DE102005047544A1

DE102005047544A1 - Füllstandsgeber

Info

Publication number: DE102005047544A1
Application number: DE102005047544A
Authority: DE
Inventors: Hans-Günter BENNER; Bernd Pauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-10-15
Also published as: DE102005047544B4; US20070074568A1; US7584658B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandsgeber mit einem Hebelarm, der an einem Ende einen Schwimmer trägt und mit seinem anderen Ende von einem Bügel aufgenommen ist, einem aus Kunststoff bestehenden Träger, einer auf dem Träger angeordneten Lagerung für den Bügel und/oder den Hebelarm, einem auf dem Träger angeordneten Füllstandssensor, der aus einem Deckel und einem Substrat besteht, einem auf diesem Substrat angeordneten Widerstandsnetzwerk, welchem eine Kontaktstruktur zugeordnet ist, wobei die elektrische Verbindung der Kontaktstruktur mit dem Widerstandsnetzwerk in Abhängigkeit der Schwenklage eines Hebelarms ein elektrisches Signal für den Füllstand erzeugt, und mit mindestens einem Permanentmagneten zum Betätigen der Kontaktstruktur. Der Bügel besteht aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff und der Träger zumindest in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff.

Description

Gegenstand der Erfindung ist Füllstandsgeber mit einem einen Schwimmer tragenden Hebelarm, einem aus Kunststoff bestehenden Träger, einer auf dem Träger angeordneten Lagerung für den Hebelarm, einem auf dem Träger angeordneten Füllstandssensor, der aus einem Deckel und einem Substrat besteht, einem auf diesem Substrat angeordneten Widerstandsnetzwerk, welchem eine Kontaktstruktur zugeordnet ist, wobei die elektrische Verbindung der Kontaktstruktur mit dem Widerstandsnetzwerk in Abhängigkeit der Schwenklage eines Hebelarms ein elektrisches Signal für den Füllstand erzeugt und mit mindestens einem Permanentmagneten zum Betätigen der Kontaktstruktur. Füllstandsgeber werden in Kraftstoffbehältern oftmals zusammen mit Fördereinrichtungen eingesetzt.

Füllstandsgeber der eingangs genannten Art sind seit langem Stand der Technik und somit bekannt. Aufgrund steigender Sicherheitsanforderungen müssen im zunehmenden Maße auch Füllstandsgeber in Kraftstoffbehältern gegen zu hohe elektrostatische Aufladungen geschützt werden. Elektrostatische Aufladungen können bei einem Hebelgeber am Hebelarm, infolge der Bewegung durch den Kraftstoff auftreten. Da der Träger und eine gegebenenfalls vorhandene Lagerung des Hebelarms aus Kunststoff bestehen, können die Aufladungen vom Hebelarm nicht abgeführt werden. Bei geschlossenen Systemen gibt es keine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Hebelarm und dem Widerstandsnetzwerk, bzw. der zum Widerstandsnetzwerk führenden Masseleitung, die für eine Ableitung elektrostatischer Aufladungen genutzt werden könnte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Füllstandsgeber zu schaffen, der gegen elektrostatische Aufladungen ausreichend geschützt ist. Der Schutz vor elektrostatischen Aufladungen soll dabei möglichst kostengünstig erfolgen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Bügel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff und der Träger zumindest in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff bestehen.

Mit der Ausbildung des Bügels und zumindest eines Bereichs des Trägers aus elektrisch leitfähigen Kunststoff werden elektrostatische Aufladungen am Hebelarm zum Deckel geleitet, von wo aus sie über die Kontaktierung des Füllstandsensors gefahrlos abgeführt werden. Die Gefahr von unkontrollierten Überschlägen im Kraftstoffbehälter ist damit eliminiert. Zusätzliche Bauteile zum Ableiten der elektrostatischen Aufladungen sind nicht erforderlich.

Der Füllstandsgeber gestaltet sich besonders einfach, dass wenn der leitfähige Kunststoff in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel elektrisch leitfähiges Polyoxymethylen ist. Mit dieser Ausgestaltung kann für den elektrisch leitfähigen Bereich derselbe Grundstoff verwendet werden wie für den verbleibenden Teil des Trägers. Damit muss kein weiterer Werkstoff für die Herstellung des Trägers vorgesehen werden. Der Träger ist daher besonders kostengünstig.

Elektrisch leitfähiges Polyoxymethylen wird dadurch erreicht, indem das Polyoxymethylen eine Beimischung aus Graphit enthält. Graphit als Beimischung zeichnet sich dadurch aus, dass es sich leicht beimischen lässt und dass derart verändertes Polyoxymethylen die gleiche gute Verarbeitbarkeit aufweist.

In einer anderen Ausgestaltung wird Polyoxymethylen durch die Beimischung von Metallpulver elektrisch leitfähig.

Da der Träger lediglich in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel elektrisch leitfähig sein muss, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das elektrisch leitfähige Polyoxymethylen in diesem Bereich des Trägers als separates Bauteil auszubilden, welches mit dem restlichen Träger stoff- oder formschlüssig verbunden ist. Das aus elektrisch leitfähigem Polyoxymethylen bestehende, separate Bauteil kann somit unabhängig vom restlichen Träger hergestellt werden. Die anschließende Montage ist mit relativ geringem Aufwand verbunden. Eine stoffschlüssige Verbindung kann dabei mittels Kleben oder Schweißen erfolgen. Für eine formschlüssige Verbindung haben sich Rast- und Steckverbindungen als günstig erwiesen.

Eine Montage eines zusätzlichen Bauteils aus elektrisch leitfähigem Polyoxymethylen entfällt, wenn der Träger einteilig als Zwei-Komponenten-Spritzgussteil ausgebildet ist. Hierbei wird der Träger in einem Arbeitsschritt spritzgegossen, wobei in die Werkstückform an den dafür vorgesehenen Stellen gleichzeitig sowohl Polyoxymethylen als auch elektrisch leitfähiges Polyoxymethylen zugeführt wird und sich beide Werkstoffe während des Spritzgießens zu einem einteiligen Träger miteinander verbinden.

Die Ausbildung des Trägers mit zwei Werkstoffen entfällt gemäß einer weiteren Ausgestaltung, wenn der Träger vollständig aus elektrisch leitfähigen Polyoxymethylen besteht.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
1: einen erfindungsgemäßen Füllstandsgeber und
2: den Füllstandsgeber nach 1 im montierten Zustand.
Der Füllstandsgeber in 1 besteht aus einem Träger 1 aus Polyoxymethylen. Anformungen 2 an der Seite dienen der Befestigung des Trägers in einem Kraftstoffbehälter. Der Träger 1 weist eine zentrale Ausnehmung 3 auf, in die der Füllstandssensor 4 eingesetzt wird. Mittels Rastelemente 5 wird der Füllstandssensor 4 am Träger 1 gehalten.
Der Füllstandssensor 4 besteht aus einem Substrat 15, auf dessen Unterseite ein Widerstandsnetzwerk aufgebracht und eine Kontaktstruktur angeordnet ist. Zum Schutz des Widerstandsnetzwerkes und der Kontaktstruktur ist das Substrat mit einem metallischen Deckel 6 abgedeckt.
Der Träger 1 weist weiterhin eine als Bohrung 7 ausgebildete Lagerung auf, in die ein Zapfen eines Bügels 8 eingreift, so daß der Bügel 8 drehbar im Träger 1 gelagert ist. Der Bügel 8 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Polyoxymethylen, wobei die elektrische Leitfähigkeit des Polyoxymethylens durch Beimischungen von Graphit erreicht wird. Der Bügel 8 besitzt eine Bohrung 9 und Rastelemente 10 mittels derer ein Hebelarm 11 fest am Bügel 8 angeordnet ist. An dem nicht dargestellten freien Ende des Hebelarms 11 ist ein ebenfalls nicht dargestellter Schwimmer angeordnet. Bei Änderungen des Füllstandes wird der Schwimmer bewegt, wodurch der Hebelarm 11 und mit ihm der Bügel 8 über den Füllstandssensor 4 verschwenkt wird. Ein am Bügel 8 angeordneter Permanentmagnet 14 betätigt dabei die Kontaktstruktur, wodurch ein Signal für den Füllstand erzeugt wird. Der Träger 1 weist weiterhin einen Bereich 12 aus einem elektrisch leitfähigen Polyoxymethylen auf. Dieser Bereich 12 erstreckt sich von der Bohrung 7 bis zu der Ausnehmung 3. Durch diesen Bereich 12 ist der Bügel 8 elektrisch leitend mit dem Deckel 6 des Füllstandssensors 4 verbunden, so dass am Hebelarm 11 auftretende elektrostatische Aufladungen zum Deckel 6 abfließen können. Für die Herstellung des Trägers 1 wird ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren verwendet. Bei diesem Verfahren wird Polyoxymethylen an mehreren Stellen gleichzeitig in die Werkzeugform eingespritzt, wobei an der Stelle des Bereichs 12 elektrisch leitfähiges Polyoxymethylen eingespritzt wird. Noch in der Werkzeugform verbinden sich beide Polyoxymethylene, so dass der Bereich 12 stoffschlüssig mit dem Träger 1 verbunden ist.
2 zeigt den fertigen Füllstandsgeber. Der Füllstandssensor 4 ist in die zentrale Ausnehmung eingesetzt und wird von den Rastelementen 5 in dieser Position gehalten. Über Anschlussleitungen 13 ist der Füllstandssensor 4 kontaktiert, wobei über die Anschlussleitungen 13 auch die elektrostatischen Aufladungen abgeführt werden.

Claims

Füllstandsgeber mit einem Hebelarm, der an einem Ende einen Schwimmer trägt und mit seinem anderen Ende von einem Bügel aufgenommen ist, einem aus Kunststoff bestehenden Träger, einer auf dem Träger angeordneten Lagerung für den Bügel und/oder den Hebelarm, einem auf dem Träger angeordneten Füllstandssensor, der aus einem Deckel und einem Substrat besteht, einem auf diesem Substrat angeordneten Widerstandsnetzwerk, welchem eine Kontaktstruktur zugeordnet ist, wobei die elektrische Verbindung der Kontaktstruktur mit dem Widerstandsnetzwerk in Abhängigkeit der Schwenklage eines Hebelarms ein elektrisches Signal für den Füllstand erzeugt und mit mindestens einem Permanentmagneten zum Betätigen der Kontaktstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass der Bügel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff und der Träger zumindest in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff besteht.
Füllstandsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der leitfähige Kunststoff in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel elektrisch leitfähiges Polyoxymethylen ist.
Füllstandsgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyoxymethylen zumindest in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel Graphit enthält.
Füllstandsgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyoxymethylen zumindest in dem Bereich zwischen der Lagerung und dem Deckel Metallpulver enthält.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitfähige Polyoxymethylen des Trägers als separates Bauteil ausgebildet ist, welches mit dem restlichen Träger stoff- oder formschlüssig verbunden ist.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger einteilig, vorzugsweise als Zwei-Komponenten-Spritzgussteil, ausgebildet ist.
Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger vollständig aus elektrisch leitfähigem Polyoxymethylen besteht.