DE1549000C3 - Optischer Flüssigkeitsstandanzeiger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Flüssigkeitsstandanzeiger, bestehend aus einem lichtdurchlässigen, sich von oben senkrecht in einen Flüssigkeitsbehälter erstreckenden plattenförmigen Körper mit einer oberen waagerechten Lichteintrittsfläche sowie unteren Reflcxionsflächcn, deren jeweilige Neigung relativ zu den durch die Lichteintrittsflächc einfallenden und den Körper durchlaufenden Lichtstrahlen so gewählt ist, daß das Licht, wenn die Reflexionsflächen frei von Flüssigkeit sind, durch Totalreflexion zur Lichteintrittsflächc zurückgeleitet wird.

Bei einem bekannten optischen Flüssigkcitsstandanzeigcr der genannten Art (GB-PS 672539) ist das untere, in die Flüssigkeit eintauchende Ende des plattenförmigen Körpers relativ zur Lichteintrittsfläche leicht angeschrägt und ist mit zwei zueinander im Winkel stehenden, dachförmig angeordneten Reflexionsflächen versehen. Ein solcher Flüssigkeitssiandanzeiger dient zur Anzeige von relativ geringen Niveauschwankungen und wird insbesondere zur Anzeige einer Nullabweichung verwendet. Zur Anzeige größerer Niveauunterschiede ist der bekannte Flüssigkeitsstandanzeiger nicht geeignet, da der Neigungswinkel der unteren Reflexionsflächen relativ zur Lichteintrittsflächc nur relativ gering sein darf, denn bei stärkeren Neigungen würde an der Lichteintrittsflächc die auch als Ablesefläche dient, keine scharfe Abbildung des Flüssigkeitsniveaus entstehen. Die Unscharfe der Abbildung des Flüssigkeitsniveaus bei stärkeren Neigungen der unteren Kante entsteht dadurch, daß ein senkrecht von oben einfallender Lichtstrahl bei der zweimaligen Reflexion aus der Einfallcbene herausgelenkt wird. Auf der Ableseflächc werden gleichschenklige Dreiecke abgebildet, deren spitzer Winkel um so größer ist, je stärker die Neigung der Unterkante ist. Bei größeren Schrägungswinkeln werden die Seitenränder nur noch unscharf abge

bildet.

Zur Erfassung größerer Niveauunterschiede ist unter Beibehaltung des genannten bekannten Prinzips bekannt (US-PS 2 615 337), den lichtdurchlässigen Körper aus einer Mehrzahl von verschieden tief in den Flüssigkeitsbehälter hineinragenden Platten zusammenzusetzen, die eine gemeinsame obere horizontale Lichteintrittsl'läche aufweisen. Am unteren Ende sind die Platten nach einer Seite hin abgeschrägt, wobei das untere

ίο Ende der schrägen Kante einer kürzeren Platte in Höhe des oberen Endes der schrägen Kante der folgenden längeren Platte liegt. Mit einem solchen Flüssigkeitsstandanzeiger ist keine genau definierte Niveauanzeige möglich, da sich das Flüssigkeitsniveau auf der Ablesefläche stets als spitzwinkliges Dreieck abbildet, das sich über einen größeren Ablesebereich erstreckt. Ferner besteht bei dem letztgenannten Flüssigkeitsstandanzeiger der Nachteil, daß er zumindest in Querrichtung relativ sperrig ist und sich deshalb nicht zur Verwendung für schmale Gefäße oder Gefäße mit Deckeln eignet, in denen nur wenig Platz für zusätzliche Geräte vorhanden ist. Ferner ist die Herstellung des letztgenannten Flüssigkeitsstandanzeigers relativ aufwendig, da er aus einer Mehrzahl von gesondert bearbeiteten, plattenförmigen Körpern zusammengesetzt werden muß.

Schließlich ist noch ein aus einem stangenartigen, lichtleitenden Körper bestehender Flüssigkeitsstandanzeiger bekannt (DT-AS 1 175 005), der sich in den Flüssigkeitsbehälter hincinerstrcckt und von einer gesonderten Lichtquelle beleuchtet wird. Das einfallende Licht wird von dem lichtdurchlässigen Körper unter Ausnutzung der in den von der Flüssigkeit freien Bereichen auftretenden Totalreflexion zu einer gesonderten Lichtaustrittsfläche reflektiert. Das austretende Licht weist dabei in Abhängigkeit von der Höhe des Flüssigkeitsniveaus unterschiedliche Hclligkeitswerte auf, die von einem fotoelektrisch arbeitenden Lichtsammler ausgewertet werden. Dieser bekannte Flüssigkeitsstandanzeiger weist zwar geringe Abmessungen auf, jedoch ist'die Feststellung des Flüssigkeitsstandes relativ aufwendig und nicht für den Handgebrauch geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsstandanzeiger zu schaffen, der einfach im Aufbau ist, geringe Abmessungen aufweist, eine schnelle und zuverlässige Feststellung des Flüssigkeitsstandes ermöglicht und sich insbesondere auch bei größeren Niveauschwankungen anwenden läßt.

Erdindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die untere Reflexionsfläche des plattenförmigen Körpers flach ausgebildet ist und um 45° gegen die Lichteintrittsfläche geneigt ist und daß die die Lichteintrittsfläche mit dem unteren Ende der unteren Reflexionsfläche verbindende Seitenfläche senkrecht angeordnet und mit zwei Reflexionsflächcn versehen ist, die je unter einem Winkel von 45° zu den Flachseiten des plattenförmigen Körpers stehen.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsstandanzeiger vereinigt in sich sämtliche Vorteile der bekannten Anzeigcgeräte, nämlich die geringen Abmessungen, die leichte Ablesemöglichkeit und den großen Anwendungsbereich, und liefert darüber hinaus eine exakte, mit einer scharfen Kontur versehene gerade Anzeigelinie.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen an !land der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 in perspektivischer Darstellung einen Flüssig-

keitsbehälter mit einer Ausführungsform des Flüssigkeitsstandanzeigers,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 aus F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 aus F i g. 2,

F i g. 4 eine perspektivische Darstellung des Flüssigkeitsstandanzeigers bei Blickrichtung von unterhalb der Lichteintrittsfläche,

F i g. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Perspektivansicht bei Blickrichtung auf die Lichteintritts- bzw. Anzeigel'lächc und ■

F i g. 6 einen waagerechten Schnitt durch den Flüssigkeitsstandanzeiger entlang der Linie 6-6 aus F i g. 5.

In den Fig. 1,2 und 3 der Zeichnung ist der Flüssigkeitsstandanzeiger 10 in seiner Einbaulage in einem Flüssigkeitsbehälter 12 gezeigt. Der Behälter 12, der Iediglich eine von vielen Anwendungsmöglichkeiten darstellt, weist die Form eines Benzintanks auf, der üblicherweise in Verbindung mit Außenbordmotoren, Rasenmähern und anderen mit Brennkraftmotoren angetriebenen Maschinen und Geräten Verwendung findet. Der Flüssigkeitsstandanzeiger kann aber ebensogut in jedem anderen Behälter eingebaut werden, um das Niveau jeder Flüssigkeit beliebiger Viskosität und Durchsichtigkeit anzuzeigen.

Nach der Zeichnung besteht der Flüssigkeitsstandanzeiger aus einer dünnen Platte aus lichtdurchlässigem und lichtreflektierendem Kunststoff oder Glas. Die obere Randfläche 14 des Flüssigkeitsstandanzeigers 10 liegt außerhalb des Behälters 12. Wie durch die Pfeile und strichpunktierten Linien in F i g. 5 gezeigt ist, wird von der freiliegenden Randflächc 14 aufgenommenes Licht nach unten zu einer Randfläche 16 geleitet, die unter einem Winkel von 45° gegenüber der Randfläche 14 geneigt ist. Diese Lichtstrahlen werden waagerecht zu einer senkrechten Randfläche 18 reflektiert, die unter etwa 45° zu den Flachseiten des plattenförmigen Körpers geneigt ist. Die Fläche 18, an der der Lichtstrahl reflektiert wird, bewirkt eine Umlenkung des Lichtstrahls um 90° zu einer gegenüberliegenden komplementären senkrechten Randfläche 20. Die Fläche 20 steht unter einem Winkel von 90° zur Fläche 18, und die Lichtstrahlen werden von der Fläche 20 zur unteren Reflexionsfläche 16 zurückgeworfen, um von dort aus zu der Lichteintrittsfläche 14 umgeleitet zu werden. Bei leerem Behälter 12 ist die gesamte Lichteintrittsfläche, die gleichzeitig als Ablesefläche dient, von dem reflektierten Licht beleuchtet.

Es versteht sieh, daß das eingefallene Licht nur von den Bereichen der Flächen 16, 18 und 20 des Körpers 10 reflektiert wird, die nicht mit Flüssigkeit bedeckt sind.

In den F i g. 2, 3 und 5 ist das Flüssigkeitsniveau durch die waagerechte Linie 22 angedeutet. Unter diesen Bedingungen wird nur derjenige Teil der Lichteintrittsfläche 14 beleuchtet, der sich links von der HaIb-Voll-Markicrung befindet (F i g. 5). Der übrige Teil der Lichteintrittsfläche, der rechts von der Halb-Voll-Markierung liegt, ist nicht beleuchtet, da die entsprechenden Bereiche der Flächen 16, 18 und 20 des Körpers 10, die sich unmittelbar unter dieser Fläche befinden, in die Flüssigkeit eingetaucht sind. Wenn der Behälter ganz mit Flüssigkeit gefüllt ist, wird die Lichteintrittsfläche 14 nicht beleuchtet.

In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs-· beispiel ist der Flüssigkeitsstandanzeiger an seinem oberen Ende in einem nach innen eingezogenen Wandabschnitt 24 des Behälters 12 befestigt.

Zur Halterung weist der Flüssigkeitsstandanzeiger 10 gegenüberliegende waagerechte Nuten 26 auf, in die an dem Wandabschnitt vorgesehene, komplementär ausgebildete Flansche eingreifen (F i g. 2). Ein elastischer Dichtring 28 umschließt den Flüssigkeitsstandanzeiger 10 innerhalb einer Nut 30 und dichtet den Anzeiger gegen die vertikalen Seiten des Wandabschnittes 24 ab.. Die gegenüberliegenden Seiten des Wandabschnittes 24 können seitlich ausbiegbar sein, um das Einsetzen des Flüssigkeitsstandanzeigers zu erleichtern. Diese Anordnung verhindert ein Herausspritzen von Flüssigkeit aus dem Behälter 12. Wenn der Behälter nicht belüftet ist, wird dadurch eine Abdichtung gegen Casaustritt bis zu Drücken von 3,5 atü geschaffen. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche Abschirmung vorgesehen sein, um das Eindringen von Fremdstoffen in den Bereich des Flüssigkeitsstandanzeigers zu verhindern. Eine solche Abschirmung ist schematisch durch die strichpunktierten Linien 32 in F i g. 2 angedeutet. Der Behälter 12 ist mit einem Verschluß 34 versehen, der zum Füllen des Behälters abgenommen werden kann.

Mit Hilfe des Flüssigkeitsstandanzeigers 10 kann das Flüssigkeitsniveau von Voll bis Leer genau verfolgt werden. Der einstückige, plattenförmige, lichtdurchlässige Körper des Flüssigkeitsstandanzeigers ist an seiner oberen Lichteintrittsfläche 14 mit Markierungen versehen, an denen das jeweilige Flüssigkeitsniveau in dem Behälter abgelesen werden kann. Die Niveauanzeige erfolgt bei dem Flüssigkeitsstandanzeiger, der im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet ist und mit einer Spitze in die Flüssigkeit eintaucht, stufenlos und kann ohne weiteres an der oberen Lichteintrittsfläche 14 abgelesen werden. Die Markierungen zum Ablesen des Flüssigkeitsniveaus können auch in die untere Reflexionsfläche 16 eingraviert sein, von wo sie zur Lichteintrittsfläche 16 reflektiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Optischer Flüssigkcitssuindanzcigcr, bestehend aus einem lichtdurchlässigen, sich von oben senkrecht in einen Flüssigkeitsbehälter erstreckenden plattenförmigen Körper mit einer oberen waagerechten Lichteintrittsfläche sowie unteren ReIIexionsflächcn, deren jeweilige Neigung relativ zu den durch die Lichteintrittsflächc einfallenden und den Körper durchlaufenden Lichtstrahlen so gewählt ist. daß das Licht, wenn die Reflcxionsflächcn frei von Flüssigkeit sind, durch Totalreflexion zur Lichteintrittsflächc zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Reflexionsfläche (16) des plattenförmigen Körpers (10) flach ausgebildet und um 45" gegen die Lichteintrittsflächc (14) geneigt ist und daß die die Lichteintrittsfläche (14) mit dem tieferen Ende der unteren Reflexionsfläche (16) verbindenden Seitenfläche senkrecht angeordnet und mit zwei Reflcxionsflächcn (18, 20) versehen ist, die je unter einem Winkel von 45" zu den Flachseiten des plattenförmigen Körpers stehen.

2. Flüssigkeitsstandanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die an der einen Seitenfläche des plattenförmigen Körpers (10) vorgesehenen Rel'lexionsl'lächcn (18, 20) über die gesamte I lohe dieser Seilenfläche erstrecken.