DE102006054811A1

DE102006054811A1 - Füllstandsgeber

Info

Publication number: DE102006054811A1
Application number: DE200610054811
Authority: DE
Inventors: Hans-Guenter Benner; Bernd Pauer; Robert Peter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandsgeber für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für einen Tank eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Widerstandsbahn 8 an einem festen Träger angeordnet ist, an deren einem Ende ein Betriebsspannungsanschluss angeordnet ist, wobei an der Widerstandsbahn 8 entsprechend der Position eines Niveaus der Flüssigkeit folgenden Schwimmers ein Ausgangssignal abnehmbar ist, mit einer der Widerstandsbahn 8 beabstandeten Kontaktbahn 9, an deren einem Ende ein Signalanschluss angeordnet ist und die unter Einwirkung einer durch den Schwimmer bewegbaren Magneteinrichtung in der Art mit der Widerstandsbahn 8 verbindbar ist, dass eine von der Position des Schwimmers abhängige elektrische Verbindung bewirkt wird. Die Widerstandsbahn 8 und die Kontaktbahn 9 sind nebeneinander annähernd in einer Ebene mit einem Abstand zueinander angeordnet und der Abstand zwischen der Widerstandsbahn 8 und der Kontaktbahn 9 ist von einem Kontaktelement 15 überbrückbar, das auf einem Bewegungsweg entlang der Längserstreckung der Widerstandsbahn 8 von der Magneteinrichtung bewegbar antreibbar ist und sowohl mit der Widerstandsbahn 8 als auch mit der Kontaktbahn 9 in leitender Verbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandsgeber für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für einen Tank eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Widerstandbahn an einem feststehenden Träger angeordnet ist, an deren einem Ende ein Betriebsspannungsanschluss angeordnet ist, wobei an der Widerstandsbahn entsprechend der Position eines dem Niveau der Flüssigkeit folgenden Schwimmers ein Ausgangssignal abnehmbar ist, mit einer der Widerstandsbahn beabstandeten Kontaktbahn, an deren einem Ende ein Signalanschluss angeordnet ist und die unter Einwirkung einer durch den Schwimmer bewegbaren Magneteinrichtung in der Art mit der Widerstandsbahn verbindbar ist, dass eine von der Position des Schwimmers abhängige elektrische Verbindung bewirkt wird.
Bei einem derartigen bekannten Füllstandsgeber ist die Widerstandsbahn mit kammartigen Kontaktarmen versehen, denen entsprechend federnd auslenkbare Kontaktarme der Kontaktbahn in einem Abstand quer zur Erstreckung der Widerstandsbahn gegenüberliegend angeordnet sind. Des weiteren werden die federnd angelenkten Kontaktarme durch eine Massebahn und eine Kontaktbrücke ersetzt.
In dem Bereich, in dem sich momentan die Magneteinrichtung befindet, wird von deren Magnetfeld ein Kontaktarm der Kontaktbahn zur Anlage an dem ihm gegenüberliegenden Kontaktarm der Widerstandsbahn ausgelenkt und eine elektrische Verbindung hergestellt.
Dieser bekannte Füllstandsgeber besitzt einen aufwendigen Aufbau und ist daher teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Füllstandsgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der nur wenige einfache Bauteile aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Widerstandsbahn und die Kontaktbahn nebeneinander annähernd in einer Ebene mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und der Abstand zwischen der Widerstandsbahn und der Kontaktbahn von einem Kontaktelement überbrückbar ist, das auf einem Bewegungsweg entlang der Längserstreckung der Widerstandsbahn von der Magneteinrichtung bewegbar antreibbar ist und sowohl mit der Widerstandsbahn als auch mit der Kontaktbahn in leitender Verbindung ist.
Diese Ausbildung ist nicht nur einfach aufgebaut sondern kann mit ihrem Kontaktsystem auch unmittelbar an einem Behälter angeordnet werden, dessen Füllstand gemessen werden soll.
Derartige Behälter sind insbesondere Kraftstoffbehälter in einem Kraftfahrzeug. Besonders vorteilhaft anwendbar ist der Füllstandsgeber bei Behältern, die verflüssigtes Propangas oder Harnstoff oder einen hochleitfähigen Kraftstoff enthalten.
Aggressive Flüssigkeiten wie z.B. Harnstoff enthaltende Flüssigkeiten können das außerhalb des Behälters befindliche Kontaktsystem nicht angreifen.
Der Träger kann aus einem isolierenden Substrat bestehen und die Magnetanordnung auf der der Widerstandsbahn und der Kontaktbahn abgewandten Seite des Trägers bewegbar angeordnet sein, so dass auch die entsprechenden Zuleitungen auf dem Träger aufgebracht sein können. Die Magnetanordnung befindet sich dabei in geringer Entfernung von dem Kontaktelement, wodurch eine sichere Kopplung von Magneteinrichtung und Kontaktelement gewährleistet ist.
In einfacher Weise besteht die Magneteinrichtung aus einem Dauermagnet, durch dessen Magnetfeld das Kontaktelement dem sich bewegenden Dauermagneten folgend bewegbar antreibbar ist.
Um einen Reibwiderstand sowie eine Abnutzung der Widerstandsbahn und der Kontaktbahn beim Bewegen des Dauermagneten zu vermeiden, kann das Kontaktelement zylinderartig mit einer sich quer zur Längserstreckung von Widerstandsbahn und Kontaktbahn erstreckenden Zylinderlängsachse ausgebildet sein und somit auf der Widerstandsbahn und der Kontaktbahn abrollen.
Zur stärkeren Magnetkopplung kann auch das Kontaktelement ein Dauermagnet sein.
Widerstandsbahn und Kontaktbahn können sich gerade erstrecken.
Platzsparend können Widerstandsbahn und Kontaktbahn aber auch sich zueinander konzentrisch bogenförmig erstrecken.
Da sich das Kontaktelement und die Magnetanordnung auf einer Kreisbahn in einem Abstand zur Zentrumsachse bewegen, ist die Hysterese auf ein Minimum reduziert.
Die die Widerstandsbahn und die Kontaktbahn aufweisende Seite des Trägers kann gleichzeitig ein Anzeigefeld einer Füllstandsanzeige bilden und mit einer Skala und/oder Skalenbeschriftung versehen sein, wobei das Kontaktelement als Anzeigeelement dienen kann.
Dabei kann zur Füllstandsanzeige ein Anzeigeelement von dem Kontaktelement entlang der Längserstreckung von Widerstandsbahn und Kontaktbahn mitbewegbar sein.
In einfacher Weise kann dazu das Kontaktelement in einer zum Träger hin offenen Führungsöffnung an einem Ende eines Zeigers angeordnet sein, der an seinem anderen Ende um eine zu Widerstandsbahn und Kontaktbahn zentrische Achse schwenkbar ist.
Zum Antrieb der Magneteinrichtung kann diese an dem einen Ende eines Schwenkhebels angeordnet sein, der an seinem anderen Ende um eine zu Widerstandsbahn und Kontaktbahn zentrische Achse schwenkbar ist, wobei der Schwenkhebel gleichzeitig als Anzeigeelement dienen kann.
Der Schwenkhebel wiederum kann durch die Schwenkbewegung eines den Schwimmer tragenden Schwimmerhebels antreibbar sein, die unmittelbar oder über einen Winkeltrieb oder auch durch eine biegsame Welle von der Schwenkachse des Schwimmerhebels auf den Schwenkhebel übertragbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 eine Querschnittsansicht eines Füllstandsgebers
2 eine Draufsicht des Füllstandsgebers nach 1.
Der in den Figuren dargestellte Füllstandsgeber weist ein Gehäuse 1 auf, das zur Oberseite eine erste Topföffnung 2 und zur Unterseite eine zweite Topföffnung 3 aufweist. Beide Topföffnungen 2 und 3 besitzen einen gemeinsamen Boden 4.
Der Bereich der zweiten Topföffnung 3 besitzt einen gegenüber dem Bereich der ersten Topföffnung 2 reduzierten Durchmesser und ist in eine Öffnung eines nicht dargestellten Kraftstofftanks einsetzbar.
Die Mündung der ersten Topföffnung 2 ist durch ein Deckglas 5 und die Mündung der zweiten Topföffnung 3 durch einen Deckel 6 verschlossen.
Auf der Seite der ersten Topföffnung 2 ist auf dem Boden 4 ein Substrat 7 aus einem isolierenden Werkstoff, insbesondere ein Keramiksubstrat angeordnet, das in einer Ebene eine kreisbogenförmige Widerstandsbahn 8 und parallel in einem Abstand dazu eine kreisbogenförmige Kontaktbahn 9 trägt.
Widerstandsbahn 8 und Kontaktbahn 9 können als Dickschichtbahnen ausgeführt sein.
In die erste Topföffnung 2 sind von außen eine erste Signalanschlussleitung 10 und eine zweite Signalanschlussleitung 11 hineingeführt und jeweils über eine Klemme mit nicht dargestellten Leiterbahnen verbunden, von denen die mit der Klemme der ersten Signalanschlussleitung 10 verbundene Leiterbahn zu dem einen Ende der Widerstandsbahn 8 und die mit der Klemme der zweiten Signalanschlussleitung 11 verbundene Leiterbahn zu dem einen Ende der Kontaktbahn 9 geführt ist.
Die Verbindung der Signalanschlussleitungen zum Substrat kann auch durch separate Steckergehäuse oder durch Lötverbindungen erfolgen.
In der ersten Topföffnung 2 ist um eine quer zur Erstreckung dieser Bahnen 8 und 9 rechtwinklig sich erstreckende Achse 12 ein Zeiger 13 frei schwenkbar gelagert angeordnet, der ein Anzeigeelement bildet.
Die Achse 12 erstreckt sich durch das Zentrum der kreisbogenförmigen Widerstandsbahn 8 und Kontaktbahn 9, so dass der sich der Zeigerspitzenbereich beim Schwenken des Zeigers 13 über die Widerstandsbahn 8 und die Kontaktbahn 9 bewegt.
Radial sowohl die Widerstandsbahn 8 als auch die Kontaktbahn 9 überdeckend ist im Zeigerspitzenbereich des Zeigers 13 eine zum Substrat 7 und zum Deckglas 5 hin kammerartige offene Führungsöffnung 14 ausgebildet, in der ein zylinderartiges Kontaktelement 15 sich radial zur Achse 12 erstreckend und um seine Zylinderlängsachse frei drehbar angeordnet ist.
Das Kontaktelement 15, das als Dauermagnet ausgebildet ist, ragt zum Substrat 7 hin aus der Führungsöffnung 14 heraus und liegt mit seinem radial äußeren Bereich auf der Widerstandsbahn 8 und mit seinem radial inneren Bereich auf der Kontaktbahn 9 auf, so daß durch das Kontaktelement 15 eine leitende Verbindung zwischen der Widerstandsbahn 8 und der Kontaktbahn 9 gebildet ist.
In der zweiten Topföffnung 3 ist ein Schwenkhebel 16 ebenfalls um die Achse 12 schwenkbar gelagert angeordnet, wobei der Schwenkhebel 16 über einen Antriebsstutzen 17 von einem nicht dargestellten, einen Schwimmer tragenden Schwimmerhebel in Abhängigkeit von dem Niveau der Flüssigkeit im Kraftstofftank schwenkbar antreibbar ist.
In dem dem Kontaktelement 15 gegenüberliegenden Bereich ist in einer Kammer 18 des Schwenkhebels 16 ein Dauermagnet 19 eingesetzt, dessen Magnetfeld über das Kontaktelement 15 eine magnetische Kopplung von Zeiger 13 und Schwenkhebel 16 bewirkt.
Durch die bei Niveauänderung ausgelöste Schwenkbewegung des Schwenkhebels 16 wird über die Magnetkopplung der Zeiger 13 mit dem Schwenkhebel 16 mitgeschwenkt, wodurch der Abgriff an der Widerstandsbahn 8 mittels des Kontaktelements 15 und damit auch das der Signalanschlußleitung 11 zugeführte Signal sich in Abhängigkeit vom Füllstand im Kraftstoffbehälter ändert.
Da auf dem Substrat 7 auch eine Skalenbeschriftung mit E entsprechend empty, ½ entsprechend halbe Füllung und F entsprechend full angebracht ist, bildet das Substrat 7 gleichzeitig ein Anzeigefeld.

1: Gehäuse
2: erste Topföffnung
3: zweite Topföffnung
4: Boden
5: Deckglas
6: Deckel
7: Substrat
8: Widerstandsbahn
9: Kontaktbahn
10: erste Signalanschlussleitung
11: zweite Signalanschlussleitung
12: Achse
13: Zeiger
14: Führungsöffnung
15: Kontaktelement
16: Schwenkhebel
17: Antriebsstutzen
18: Kammer
19: Dauermagnet

Claims

Füllstandsgeber für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere für einen Tank eines Kraftfahrzeugs, bei welchem eine Widerstandbahn an einem feststehenden Träger angeordnet ist, an deren einem Ende ein Betriebsspannungsanschluss angeordnet ist, wobei an der Widerstandsbahn entsprechend der Position eines dem Niveau der Flüssigkeit folgenden Schwimmers ein Ausgangssignal abnehmbar ist, mit einer der Widerstandsbahn beabstandeten Kontaktbahn, an deren einem Ende ein Signalanschluss angeordnet ist und die unter Einwirkung einer durch den Schwimmer bewegbaren Magneteinrichtung in der Art mit der Widerstandsbahn verbindbar ist, dass eine von der Position des Schwimmers abhängige elektrische Verbindung bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsbahn (8) und die Kontaktbahn (9) nebeneinander annähernd in einer Ebene mit einem Abstand zueinander angeordnet sind und der Abstand zwischen der Widerstandsbahn (8) und der Kontaktbahn (9) von einem Kontaktelement (15) überbrückbar ist, das auf einem Bewegungsweg entlang der Längserstreckung der Widerstandsbahn (8) von der Magneteinrichtung bewegbar antreibbar ist und sowohl mit der Widerstandsbahn (8) als auch mit der Kontaktbahn (9) in leitender Verbindung ist.
Füllstandsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger aus einem isolierenden Substrat (7) besteht und die Magnetanordnung auf der der Widerstandsbahn (8) und der Kontaktbahn (9) abgewandten Seite des Trägers bewegbar angeordnet ist.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung aus einem Dauermagnet (19) besteht, durch dessen Magnetfeld das Kontaktelement (15) dem sich bewegenden Dauermagneten (19) folgend bewegbar antreibbar ist.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (15) zylinderartig mit einer sich quer zur Längserstreckung von Widerstandsbahn (8) und Kontaktbahn (9) erstreckenden Zylinderlängsachse ausgebildet ist.
Füllstandsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandsbahn und/oder die Kontaktbahn mit kammartigen Kontaktarmen versehen sind, die sich quer zur Längserstreckung von Widerstandsbahn und Kontaktbahn erstrecken.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (15) ein Dauermagnet ist.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Widerstandsbahn und Kontaktbahn sich gerade erstrecken.
Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Widerstandsbahn (8) und Kontaktbahn (9) sich zueinander konzentrisch bogenförmig erstrecken.
Füllstandsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Widerstandsbahn (8) und die Kontaktbahn (9) aufweisende Seite des Trägers ein Anzeigefeld einer Füllstandsanzeige bildet.
Füllstandsgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigeelement von dem Kontaktelement (15) entlang der Längserstreckung von Widerstandsbahn (8) und Kontaktbahn (9) mitbewegbar ist.
Füllstandsgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement in einer zum Träger hin offenen Führungsöffnung (14) an einem Ende eines Zeigers (13) angeordnet ist, der an seinem anderen Ende um eine zu Widerstandsbahn (8) und Kontaktbahn (9) zentrische Achse (12) schwenkbar ist.
Füllstandsgeber nach einem der Ansprüche 8–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung an dem einen Ende eines Schwenkhebels (16) angeordnet ist, der an seinem anderen Ende um eine zu Widerstandsbahn (8) und Kontaktbahn (9) zentrische Achse (12) schwenkbar ist.