DEB0019435MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 10. März 1952 Bekanntgemacht am 5. Januar 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsstandalarmanzeiger 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 Flüssigkeitsoberfläche liegt, einen Alarmkreis aus- oder einschaltet und bei 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 An-Schluß 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

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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 Heiißleiter-Element

ίο 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 Fälle 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. ι eine allgemein schematische Darstellung einer einfachen Alarmleitung für Flüssigkeitsauf-Speicherungssysteme,

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. 1 einen Sammelbehälter 4 für eine Flüssigkeit 5 darstellt, bei dem man eine zweckmäßigere Angabe jeder Veränderung des

4.0 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 Heißleiter 8 (Fig. 2) axial zum kritischen Niveau 6 gelagert ist und in wärme-

1-5 leitender Beziehung mit der Flüssigkeit 5 steht.

Mittels passender elektrischer . Kontakte 9, 11

und 12 wird der Heißleiter 8 in Reihenschaltung mit einer Batterie 13 und einer Birne 14 verbunden.

Die Hülse 7 umfaßt einen Röhrenstöpsel 15, der eine Endausbohrung 16 zur Aufnahme des Heißleiters 8 und ein Gewindeteil 17 besitzt, das in eine mit einem entsprechenden Gewinde versehene Öffnung des Behälters 4 eingeschraubt wird. Der Stöpsel 15 kann ein sechseckiges Kopfteil 18 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 21 und

ein Außengewinde 22 besitzt. Diese Bohrung 23 ist an ihrem äußeren Ende erweitert, um den Einlägering 24 aufzunehmen, während ein stöpseiförmiger 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 zwisehen dem Einlagering 25 und das Kopfteil 21 des Zapfens 19 geklemmt, und außerdem besitzt der Träger 27 eine 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 Heißleiters 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 31 am Stöpsel 15 befestigt. Auf diese Weise ist der Heißleiter 8 im Stöpsel 15 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 fest ,zusammen, und mittels einer Mutter 35 und eines Verschluß ringes 36 wird das eine Ende des Kontakts 9 an der Hülse 7 befestigt. In der Fig. ι ist der Anschluß 11 am Stöpsel 15 befestigt. Praktisch ist das aber meistens unnötig, da der Anschluß 11 geerdet ist, und der Stöpsel 15 ist gegenüber dem Anschluß 9 elektrisch isoliert und ebenfalls geerdet. Der Stromkreis, in dem sich der Heißleiter 8 befindet, geht also vom Anschluß 9 zum Zapfen 19 und, von da durch den Träger 27 zum Diräht 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 Flüssigkeitsstand 5 unter das kritische Niveau 6 sinkt. Bei einer typischen Anwendung des in Fig. 1 gewiesenen Systems könnte 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, volumetriischer Kapazität besitzen, und im FaIi 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 un-' reparierbar beschädigt, wenn sie leer weiterarbeiten

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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 50° C und bei einer Stromstärke von etwa 185 mA, welch letztere

ίο stark genug ist, um den Heißleiter zur Selbsterwärmung zu bringen. Der negative Temperaturkoeffizient des Widerstandes beträgt etwa eine Widerstandsveränderung von 2¹Aj⁰Ai bei einer Temperaturveränderung von einem Zentigrad. Wenn bei diesen Gegebenheiten eine Autolampe und eine geregelte¹ Stromquelle von 14,3 Volt benutzt wird, so besitzt der normale Strom im Stromkreis eine Stärke von etwa, 185 mA, bei dem die Lampe überhaupt nicht brennt. Der Heißleiter besitzt einen

ao Durchmesser von etwa 0,8 mm, und wenn der Flüssigkeitsstand um 0,8 mm sinkt, was genügt, um den Heißleiter völlig der Atmosphäre auszusetzen, so fällt der Widerstand, um etwa 70% 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 den- Flüssigkeit nicht mehr bedeckt ist, leuchtet die Alarmlampe in S bis 7 Sekunden auf; diese Zeitspanne hängt von der Temperatur der Flüssigkeit ab. Der innere Widerstand' der elektrischen Birne 14 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 Wärmeübertragüngischarakteristikacter Flüssigkeiten gegenüber 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 Alarmla.mpe zu hellem Brennen zu bringen.

Wenn man den Heißleiter parallel zur Flüssigkeitsoberfläche stellt, so kann man ein Alarmsignal bei Flüssiigkeitsstandverändterungen 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 0,8 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. 1 übermäßige Flüssigkeitstemperatur genauso wie übermäßige Flüssigkeitsstandveränderung angezeigt. Im Beispiel der beschriebenen Omnibuseinrichtung wäre die normale Temperatur der Flüssigkeit bei etwa 50° C und könnte eventuell bis zu 75 ° C ansteigen. Der Heißleiter hätte nun außer seiner Rolle als Flüssigkeitsstandanzeiger noch die Aufgabe, bei Flüssigkeitstemperaturen über 75° C ein Alarmsignal zu geben.

Zusammenfassend, kann man sagen, daß die Be- go nutzung eines Heißleiters als empfindliches Element in einem Flüssigkeitsstandsystem Vorteile bietet, deren wichtigste die folgenden sind:

1. Beinahe sofortige Angaben der Veränderungen festgesetzter Flüssigkeitsniveaus.

2. Einfache elektrische 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 Heißleiters 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.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: '

   i. Flüssigkeitsalarmanzeiger für einen eine veränderliche Flüssigkeitsmenge enthaltenden Behälter, bei dem ein in wärmeleitender Verbindung mit dem Behälteirinneren stehendes Heißleiter-Element durch die wärmeableitende Wirkung dieser Flüssigkeit in Abhängigkeit davon, ob das Element unter oder über dem Spiegel der freien Flüssigkeitsoberfläche liegt, einen Alarmkreis aus- oder einschaltet und bei dem dieses Heißleiter-Element in einer in das Behälterinnere tauchenden Kammer angeordnet ist, die von einem mit Schraubgewinde versehe-

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   nen 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, dadurch gekennzeichnet, daß das stabförmige Heißleiter-Element parallel zu der Achse des Schraubgewindes angeordnet ist, das auch der Leiterstift axial durchläuft.
2. 2. Anzeiger nach Anspruch i, dadurch gen kennzeichnet, daß das Heißleiter-Element von elektrisch leitenden, an seinen Enden befestigten Haltern unterstützt ist, 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.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 722440, 813968.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen