabei der Abstand zwischen der Platte des
Schwimmers und dem unteren Ende der Saugleitung sehr gering, ungefähr 0,1 mm, so
daß bereits ein geringes Anheben des Schwimmers genügt, um die Saugleitung zu verschließen.
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Ferner muß die Mündung des Mündungskanals der Saugleitung sehr klein
gehalten sein, da sonst der Schwimmer an dieser Mündung infolge des darin herrschenden
Unterdruckes festkleben kann, wodurch das Meßergebnis verfälscht wird. Das gleiche
kann der Fall sein, wenn das ebene Ende der Wand des Mündungskanals verhältnismäßig
groß ist.
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Es ist bekannt, daß fast alle in Fahrzeugen angeordneten Benzinuhren
beim Durchfahren einer Kurve bzw. beim Abbremsen oder Beschleunigen einen falschen
Wert anzeigen. Dies rührt daher, daß die Flüssigkeit im Benzintank infolge der Zentrifugalkraft
bzw. Trägheit nach einer Seite gedrückt wird und die Benzinuhr je nachdem, wie der
Geber im Tank angeordnet ist, mehr oder weniger Inhalt anzeigt. Bei der Vorrichtung
nach der Erfindung wird dieser Mangel dadurch behoben, daß am unteren Ende der Steigleitung
ein verhältnismäßig kleines, nach oben offenes Gefäß angeordnet ist. Dieses Gefäß
ist am Boden des Benzintanks befestigt und außer der oberen Öffnung noch mittels
einer kleinen Bohrung, die als Drossel wirkt, mit dem Inneren des Tanks verbunden.
Das untere Ende der Steigleitung mündet in dieses Gefäß.
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Während bisher bei der Einwirkung von Trägheitskräften die ganze Füllung
des Tanks nach einer Seite gedrückt wurde und insbesondere bei verhältnismäßig geringer
Füllung die Möglichkeit bestand, daß das untere Ende der Steigleitung nicht mehr
in die Flüssigkeit eintauchte, hält das Gefäß jetzt eine geringe Menge der Flüssigkeit
an der Mündung des Steigrohres zurück. Der Flüssigkeitsspiegel in diesem Gefäß neigt
sich zwar ebenfalls, diese Neigung hat jedoch keinen Einfluß auf die Anzeige des
Geräts. Die kleine Bohrung am Boden des Gefäßes verhindert, daß auf die Dauer in
dem Gefäß ein höherer Flüssigkeitsspiegel erhalten bleibt, als dem Flüssigkeitsspiegel
im eigentlichen Tank entspricht.
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Es ist zweckmäßig, das Gefäß in der Höhe auszubilden, die ungefähr
der Höhe des Benzintanks entspricht. Dadurch wirkt das Gefäß auch schon bei beispielsweise
zu drei Vierteln gefülltem Tank, und es ist die Möglichkeit gegeben, den Geber an
jeder Stelle im Tank anzuordnen. Es ist also nicht unbedingt erforderlich, den Geber
in der Tankmitte unterzubringen. Es ist vorteilhaft, die Bohrung am Boden des Gefäßes
in Fahrtrichtung vor oder hinter der Mündung des Steigrohres anzuordnen. Dadurch
wird die Ausfluß möglichkeit aus dem Gefäß während der Kurvenfahrt auf ein Mindestmaß
herabgesetzt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig. I einen Querschnitt durch einen Geber und einen Teil des Flüssigkeitsbehälters
(ein im Flüssigkeitsbehälter angeordnetes Gefäß ist in einer um go0 verdrehten Stellung
dargestellt), Fig. 2 einen Querschnitt durch dieselben Teile in kleinerem Maßstab
(die in Schräglage dargestellten Flüssigkeitsspiegel entsprechen ihrer Lage beim
Befahren von Kurven).
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Das aus zwei Teilen I und 2 bestehende Gehäuse des Gebers ist an
der oberen Wand 3 des Flüssigkeitsbehälters befestigt. Der in der Saugleitung 4
herrschende Unterdruck pflanzt sich über den Kanal 5 in den Raum 6 des Gehäuses
fort und
saugt über das Steigrohr 15 Flüssigkeit aus dem Behälter
an. Hat die angesaugte Flüssigkeit in dem Raum 6 die gezeigte Höhe des Spiegels
7 erreicht, schwimmt der Schwimmer 8 auf und schließt mit der Platte 23 die Mündung
9 des Unterdruckkanals 5. Dadurch herrscht in dem Raum 6 ein Unterdruck, der sich
über den Kanal 10, die Drossel II in die Manometerleitung I2 fortsetzt, an der das
nicht dargestellte Anzeigegerät angeschlossen ist. Um ein dauerndes Arbeiten des
Flüssigkeitsgebers zu bewirken, ist in der Manometerleitung eine Kapillare I3 angeordnet,
die eine Verbindung mit der Atmosphäre schafft. Die Drossel I4 dämpft das Steigen
bzw. Fallen der Flüssigkeit in dem Steigrohr 15. Der Schwimmer 8 ist durch die beiden
durch Siebe gebildeten Membranen I6 und I7 mit dem Gehäuse verbunden. Die Siebe
werden durch die Federringe I8 und 19 an den Gehäusehälften I und 2 gehalten. Im
Flüssigkeitsbehälter ist ein mit einer Bohrung 22 versehenes Gefäß 2I angeordnet,
in das ein Steigrohr 15 hineinreicht, dessen unteres Ende 20 einen geringen Abstand
vom Boden des Gefäßes 2I aufweist. Das Gefäß 21 ist am Boden des Flüssigkeitsbehälters
befestigt oder am Geberteil 2 angebracht. Die beim Befahren von Kurven entstehende
Schräglage der Flüssigkeit in dessen Behälter, im Gefäß 2I und im Gebergehäuse I,
2 ist in der Fig. 2 dargestellt.