CN103245399A - 罐液位传感器 - Google Patents

Abstract

已知一种罐液位传感器，包括一个布置在传感器壳体中的传感器单元、一个可围绕旋转轴线旋转的浮子杆和一个固定在浮子杆上的磁铁，该磁铁与传感器单元的一个布置在传感器壳体中的耦合元件磁耦合。为了阻止磁铁和耦合元件之间的磁耦合由于距离增大而脱开，磁铁必须被过尺寸化，使得即便在最大可能的距离时仍保证磁耦合。磁铁到耦合元件的最大可能的距离取决于浮子杆在其旋转支承装置中的轴向间隙。旋转支承装置中的轴向间隙又可以随着部件公差改变。在按照本发明的罐液位传感器中减小了磁铁到耦合元件的可能距离。按照本发明提出，所述磁铁（7）和浮子杆（6）在浮子杆（6）的旋转轴线（5）的方向上借助一个弹簧元件（13）机械地解耦。

Description

罐液位传感器

技术领域

本发明涉及一种罐液位传感器。

背景技术

一种罐液位传感器已经由DE102009027461A1已知，它包括一个布置在壳体中的传感器单元、一个可围绕旋转轴线旋转的浮子杆和一个固定在浮子杆上的磁铁，该磁铁与传感器单元的一个布置在壳体内部的耦合元件磁耦合。根据耦合元件的位置产生可变的电的传感器信号，该传感器信号表示罐中的罐液位。如果罐中的液体晃动，例如由于机动车中的液体的惯性，力被施加到浮子杆上，这些力使浮子杆在旋转轴线的方向上移动并且由此改变、尤其是增大磁铁和耦合元件之间的距离。为了阻止由增大的距离引起磁铁和耦合元件之间的磁耦合脱开，磁铁必须这样地过尺寸化，使得即便在最大可能的距离时仍确保磁耦合。磁铁与耦合元件的最大可能的距离取决于浮子杆在它的旋转支承装置中的轴向间隙。旋转支承装置中的该轴向间隙又可以通过部件公差改变。

发明内容

按照本发明提出一种罐液位传感器，它包括一个布置在壳体中的传感器单元、一个可围绕旋转轴线旋转的浮子杆和一个固定在浮子杆上的磁铁，该磁铁与传感器单元的一个布置在壳体内部的耦合元件磁耦合。本发明建议，磁铁和浮子杆在浮子杆的旋转轴线的方向上借助一个弹簧元件机械地解耦。

按照本发明的罐液位传感器相对于此具有优点，即磁铁与耦合元件的最大可能的距离以简单方式减小，其方式是磁铁和浮子杆在浮子杆的旋转轴线的方向上借助弹簧元件机械地脱耦。按照本发明，浮子杆和磁铁设置在两个分开的、可相对彼此运动的部件中。由此，浮子杆在它的旋转轴线的方向上的移动不导致磁铁的移动，而是仅导致弹簧元件的弯曲。按照本发明的实施方式在不减小浮子杆的旋转支承装置中的轴向公差的情况下就能应付。通过按照本发明的实施方式，磁铁可以被实施得更小，这减少了罐液位传感器的制造成本并且由于较少的磨损而延长了罐液位传感器的使用寿命。此外，浮子杆由于较小的磁铁而能够更轻易地运动，从而调节浮子杆所需的力减小。

通过在下面列出的措施能够实现在上面给出的罐液位传感器的有利的扩展和改进。

按照一种优选的实施方式，弹簧元件的一个端部固定在浮子杆的一个固定区段上并且磁铁固定在弹簧元件的另一个端部上。弹簧元件这样地构成，使得旋转运动完全从浮子杆传递到磁铁上。而轴向运动直到最大值都不被传递。

特别优选的是，磁铁布置在一个接收装置中，因为磁铁能够以该方式特别简单地固定在弹簧元件上。

此外优选的是，磁铁被压入或卡入接收装置中，因为磁铁可通过该方式特别简单且成本低廉地固定在接收装置中。

非常有利的是，弹簧元件是片状的弯曲弹簧，因为该弹簧在旋转方向上特别刚性并且由此能够将浮子杆的旋转运动完全传递到磁铁上。根据一种有利的设计方案，弹簧元件由金属、例如弹簧钢制成。此外弹簧元件需要的结构空间非常少。

还有利的是，弹簧元件具有一个用于与用于磁铁的接收装置形状锁合地连接的空槽，因为用于磁铁的该空槽能够以该方式特别简单地固定在弹簧元件上。

此外有利的是，弹簧元件具有至少一个另外的空槽，因为弹簧元件以该方式具有特别小的弯曲刚度并且由此是特别弯曲弹性或易弯曲的。

有利的是，在接收装置的背对传感器壳体的侧上设有一个止挡，该止挡限制弹簧元件的偏转并且以该方式阻止弹簧元件的塑性变形。

附图说明

本发明的一个实施例在附图中简化地示出并且在下面的说明书中详细描述。

图1以剖面示出按照本发明的罐液位传感器；

图2示出具有按照本发明的弹簧元件的浮子杆的一部分；和

图3示出按照本发明的弹簧元件。

具体实施方式

图1以剖面示出按照本发明的罐液位传感器。

按照本发明的罐液位传感器1用于测量容器2、例如燃料容器中的罐液位H并且布置在容器2中。容器2填充有任意的液体，例如燃料。

罐液位传感器1包括一个布置在传感器壳体3中的传感器单元4、一个可围绕旋转轴线5旋转的浮子杆6和一个与浮子杆6连接的磁铁7，该磁铁与传感器单元4的一个布置在传感器壳体3内部的耦合元件8磁耦合。传感器单元4是一个可变的旋转式电阻器，例如一个薄膜电位计，如其在DE102009027461A1中所述。但是显然该传感器单元4也可以是其它可变的旋转式电阻器。传感器单元4的可变的旋转式电阻器将总电阻分成两个分电阻并且与可运动的耦合元件8这样地配合作用，使得耦合元件8的相应的位置确定了表示液位H的分电压的高度。

在浮子杆6上固定一个所谓的浮子11，该浮子总是位于液体表面上。当容器2中的罐液位H改变时，浮子11相应地升高或下降，由此使浮子杆6围绕旋转轴线5转过确定的角度。随着浮子杆6的旋转，与浮子杆6机械连接的磁铁7也围绕旋转轴线5运动，由此带动与磁铁7耦合的耦合元件8。以该方式将浮子杆6的旋转运动转化为耦合元件8的平移运动，由此改变耦合元件8的电阻。因为在浮子杆6和耦合元件8之间不存在机械接触，所以从浮子杆6向耦合元件8的运动传递无接触地进行，在传感器壳体3上不需要用于穿过传感器壳体3的壁的、运动部件的密封装置。

浮子杆6支承在一个转动支承装置12中。浮子杆6例如两件式地构成，其中，第一部件6.1与浮子11连接并且第二部件6.2可旋转地支承在旋转支承装置12中。但是部件6.1、6.2也可以是一个一体的浮子杆6的区段6.1、6.2。旋转支承装置12具有一个取决于各个部件3、6的公差的轴向间隙。通过该轴向间隙，浮子臂6可稍微在旋转轴线5的方向上运动。在浮子臂6轴向运动时，磁铁7也随着运动，由此在现有技术中在磁铁7和耦合元件8之间的距离改变。这可能在距离增大时导致磁铁7和耦合元件8之间的磁耦合脱开。为了避免这一点，现有技术中的磁铁7被这样地过尺寸化，使得即便在最大可能的距离时仍然确保磁耦合。

因此，按照本发明规定，磁铁7和浮子杆6在浮子杆6的旋转轴线5的方向上借助弹簧元件13机械解耦。按照本发明，浮子杆6和磁铁7设置在两个分开的、相互可运动的部件中。由此，浮子杆6在其旋转轴线5的方向上的直到许可最大值的移动不会导致磁铁7的移动，而是仅仅导致弹簧元件13的弯曲。在这里，弹簧元件13的一个固定在浮子杆6上的端部随着移动，而弹簧元件13的带有磁铁7的另一个端部由于与耦合元件8的磁耦合而保留在它的位置中。浮子杆6在旋转支承装置12中的轴向移动例如通过容器2中的液体的晃动运动引起。按照本发明的实施方式在这里在不减小浮子杆6的旋转支承装置12中的轴向间隙的情况下就能应付。

弹簧元件13的该一个端部固定在浮子杆6的固定区段14上。在弹簧元件13的该另一个端部上设置磁铁7，该磁铁布置在一个接收装置15中并且靠近传感器壳体3的外侧可沿着该外侧运动。弹簧元件13的面向磁铁7的该另一个端部至少在轴向方向上在边界中可自由运动。磁铁7例如被压入或卡入到接收装置15中。磁铁7和耦合元件8彼此相对置地布置，通过传感器壳体3的壁分开。传感器壳体3的面向磁铁7的壁例如由金属、塑料或陶瓷制成。在金属壁的情况中例如使用奥氏体钢。

弹簧元件13按照该实施例（图2、图3）是片状的弯曲弹簧，它由金属、例如弹簧钢或塑料制成。弹簧元件13具有用于与磁铁7的接收装置15形状锁合连接的空槽18。按照该实施例，空槽18具有一个切口19，接收装置15的凸起20形状锁合地配合到切口中。接收装置15穿过弹簧元件13的空槽18并且区段地贴靠在弹簧元件13上。此外弹簧元件13可以具有至少一个另外的空槽20，该另外的空槽用于调节预确定的弹簧强度。按照该实施例，通过一个唯一的另外的空槽20形成弹簧元件13上的两个弹簧边21。弹簧元件13在一个固定区域22中固定在浮子杆6的固定区段14上，例如其方式是弹簧元件13套装或压套在两个布置在浮子杆6上的销23上。变换地，弹簧元件13可以形状锁合地被固定区段14的材料包覆注射。显然，弹簧元件13也可以材料锁合地或力锁合地固定在浮子杆6的固定区段14上。弹簧元件13的固定区域22根据该实施例通过弹簧边21与弹簧元件13的保持接收装置15的部分连接。

通过一个构造在浮子杆6、6.2上的止挡26最多允许在耦合元件8和磁铁7之间的一个预确定的距离，其方式是止挡26在径向方向上相对于旋转轴线5看延伸直到磁铁7的区域中并且布置在磁铁7的背对传感器壳体3的侧。通过该方式限制弹簧元件13的偏转并且阻止弹簧元件13的塑性变形。

磁铁7或接收装置15的运动可以在旋转轴线5的方向上进行，例如其方式是接收装置15以一个区段28可轴向运动地布置在止挡26的一个在旋转轴线5的方向上延伸的槽形导向装置28中。

在根据图2的视图中，相对于根据图1的视图保持不变或作用相同的部件通过相同的附图标记表示。在根据图3的视图中相对于图1和图2的视图保持不变或作用相同的部件通过相同的附图标记表示。

Claims (9)

1.罐液位传感器，包括一个布置在传感器壳体（3）中的传感器单元（4）、一个可围绕旋转轴线（5）旋转的浮子杆（6）和一个固定在浮子杆（6）上的磁铁（7），该磁铁与传感器单元（4）的一个布置在传感器壳体（3）中的耦合元件（8）磁耦合，其特征在于，所述磁铁（7）和浮子杆（6）在浮子杆（6）的旋转轴线（5）的方向上借助一个弹簧元件（13）机械地解耦。

2.根据权利要求1的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）的一个端部固定在浮子杆（6）的一个固定区段（14）上并且磁铁（7）固定在弹簧元件（13）的另一个端部上。

3.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，磁铁（7）布置在一个接收装置（15）中。

4.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）是弯曲弹簧。

5.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）实施为片状的。

6.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）由金属或塑料制成。

7.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）具有一个用于与用于磁铁（7）的接收装置（15）形状锁合地连接的空槽（18）。

8.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，弹簧元件（13）具有至少一个另外的用于设计弹簧强度的空槽（20）。

9.根据以上权利要求之一的罐液位传感器，其特征在于，在接收装置（15）的背对传感器壳体（3）的侧上设有一个用于限制弹簧元件（13）的偏转的止挡（26）。

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