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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung eines Flüssigkeitsstandes
in einem Behälter,
insbesondere einem Kraftstoffbehälter eines
Kraftfahrzeuges, mit einem in dem Behälter angeordneten, einen an
einer Führung
vertikal linear verschiebbar geführten
Schwimmer aufweisenden Füllstandssensor
und mit einer die Führung
halternden Tragvorrichtung.
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Eine
eingangs genannte Vorrichtung ist aus einem Zusatztank einer einen
Haupttank und den Zusatztank aufweisenden Tankanlage für Kraftstoff
eines Fahrzeuges bekannt. Der Füllstandssensor
dieser Vorrichtung ist als Niveauschalter ausgebildet und besitzt
eine starr mit einer Wandung des Zusatztankes verbundene, sich vertikal
erstreckend Führungsstange,
auf der ein ringförmiger
Schwimmer verschiebbar geführt
ist. In Wirkverbindung mit einem Magnetventil in einer Zusatzansaugleitung
stehend, wird durch den Niveauschalter das Magnetventil bei leerem
Zusatztank geschlossen. Bei einer Neigung des Zusatztankes kann
sich der ringförmige
Schwimmer derart schräg
stellen, dass es durch die Senkrechtausrichtung des Schwimmers zu
einem Festklemmen auf der Führungsstange
kommt und keine korrekte Niveaumessung möglich ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, die eine Messung des Flüssigkeitsstandes auch bei Neigung
des Behälters
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Führung
mittels der Tragvorrichtung pendelbar in dem Behälter befestigt ist.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen, eine
pendelbare Anordnung der Führung
in dem Behälter kann
sich die Führung
durch die Auftriebskraft des Schwimmers immer in eine senkrechte
Lage einstellen, in der es nicht zu einem Verklemmen des Schwimmers
an der Führung
kommen kann. Die Führung
ist – einem
Pendel entsprechend – um
eine Achse oder einen Punkt frei schwenkbar. Unabhängig von
einer möglichen
Neigung des Behälters
erfolgt selbsttätig
stets eine senkrechte Ausrichtung der Führung in dem Behälter. Schrägstellungen
des Behälters
können
somit kompensiert werden. Es kommt zu keinen – zum Beispiel von einer Verklemmung
beweglicher Sensorbauteile aufgrund eines Schrägstandes hervorgerufenen – Fehlfunktionen des
Füllstandssensors.
Das ist von besonderer Wichtigkeit, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung
in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden soll und es sich bei dem
Behälter
um einen Kraftstoffbehälter
des Kraftfahrzeuges handelt, denn ein Kraftfahrzeug, insbesondere
ein außerhalb
befestigter Wege betriebenes Geländekraftfahrzeug,
unterliegt während
seines Betriebes naturgemäß ständig wechselnden
Neigungen. Hier greift die Erfindung vorteilhaft ein und ermöglicht unter
allen Betriebsbedingungen eine zuverlässige Messung des Kraftstoffstandes
in dem Kraftstoffbehälter.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung,
die insbesondere auch für
einen Einbau in ein Geländekraftfahrzeug
geeignet ist, bietet einem Kraftfahrzeugführer ein hohes Maß an Verlässlichkeit hinsichtlich
der Menge des in dem Kraftstoffbehälter noch enthaltenen Kraftstoffes,
und zwar insbesondere unabhängig
von dem tatsächlichen
mechanischen und/oder elektromechanischen Aufbau des Füllstandssensors.
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Die
Führung
kann beispielsweise eine ein käfigartiges
Gehäuse
sein, in dem der Schwimmer vertikal linear verschiebbar geführt ist
oder eine sich vertikal erstreckende Führungsstange sein, an der der
Schimmer vertikal linear verschiebbar geführt ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Füllstandssensor
einen Niveaureferenzschalter auf, insbesondere ist der Füllstandssensor
als Niveaureferenzschalter ausgebildet. Auf diese Weise ist eine
zuverlässige
Erfassung insbesondere von Restfüllmengen
in dem Behälter
ermöglicht,
ohne dass auf Mehrfachsensoranordnungen wie sie aus dem Stand der
Technik bekannt sind zurückgegriffen
werden müsste.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Tragvorrichtung
eine Pendelaufhängung
auf und die Führung
ist an der Pendelaufhängung
vertikal ausrichtbar schwenkbar gelagert. Durch das Vorsehen einer
Pendelaufhängung
erhält die
erfindungsgemäße Vorrichtung
einen besonders stabilen Aufbau von hoher Dauerhaltbarkeit.
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Die
Zuverlässigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist besonders hoch, wenn die Pendelaufhängung einen ersten, an einer
ersten Seite der Führung
angreifenden Haltearm und einen zweiten, an einer der ersten Seite
gegenüberliegenden
zweiten Seite der Führung
angreifenden Haltearm aufweist, wobei die Führung und das eine Ende der
Haltearme jeweils mittels einer Schwenklagerung verbunden sind und
das andere Ende der Haltearme an dem Behälter oder einem mit dem Behälter fest
verbundenen Teil angelenkt ist.
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Die
Schwenklagerungen können
vorzugsweise ein Drehgelenk aufweisen.
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Gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Tragvorrichtung
eine Pendelabstützung
auf, wobei die Führung
auf der Pendelabstützung
gelagert ist. Die Führung
kann so auf der Pendelabstützung
pendeln. Auf diese Weise wird ein sehr kompakter Aufbau der Vorrichtung
erreicht, die einen nur geringen Einbauraum beansprucht. Das ist
insbesondere beim Einbau in ein Kraftfahrzeug von großer Bedeutung.
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Es
wäre denkbar,
den Füllstandssensor
beispielsweise auf einer nachgiebigen, gelenkigen Mehrständeranordnung
zu befestigen. Hingegen wird vorteilhaft das Gewicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
minimiert und die Verschleißanfälligkeit weiter
gesenkt, wenn gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung die Pendelabstützung einen starren Ständer aufweist,
an dem die Führung
mit ihrem Seitenbereich oder ihrem Bodenbereich schwenkbar gelagert
ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind eine hohe Dauerhaltbarkeit
sicherstellend die Führung
und der Ständer
mittels eines Kugelgelenkes oder eines Drehgelenkes verbunden.
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Beispielsweise
ist es vorstellbar, dass die Tragvorrichtung unmittelbar an einer
Wandung oder einem Boden des Behälters
befestigt wird. Hingegen wird der Einbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
den Behälter
erheblich vereinfacht, wenn gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ein in dem Behälter befestigbarer,
die Tragvorrichtung bildender Schwalltopf und/oder eine in dem Behälter befestigbare,
die Tragvorrichtung umfassende Kraftstofffördereinheit vorgesehen ist.
Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
bereits in den Schwalltopf und/oder die Kraftstoffförderein heit
vormontiert werden, bevor die damit entstandene Baueinheit insgesamt
in den Behälter
verbaut wird.
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Ein
Behälter,
der eine oben beschriebene Vorrichtung aufweist, eignet sich besonders
vorteilhaft für
einen Einsatz unter Bedingungen ständig wechselnder Neigung und
bietet somit besondere Vorteile als Kraftstoffbehälter für ein Kraftfahrzeug, insbesondere
ein Geländekraftfahrzeug.
Mit der Pendelanordnung die Führung
ist insbesondere bei einem Betrieb als Niveaureferenzschalter eine
zuverlässige,
verklemmungssichere Füllstandserfassung gewährleistet.
Damit erhöht
sich nicht nur die Zuverlässigkeit
des Kraftfahrzeuges, sondern es kann auch vorbeugend ein möglicher,
durch einen unerwarteten Kraftstoffmangel hervorgerufener Schaden von
Kraftfahrzeuginsassen abgewendet werden.
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Verschiedene
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung schematisiert dargestellt und
werden im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 einen
Behälter
mit einer Vorrichtung zur Messung eines Flüssigkeitsstandes in dem Behälter,
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2 den
Behälter
nach 1 in einer geneigten Lage,
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3 einen
anderen Behälter
in einer geneigten Lage mit einer Vorrichtung zur Messung eines
Flüssigkeitsstandes
in dem Behälter
und
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4 einen
weiteren Behälter
mit einer Vorrichtung zur Messung eines Flüssigkeitsstandes in dem Behälter.
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1 zeigt,
wobei in den nachfolgenden Figuren sich jeweils entsprechende Elemente
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, einen als Kraftstoffbehälter eines
Kraftfahrzeuges ausgebildeten Behälter 1 mit einer Vorrichtung 2 zur
Messung eines Flüssigkeitsstandes 3 eines
Kraftstoffes 4 in dem Behälter 1. In dem Behälter 1 ist
auf einem Behälterboden 5 eine
Kraftstofffördereinheit 6,
die auch einen Schwalltopf umfassen kann, befestigt.
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Die
Kraftstofffördereinheit 6 umfasst
eine Tragvorrichtung 7, die ein käfigartiges Gehäuse 11 eines
den Flüssigkeitsstand 3 in
dem Behälter 1 messenden
Füllstandssensors 8 haltert.
Dabei ist das Gehäuse 11 des
Füllstandssensors 8,
der einen Niveaureferenzschalter 9 aufweist, mittels der
Tragvorrichtung 7 pendelbar in dem Behälter 1 angeordnet.
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Ein
Schwimmer 10 des Füllstandssensors 8 ist
in dem Gehäuse 11 des
Füllstandssensors 8 vertikal
linear verschiebbar geführt.
Außerdem
dient das Gehäuse 11 zur
Verbindung des Füllstandssensors 8 mit
der Tragvorrichtung 7.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
weist die Tragvorrichtung 7 eine Pendelaufhängung 12 auf, wobei
das Gehäuse 11 an
der Pendelaufhängung 12 schwenkbar
gelagert ist. Dazu ist die Pendelaufhängung 12 mit einem
ersten, an einer ersten Seite 13 des Gehäuses 11 angreifenden
Haltearms 14 und mit einem zweiten, an einer der ersten
Seite 13 des Gehäuses 11 gegenüberliegenden
zweiten Seite 15 des Füllstandssensors 8 angreifenden
Haltearms 16 versehen.
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Die
Haltearme 14, 16 greifen jeweils einerseits an
die Kraftstofffördereinheit 6 und
andererseits an dem Gehäuse 11 des
Füllstandssensors 8 an.
Sowohl das Gehäuse 11 und
die Halte arme 14, 16 als auch die Kraftstofffördereinheit 6 und
die Haltearme 14, 16 sind jeweils mittels einer
Schwenklagerung 17 verbunden.
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In 2 ist
der Behälter 1 in
einer geneigten Lage, wie sie zum Beispiel bei einem Einsatz von
geländegängigen Fahrzeugen
außerhalb
befestigter Straßen
regelmäßig auftritt,
dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass infolge der Pendelaufhängung 12 des
Gehäuses 11 dieses
trotz der geneigten Anordnung des Behälters 1 eine senkrechte
Position einnimmt. Dadurch kann sich der Schwimmer 10 unbehindert
in dem Gehäuse 11 bewegen
und den Flüssigkeitsstand 3 einwandfrei
messen, ohne sich an den vertikalen Wänden des Gehäuses 11 zu
verklemmen.
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Einen
anderen Behälter 1 in
einer geneigten Lage zeigt 3. Der Behälter 1 weist
eine Vorrichtung 2 zur Messung eines Flüssigkeitsstandes 3 in dem
Behälter 1 ähnlich der
in den 1, 2 gezeigten Vorrichtung auf.
Dabei umfasst eine Kraftstofffördereinheit 6 eine
Tragvorrichtung 7, die ein Gehäuse 11 eines als Niveaureferenzschalters 9 ausgebildeten
Füllstandssensors 8 pendelbar
haltert, in dem ein Schwimmer 10 angeordnet ist.
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Diese
Tragvorrichtung 7 weist eine Pendelabstützung 18 auf, wobei
das Gehäuse 11 auf
der Pendelabstützung 18 um
einen Schwenkpunkt schwenkbar gelagert ist. Die Pendelabstützung 18 weist
einen starren, auf einem Boden 19 der Kraftstofffördereinheit 6 befestigten
Ständer 20 mit
Stützen 21 auf.
Das Gehäuse 11 des
Füllstandssensors 8,
und der Ständer 20 sind
mittels eines Kugelgelenkes 22 oder eines Drehgelenkes
verbunden, so dass der Füllstandssensor 8 auf
dem Ständer 20 und
gegenüber
dem Behälter 1 pendeln
kann.
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4 zeigt
einen weiteren Behälter 1 mit
einer Vorrichtung 2 zur Messung eines Flüssigkeitsstandes 3 in
dem Behälter 1.
In 4 sind Varianten der Anordnung nach 1, 2 dargestellt.
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Eine
Kraftstofffördereinheit 6 umfasst
eine Tragvorrichtung 7 für einen Niveaureferenzschalter 9,
wobei die Tragvorrichtung 7 den Niveaureferenzschalter 9 mittels
einer Pendelaufhängung 12 mit
an ein Gehäuse 11 angreifenden
Haltearmen 14, 16 haltert. In einer ersten, mit
durchgezogenen Linien dargestellten Variante greifen die Haltearme 14, 16 der Pendelaufhängung 12 in
etwa mittig an dem Gehäuse 11 des
Niveaureferenzschalters 9 an.
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Demgegenüber ist
gemäß einer
zweiten Variante, nach der eine Gehäuseerhöhung 23 der Kraftstofffördereinheit 6 und
die Haltearme 14', 16' strichpunktiert
dargestellt sind, der Pendelaufhängung 12' vorgesehen,
dass die Haltearme 14', 16' an einem oberen
Ende des Gehäuses 11 angreifen.
Gemäß einer
weiteren, dritten, mit gestrichelten Linien dargestellten Variante
der Pendelaufhängung 12'' greifen die Haltearme 14'', 16'' an
einem unteren Ende des Gehäuses 11 an.
Grundsätzlich
könnte
der Niveaureferenzschalter auch mittels einer oder mehrerer diagonal
von oben oder diagonal von unten kommenden Aufhängungen beweglich befestigt
sein.
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- 1
- Behälter
- 2
- Vorrichtung
- 3
- Flüssigkeitsstand
- 4
- Kraftstoff
- 5
- Behälterboden
- 6
- Kraftstofffördereinheit
- 7
- Tragvorrichtung
- 8
- Füllstandssensor
- 9
- Niveaureferenzschalter
- 10
- Schwimmer
- 11
- Gehäuse
- 12
- Pendelaufhängung
- 12'
- Pendelaufhängung
- 12''
- Pendelaufhängung
- 13
- Seite
- 14
- Haltearm
- 14'
- Haltearm
- 14''
- Haltearm
- 15
- Seite
- 16
- Haltearm
- 16'
- Haltearm
- 16''
- Haltearm
- 17
- Schwenklagerung
- 18
- Pendelabstützung
- 19
- Boden
- 20
- Ständer
- 21
- Stützen
- 22
- Kugelgelenk
- 23
- Gehäuseerhöhung