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Vorrichtung zum elektrischen Fernanzeigen wechselnder Flüssigkeitshöhen,
insbesondere für Kraft- und Luftfahrzeuge; mit einem drehbaren, durch einen Schwimmer
gesteuerten Kontaktarm, der sich, entsprechend der Schwimmerbewegung, über kreisförmig
angeordneten Kontakten bewegt, die mit Anzeigeelementen im Empfänger leitend verbunden
sind. Vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand eine Vorrichtung zur elektrischen
Fernanzeige wechselnder Flüssigkeitshöhen, insbesondere für Brennstoffbehälter von
Kraft-und Luftfahrzeugen, bei der ein drehbarer Kontaktarm, dem jeweiligen Flüssigkeitsstand
entsprechend, unter Zuhilfenahme eines Schwimmers in verschiedene Stellungen gedreht
wird. Zwecks Messung wird er vorübergehend gegen eine Kontaktplatte gedrückt,
deren
kreisförmig angeordnete Kontakte mit j e einem Anzeigeelement elektrisch verbunden
sind. Hierbei wird der gerade unter dem Kontaktarm befindliche Kontakt unter Strom
gesetzt und damit das entsprechende Anzeigeelement zum Ansprechen gebracht.
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Ähnliche Vorrichtungen für die Bestimmung des Flüssigkeitsstandes
sind zwar in verschiedenen Ausführungen schon bekannt. Bei ihnen wird ebenfalls
durch Schwimmer eine Schaltvorrichtung bewegt und dadurch entweder eine Widerstandsänderung
im M.eßstromkreis erzeugt oder ein Anzeigeelement zum Ansprechen gebracht.
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Der neue und grundlegende Gedanke und wesentliche Vorteil der vorliegenden
Erfindung ist jedoch, daß der Schwimmer bei der Bewegung des Kontaktarmes keine
Kontaktbürstenreibung und daher nur ein Minimum von Reibungskräften zu überwinden
hat, während letztere bei den bisher bekannt gewordenen Ausführungen sehr erheblich
sind. Im Interesse eines sicheren Stromüberganges sind außerdem starke Kontaktdrücke
notwendig. Derartig große Kräfte lassen sich nur durch große Schwimmer auslösen,
die einerseits bei kleineren Flüssigkeitsbehältern einen viel zu großen Raum beanspruchen,
andererseits die Apparatur unnötig verteuern, und die insbesondere bei Kraft und
Luftfahrzeugen aus den genannten Gründen nicht verwendbar sind. Diese Mängel werden
durch die Erfindung beseitigt.
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Bei der vorliegenden Erfindung kann ferner eine starke magnetische
Kupplung zwischen Schwimmer und Kontaktarm vorgesehen werden, falls der Geber durch
Benetzung mit der zu messenden Flüssigkeit, die z. B. bei bewegten Flüssigkeitsbehältern
unvermeidlich ist, nicht in seiner Funktion gestört werden soll, insbesondere aber,
damit bei Kraft- und Luftfahrzeugen, also bei -Messung leicht entzündlicher Flüssigkeiten,
der stromführende Teil des Gebers völlig von dem Flüssigkeitsraum abgetrennt werden
kann und so jede Explosionsgefahr, durch evtl. Funkenbildung hervorgerufen, vermieden
wird. Zwar sind bei bisher bekannten Ausführungen zum Teil auch schon magnetische
Kupplungen verwendet worden, jedoch stets unter ganz anderen Gesichtspunkten und
infolgedessen auch ohne daß auf eine starke Kupplung Wert gelegt wurde. Diese ist
aber unentbehrlich, wenn es sich um bewegte Flüssigkeitsbehälter handelt, damit
Stöße nicht zu Fehlmessungen führen.
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Nachstehend ist eine beispielsweise Ausführung mit elektrischer Tastvorrichtung
beschrieben. Die Abb. r gibt die Anordnung schematisch wieder. rz stellt einen Flüssigkeitsbehälter
mit Flüssigkeit b und einem Schwimmer c dar. Damit bei transportablen Flüssigkeitsbehältern(Kraftwagentanks
usw.), die durch Flüssigkeitserschütterungen verursachten Schwankungen des Schwimmers
möglichst klein gehalten werden, ist die ihn tragende freie Flüssigleitsoberfläche
durch ein unten und oben offenes Rohr d weitmöglichst eingeschränkt. An c ist eine
Schnur e 'befestigt, die um eine Trommel f durch ein Gegengewicht g gespannt wird.
Die Trommel f ist auf einer horizontalen Achse l2 drehbar und trägt einen Arm i,
der an seiner Spitze als Kontakt ausgebildet und- über f und h
elektrisch
leitend mit dem Gefäß a verbunden ist.
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Auf der Achse h sitzt ferner eine Kreisförmige Scheibe j, mittels
einer Buchse l horizontal, aber ohne Drehung verschiebbar. Sie wird durch
Federkraft im allgemeinen mÖglichst weit nach rechts gegen m gezogen. Die Scheibe
j trägt in kreisförmiger Anordnung eine angemessene Anzahl Kontakte k, die isoliert
eingesetzt sind. (Der Einfachheit halber sind in der Abbildung nur zwei Kontakte
gezeichnet.) Ferner trägt die Scheibe j noch zwei Anker o, die vor den Polen zweier
Elektromagnete n stehen. Letztere sind hintereinandergeschaltet und über einen Schalter
r an eine Batterie s angeschlossen. Jeder Kontakt k der Scheibe j ist durch einen
Leitungsdraht p mit einer Anzeigevorrichtung verbunden, die im Beispiel aus Glühlampen
q gebildet ist. Die Lampen werden zweckmäßig durch eine Glasscheibe o. dgl. verdeckt,
die vor jeder Lampe Ziffern trägt. Statt der Glühlampen sind natürlich auch andere
Anzeigeapparate möglich, z. B. sogenannte Tableauapparate, Registriervorrichtungen
o. dgl. Der freie Pol der Lampen q liegt über dem Schalter r an dem einen Pol der
Batterie s, deren anderer an das Gehäuse a angeschlossen ist. Bei Kraftwagen, die
mit einer Akkümulatorenbatterie ausgerüstet sind, kann diese natürlich an Stelle
einer besonderen Batterie s verwendet werden.
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Der Arbeitsvorgang ist nun der folgende: Der Schwimmer c dreht je
nach der Flüssigkeitshöhe die Trommel h nebst Kontakt i in verschiedene Lagen, wobei
nur die sehr kleine Gegenkraft von Gewicht g und Lagerreibung von f auf
Ir zu überwinden ist. Soll nun der Flüssigkeitsstand ermittelt werden, so
wird am Ablesestand der Schalter r geschlossen, wodurch die Elektromagnete n von
der Batterie s Strom bekommen. Sie ziehen die Anker o nach links, wobei die Kontaktplatte
j ebenfalls nach links bewegt wird, bis der gerade vor Kontakt i stehende
Kontakt k
gegen diesen gedrückt wird. Nunmehr erhält die zu diesem Kontakt
gehörige Lampe q
Strom und leuchtet auf. Der Stromlauf ist dabei:
Batterie s, Gefäßwand a, Achse Ir,
Trommel f, Kontakt i, Kontakt
k, Leitung p, Lampe q, geschlossener Schalter r, Batterie s.
Durch das Aufleuchten der Lampe q wird die vor ihr auf der Glasscheibe befindliche
Ziffer sichtbar, die zweckmäßig direkt die vorhandene Flüssigkeitshöhe bzw. -menge
angibt. Nach der Messung wird r wieder geöffnet, die Elektromagnete geben die Anker
o frei, die Kontaktplatte j federt in der Richtung rii zurück und gibt den
Kontakt i. frei.
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Will man statt der beispielsweisen Glühlampenanzeige eine Registriervorrichtung
anwenden, so kann man den Schalter r durch ein Uhrwerk in regelmäßigen Zeitabständen
selbsttätig schließen lassen.
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Handelt es sich um die Messung leicht entzündlicher Flüssigkeiten,
so muß die Kontaktvorrichtung i, k vom eigentlichen Flü ssigkeitsraum gasdicht getrennt
werden, weil sonst durch Funkenbildung am Kontakt Explosionen unvermeidlich sind.
In diesem Falle wird die Kupplung zwischen dein Schwimmer c und dein Kontakt i nicht
durch den Faden e und der Trommel f, sondern auf magnetischem Wege
hergestellt.
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Eine beispielsweise Ausführung hierzu ist in Abb. 2 wiedergegeben..
Der Schwimmer a besitzt in diesem Falle eine Durchbohrung, durch die ein schmaler
vertikaler Rahmen b, der vor und hinter der Zeichnungsebene offen ist, hindurchgeht.
Er gestattet dem Schwimmer a die Auf- und Abwärtsbewegung ohne Drehung. Der Rahmen
b hält gleichzeitig durch Halslager c und Stützlager d, und d.,
die Führungsstange
e, die mit einer verdrahten Nut (in der Abbildung nicht gezeichnet) versehen ist,
welche eine Steigung ungefähr gleich ",der Länge des Rahmens b besitzt. Durch die
eine offene Seite von Rahmen b greift ein am Schwimmer a befestigter
Stift f in die Führungsnut von e. Bewegt sich also der Schwimmer a
z. B. von seiner tiefsten bis zur höchsten Stellung, so gleitet der Stift f in der
Nut von e aufwärts und zwingt die Stange e zu einer Umdrehung von ungefähr 36o°.
Ein am oberen Ende von c befestigter Magnet g wirkt durch eine gasdichte Trennwand
t aus unmagnetischem Material auf einen ihm gegenüberstehenden, ebenfalls um eine
vertikale Achse drehbaren Magneten h und zwingt ihn, eine entsprechende Drehung
auszuführen. Eine Achse j, mit dem Magneten 1a starr verbunden, trägt einen Kontaktarm
i, der dem Kontakt i der Abb i entspricht. Der Unterschied der Kontakte -i in Abb.
i und 2 ist also nur, daß sich i in Abb. i um eine horizontale und in Abb. 2 um
eine vertikale Achse dreht. Die weitere Apparatur ist im Falle der Abb. 2 genau
die gleiche wie bei der Abb. i, nur ist die Tastvorrichtung durch Drehung um go°
in der Vertikalebene aufgerichtet.