-
-
Flüssigkeitsstandalarmanzeiger Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstand
alarmanzeiger für einen eine veränderliche Flüssigkeitsmenge enthaltenden Behälter,
bei dem ein in wärmeleitender Verbindung mit dem Behälterinneren stehendes Heißleiter-Element
durch die wärmeableitende Wirkung dieser Flüssigkeit in Abhängigkeit davon, ob das
Element unter oder über dem Spiegel der freien Flüssigkeitsoberfiäche liegt, einen
Alarmkreis aus- oder einschaltet und hei dem dieses Heißleiter-Element in einer
in das Behälterinnere tauchenden Kammer angeordnet ist, die von einem mit Schraubgewinde
versehenen Stutzen gebildet wird, in dem, von ihm elektrisch isoliert, ein Leiterstift
gelagert ist, dessen nach außen weisende Seite mit einer Klemme zum Anschluß eines
äußeren Stromkreises versehen und dessen andere Seite elektrisch leitend mit dem
Heißleiter-Element verbunden ist.
-
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, für die vorgenannten
Heißleiter-Flüssigkeitsstandalarmanzeiger eine gedrängte Allzweckebauart zu schaffen,
durch die der Anzeiger einerseits billig zu
fertigen und andererseits
ohne weiteres an jeden beliebigen Flüssigkeitsbehälter angesetzt und. an vorhandene
Stromkreise angeschlossen werden kann. Um ein solches Anzeigeorgan nicht nur an
Kraftftoffbehältern, sondern auch an sehr kleinen Ölbehältern, wie sie moderne Kraftfahrzeuge
für die Brems- bzw. Kupplungsflüsigkeit aufweisen, überall sofort verwendbar zu
machen, wird erfindungsgemäß das stabförmige Hseilßleiter-Element parallel zur Achse
des Schraubgewindes angeordnet, das auch der Leiterstift axial durchläuft. Auf diese
Weise ist es möglich, den Heißleiter-Flüssigkeitsstandalarmanzeiger in einfacher
Weise anzuschrauben und an vorhandene Stromkreise anzuschließen, und es läßt sich
im Falle einer Beschädigung das kleine Aggregat leicht auswechseln.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Heißleiter-Element
von elektrisch leitenden, an seinen Enden befestigten Haltern unterstützt, von denen
einer elektrisch mit der Wand der Kammer verbunden ist, während der andere an das
sich in die Kammer erstreckende Ende des Leiterstiftes gelegt ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf
die beigefügte Zeichnung beschrieben, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt ist. Es zeigt Fig. I eine allgemein schematische Darstellung einer einfachen
AlarmIeitung für Flüssigkeitsaufspeicherungssysteme, Fig. 2 teilweise einen Schnitt
und teilweise einen Aufriß, welche die Einzelheiten- der auf Flüssigkeitsstand reagierenden
Vorrichtung zeigen, und Fig. 3 einen Grundriß der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung.
-
Wenn man nun die Zeichnungen betrachtet, so sieht man, daß Fig. I
einen Sammelbehälter 4 für eine Flüssigkeit 5 darstellt, bei dem man eine zweckmäßigere
Angabe jeder Veränderung des Flüssigkeitsstandes haben will, die diesen unter das
kritische Niveau 6 sinken lassen würde. Eine Hülse 7 ist so durch die Behälterwand
4 geführt, daß der stangenartige Heißleiter8 (Fig. 2) axial zum kritischen Niveau
6 gelagert ist und in wärmeleitender Beziehung mit der Flüssigkeit 5 steht.
-
Mittels passender eIektrischer Kontakte 9, II und 12 wird der Heißleiter
8 in Reihenschaltung mit einer Batterie I3 und einer Birne 14 verbunden.
-
Die Hülse 7 umfaBt einen Röhrenstöpsel I5, der eine Endausbohrung
I6 zur Aufnahme des Heißleiters 8 und ein Gewindeteil I7 besitzt, das in eine mit
einem entsprechenden Gewinde versehene Öffnung des Behälters 4 eingeschraubt wird.
Der Stöpsel I5 kann ein sechseckiges Kopfteil I8 haben, mittels dessen dieser Stöpsel
gut in seiner richtigen Lage in der Behälterwand 4 befestigt werden kann.
-
Durch den massiven Teil des Stöpsels 15 hindurch geht eine engere
Bohrung 23, die einen Leitungszapfen 19 umgibt, der ein Kopfteil 2I und ein Außengewinde
22 besitzt. Diese Bohrung 23 ist an ihrem äußeren Ende erweitert, um den Einlagering
24 aufzunehmen, während ein stöpselförmiger Einlagering 25 am inneren Ende der Bohrung
23 befestigt ist. Die Einlageringe 24 und 25 sind elektrisch isoliert und dienen
dazu, den Zapfen 19 von der Wand der Hülse 7 entfernt zu lagern. Der Zapfen 19 besitzt
einen geriffelten Teil 26, der durch sein Angreifen im Einlagering 24 den Zapfen
19 am Drehen verhindert.
-
Ein ringförmiger Teil eines Trägers 27 ist zwischen dem Einlagering
25--und das Kopfteil 21 des Zapfens 19 geklemmt, und außerdem besitzt der Träger
27 édne passende Öffnung, um das eine Ende des Stützdrahtes 28 aufzunehmen. Dieses
Ende des Drahtes 28 kann an den Träger 27 gelötet werden, während sein anderes Ende
um ein Ende des Heißleiters 8 gedreht und dann daran gelötet wird.
-
Normalerweise sind die Enden des Heiß leiters 8 mit einem leitenden
Überzug versehen, wie z. B.
-
Kupferüberzug od. dgl., so daß zwischen diesen Enden und den mit ihnen
verbindenden Drähten ein guter Kontakt hergestellt ist.
-
Das eine Ende eines ähnlichen Drahtes 29 ist um das andere Ende des
Heißleiters 8 gewickelt und daran gelötet, während das andere Ende des- Drahtes
29 am Träger 31 befestigt ist, und zwar in einer ähnlichen Weise wie die, die beim
Draht 28 und beim Träger 27 angewandt wurde. Mittels eines passenden Niets 32 wird
der Träger 3I am Stöpsel I5 befestigt. Auf diese Weise ist der Heißleiter 8 im Stöpsel
Ig axial gelagert, und bei den meisten Anwendungen des Stöpsels 15 ist also der
Heißleiter 8 zur Oberfläche der zu messenden Flüssigkeit parallel.
-
Eine Mutter 33 und eine Unterlagscheibe 34 (aus isolierendem Material),
die auf das Gewinde 22 des Zapfens 19 aufgeschraubt sind, halten das Ganze fesf
zusammen, und mittels einer Mutter 35 und eines Verschlußringes 36 wird das eine
Ende des Kontakts g an der Hülse 7 befestigt. In der Fig. I ist der Anschluß II
am Stöpsel I5 befestigt.
-
Praktisch ist das aber meistens-unnötig, da der Anschluß II geerdet
ist, und der Stöpsel 15 ist gegenüber dem Anschluß g elektrisch isoliert und ebenfalls
geerdet. Der Stromkreis, in dem sich der Heißleiter 8 befindet, geht also vom Anschluß
g zum Zapfen 19 und von da durch den Träger 27 zum Draht 28, dann durch den Heißleiter
und schließlich durch den - Draht 29 und den Träger 31 zur Erde.
-
Die in Fig. 1 gezeigte schematische Vorrichtung zeigt innerhalb weniger
Sekunden in sichtbarer Weise an, sobald der Flüssigkeitsstawnd 5 unter das kritische
Niveau 6 sinkt. Bei einer typischen Anwendung des in Fig. I gewiesenen Systems konnte
der Behälter 4 das Reservoir einer hydraulischen Flüssigkeit in einem hydraulischen
Flüssigkeitssystem in einem Omnibus sein. Dieses System kann als einen seiner Bestandteile
eine Pumpe hoher, volumetrischer Kapazität besitzen, und im Fall eines Röhrenbruchs
in diesem hydraulischen System würde die Pumpe in nicht einmal einer Minute das
Reservoir leeren. Bei gewissen Pumpentypen würde nun nicht nur die hydraulische
Flüssigkeit nutzlos verschwendet, sondern die Pumpe würde selbst unreparierbar beschädigt,
wenn sie leer weiterarbeiten
würde. In einem solchen Fall würde
also eine im Reservoir 4 zweckmäßig angebrachte Hülse 7 den Chauffeur des Omnibusses
sofort vom gefährlich niedrigen Flüssigkeitsstand im Reservoir in Kenntnis setzen.
-
In obiger Anwendung des Systems besitzt der Heißleiter einen Widerstand
von 70 Ohm bei einer Temperatur der Flüssigkeit von 500 C und bei einer Stromstärke
von etwa I85 mA, welch letztere stark genug ist, um den Heißleiter zur Selbsterwärmung
zu bringen. Der negative Temperaturkoeffizient des Widerstandes beträgt etwa eine
Widerstandsveränderung von 21/2 0/o bei einer Temperaturveränderung von einem Zentigrad.
Wenn bei diesen Gegebenheiten eine Autolampe und eine geregelte Stromquelle von
I4,3 Volt benutzt wird, so besitzt der normale Strom im Stromkreis eine Stärke von
etwa I85 mA, bei dem die Lampe überhaupt nicht brennt. Der Heißleiter besitzt einen
Durchmesser von etwa o,8 mms und wenn der Flüssigkeitsstand um o,8 mm sinkt, was
genügt, um den Heißleiter völlig der Atmosphäre auszusetzen, so fällt der Widerstand
um etwa 70°/o auf 19 Ohm; dadurch entsteht aber im Stromkreis ein Strom von 380
mA, der weitaus genügt, um die Lampe 14 zu hellem Brennen zu bringen. Sobald der
Heißleiter 8 von der Flüssigkeit nicht mehr bedeckt ist, leuchtet die Alarmlampe
in 5 bis 7 Sekunden auf; diese Zeitspanne hängt von der Temperatur der Flüssigkeit
ab. Der innere Widerstand der elektrischen Birnen4 dient als Ergänzungswiderstand
im Stromkreis, um den Höchstwert des Stroms zu begrenzen, und so den Heißleiter
8 vor übermäßiger Selbsterwärmung zu bewahren.
-
Wie schon gesagt, kommen die obenerwähnten Erscheinungen von dem
Unterschied der Wärmeübertragungscharakteristika derFlüssigkeitengegenüber Luft
oder anderen Gasen. Da der Heißleiter 8 stets eine gewisse Leitfähigkeit beibehält,
weist er auch immer infolge des Stromdurchgangs eine gewisse Selbserwärmung auf.
Wenn der Heißleiter in der Flüssigkeit untergetaucht ist, so wird die erzeugte Wärme
sehr leicht an die Flüssigkeit abgegeben, und er besitzt dann nur eine geringe Leitfähigkeit.
-
Ist der Heißleiter aber der Luft ausgesetzt, so wird die erzeugte
Wärme (gewöhnlich von etwa einigen Watt) viel schwerer abgegeben, als es bei der
Flüssigkeit der Fall war, und die Temperatur des Heißleiters steigt an. Diese Temperaturerhöhung
hat eine entsprechende Erhöhung der Leitfähigkeit zur Folge, die ihrerseits eine
erhöhte Stromstärke und dadurch erhöhte Selbsterwärmung nach sich zieht, bis schließlich
eine Stromstärke erreicht ist, die genügt, um die Alarmlampe zu hellem Brennen zu
bringen.
-
Wenn man den Heißleiter parallel zur Flüssigkeitsoberfläche stellt,
so kann man ein Alarmsignal bei Flüssigkeitsstand^erändserungen bekommen, die kaum
die Dicke des Heißleiters überschreiten. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet
das folgendes: die Stange 8 besitzt einen Durchmesser oder eine Dicke von etwa o,8
mm; wenn also der Flüssigkeitsstand nun so ist, daß die Flüssigkeit den Heißleiter
gerade bedeckt, und wenn dann das Niveau sinkt, bis der Heißleiter aus der Flüssigkeit
auftaucht, so wird diese Niveauveränderung innerhalb weniger Sekunden angezeigt,
und zwar beinahe im selben Moment, in dem das in Frage stehende kritische Niveau
überschritten ist. Wenn der Flüssigkeitsstand nicht zu schnell sinkt, dann haben
die wenigen Sekunden, die der Heißleiter benötigt, auf die Präzision seiner Angabe
nur wenig Einfluß. übrigens kann diese Zeitspanne von einigen Sekunden durch entsprechenden
Einbau des Heißleiters leicht ausgeglichen werden. Bei Anwendungen zu Kontrollzwecken
sollte diese Ausgleichsmöglichkeit bei der Bezeichnung der betreffenden Einheiten
in Betracht genommen werden.
-
Andererseits wird bei Benutzung eines Heißleiters im System der Fig.
I übermäßige Flüssigkeitstemperatur genauso wie übermäßige Flüssigkeitsstandveränderung
angezeigt. Im Beispiel der beschriebenen Omnibuseinrichtung wäre die normale Temperatur
der Flüssigkeit bei etwa 500 C und könnte eventuell bis zu 750 C ansteigen. Der
Heißleiter hätte nun außer seiner Rolle als Flüssigkeitsstandanzeiger noch die Aufgabe,
bei Flüssigkeitstemperaturen über 750 C ein Alarmsignal zu geben.
-
Zusammenfassend kann man sagen, daß die Benutzung eines Heiß leiters
als empfindliches Element in einem Flüssigkeitsstandsystem Vorteile bietet, deren
wichtigste die folgenden sind: I. Beinahe sofortige Angaben der Veränderungen festgesetzter
Flüssigkeitsniveaus.
-
2. Einfache elektriscbe Stromkreise und Vorrichtungen zur sichtbaren
Angabe der Flüssigkeitsstandveränderungen.
-
3. Kleine heterogene Widerstandselemente, die so gebaut sind, daß
sie leicht und zweckmäßig in einem Flüssigkeitsaufspeicherungssystem gelagert werden
können.
-
4. Genaue Flüssigkeitsstandangaben, und zwar normalerweise innerhalb
eines durch die Dicke des Heiß leiters bestimmten Toleranzbereichs.
-
Obwohl in der hier beschriebenen--Vorrichtung eine Lampe als sichtbares
Alarmsignal der Flüssigkeitsstandveränderungen benutzt wurde, können an Stelle der
Lampe auch andere einfache Alarmvorrichtungen verwendet werden, wie z. B. ein elektrisch
betätigter Summer.