DE102012015009A1

DE102012015009A1 - Messeinrichtung zur Messung eines Füssigkeitspegels und Flüssigkeitsbehälter mit einer solchen Messeinrichtung

Info

Publication number: DE102012015009A1
Application number: DE201210015009
Authority: DE
Inventors: Robert WARTANIAN; Sven Freitag
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-07-28
Filing date: 2012-07-28
Publication date: 2014-01-30

Abstract

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Messeinrichtung (2) zur Messung eines Flüssigkeitspegels (4) mit einer Basiseinheit (20), an der ein erstes Messmittel (36) angeordnet ist, und einer Schwimmereinheit (22), die relativ zu der Basiseinheit (20) bewegbar ist und einen Schwimmer (48) sowie ein an dem Schwimmer (48) angeordnetes zweites Messmittel (50) aufweist. Der Flüssigkeitspegel (4) kann anhand der Position des ersten Messmittels (36) relativ zu dem zweiten Messmittel (50) erfasst werden, wobei die Position des ersten Messmittels (36) relativ zu dem zweiten Messmittel (50) unter Beibehaltung der Position des Schwimmers (48) relativ zu der Basiseinheit (20) verstellt werden kann. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ferner einen Flüssigkeitsbehälter (8) mit einer solchen Messeinrichtung (2).

Description

Technisches Gebiet
Das technische Gebiet betrifft Messeinrichtungen eines Flüssigkeitspegels mit einer Basiseinheit, an der ein erstes Messmittel angeordnet ist, und einer Schwimmeinheit, die einen Schwimmer sowie ein an dem Schwimmer angeordnetes zweites Messmittel aufweist. Darüber hinaus betrifft das technische Gebiet Flüssigkeitsbehälter mit einer solchen Messeinrichtung.
Hintergrund
Aus der Praxis sind Messeinrichtungen zur Messung eines Flüssigkeitspegels innerhalb einer Ölwanne von Kraftfahrzeugen bekannt. Die bekannten Messeinrichtungen setzen sich aus einer Basiseinheit, an der ein erstes Messmittel angeordnet ist, und einer Schwimmereinheit, die relativ zu der Basiseinheit bewegt werden kann und einen Schwimmer sowie ein an dem Schwimmer angeordnetes zweites Messmittel aufweist, zusammen. Der Flüssigkeitspegel kann nunmehr anhand der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel erfasst werden.
Die den Ölwannen in einem Kraftfahrzeug zugeordneten Messeinrichtungen haben sich bewährt, weisen jedoch einen wesentlichen Nachteil auf. In der Entwicklungsphase des Kraftfahrzeugantriebs kann es zu Änderungen der Ölwannengeometrie oder zu Änderungen bei der minimal erforderlichen Ölmenge innerhalb der Ölwanne kommen. Derartige Änderungen haben zur Folge, dass die zunächst vorgesehene Messeinrichtung, die auf die Ölwannengeometrie oder/und die minimal erforderliche Ölmenge innerhalb der Ölwanne abgestimmt ist, durch eine andere Messeinrichtung ersetzt werden muss, die auf die neuen Randbedingungen zugeschnitten ist. Hierdurch ist die Herstellung bereits im Rahmen der Entwicklung aufwendig sowie zeit- und kostenintensiv.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messeinrichtung zur Messung eines Flüssigkeitspegels in einem Flüssigkeitsbehälter zu schaffen, die besonders einfach in Flüssigkeitsbehältern mit unterschiedlicher Behältergeometrie oder/und unterschiedlichem Mindestflüssigkeitspegel einsetzbar ist. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsbehälter mit einer derart vorteilhaften Messeinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 12 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Messung eines Flüssigkeitspegels, wobei es sich bei der Messeinrichtung vorzugsweise um eine Messeinrichtung zur Messung eines Ölpegels in der Ölwanne eines Kraftfahrzeugs handelt. Darüber hinaus ist es besonders bevorzugt, wenn die Messeinrichtung der Erfassung eines vorbestimmten minimalen Flüssigkeitspegels dient und gegebenenfalls lediglich zwei Messwerte liefert, nämlich einerseits einen Messwert, der einen ausreichenden Flüssigkeitspegel kennzeichnet, und andererseits einen Messwert, der das Erreichen oder/und Unterschreiten des vorbestimmten minimalen Flüssigkeitspegels kennzeichnet. Die Messeinrichtung weist eine Basiseinheit auf, an der ein erstes Messmittel angeordnet ist. Im Einbauzustand ist die Basiseinheit vorzugsweise feststehend ausgebildet. Darüber hinaus weist die Messeinrichtung eine Schwimmereinheit auf, die relativ zu der Basiseinheit bewegt werden kann. So weist die Schwimmereinheit einen Schwimmer, der auf der Flüssigkeit schwimmen kann, sowie ein an dem Schwimmer angeordnetes zweites Messmittel auf. Der Flüssigkeitspegel kann anhand der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel erfasst werden. Die Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel kann verstellt bzw. geändert werden, wobei diese Verstellung bzw. Änderung unter Beibehaltung der Position des Schwimmers relativ zu der Basiseinheit erfolgen kann.
Dank der Verstellbarkeit der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel, ohne dabei die Relativposition des Schwimmers zu der Basiseinheit aufzugeben, kann die Messeinrichtung besonders flexibel an unterschiedliche Flüssigkeitsbehältergeometrien oder/und unterschiedliche Flüssigkeitsmengen innerhalb des Flüssigkeitsbehälters flexibel angepasst werden, ohne dass die Messeinrichtung gegen eine speziell an die Flüssigkeitsbehältergeometrie oder/und die Flüssigkeitsmenge innerhalb des Flüssigkeitsbehälters angepasste Messeinrichtung austauschen zu müssen. Mit anderen Worten wird eine Messeinrichtung geschaffen, die flexibel an unterschiedliche Flüssigkeitsbehälter und Flüssigkeitsfüllstände angepasst werden kann. Sollte es sich bei den Messmitteln beispielsweise um einen Reedschalter einerseits und einen Magneten andererseits handeln, so kann durch die gezielte Relativpositionierung des ersten Messmittels gegenüber dem zweiten Messmittel unter Beibehaltung der Position des Schwimmers relativ zu der Basiseinheit der Schaltzeitpunkt des Reedschalters exakt vorbestimmt und angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist das erste Messmittel zum Zwecke des Verstellens der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel, vorzugsweise stufenlos oder stufenweise, verstellbar oder verschiebbar an der Basiseinheit angeordnet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung, die eine Alternative zu der vorangehend beschriebenen Ausführungsform darstellt, ist das zweite Messmittel zum Zwecke des Verstellens der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel verstellbar an dem Schwimmer angeordnet. Diese Ausführungsform ist in konstruktiver Hinsicht einfacher, als dies bei der vorstehend genannten Ausführungsform der Fall ist. Außerdem ist die Handhabung beim Verstellen der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel vereinfacht. Auch bei dieser Ausführungsform kann das Verstellen des zweiten Messmittels relativ zu dem Schwimmer stufenlos oder stufenweise erfolgen. Darüber hinaus ist es auch bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das zweite Messmittel verschiebbar, gegebenenfalls linear verschiebbar, an dem Schwimmer angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist das zweite Messmittel in seiner jeweiligen Anordnung an dem Schwimmer lösbar arretierbar oder arretiert. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das zweite Messmittel seine zuvor verstellte Anordnung an dem Schwimmer während des Betriebes nicht ungewollt verändert und somit zu fehlerhaften Messergebnissen führt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das zweite Messmittel in seiner jeweiligen Anordnung an dem Schwimmer automatisch lösbar arretierbar oder arretiert ist, um die Handhabung beim Verstellen der Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel zu vereinfachen.
Um die zuvor erwähnte automatische Arretierung des zweiten Messmittels an dem Schwimmer in konstruktiver Hinsicht besonders einfach zu realisieren, sind in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung Rastmittel zur automatischen Arretierung des zweiten Messmittels in seiner Anordnung an dem Schwimmer vorgesehen. Auf diese Weise kann das zweite Messmittel einfach relativ zu dem Schwimmer verstellt werden, während die Rastmittel eine automatische Arretierung in der jeweiligen Anordnung bewirken. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn die Rastmittel eine Rastverzahnung einerseits und einen mit der Rastverzahnung zusammenwirkenden Rastvorsprung andererseits aufweisen. Anstelle eines Rastvorsprungs kann auch von einer Rastvertiefung gesprochen werden, zumal eine Rastvertiefung stets auch einen Rastvorsprung bedingt. Darüber hinaus sei angemerkt, dass auch mehrere Rastvorsprünge andererseits vorgesehen sein können, die demzufolge ebenfalls eine Rastverzahnung ausbilden können.
Um die verstellbare oder verschiebbare Anordnung des zweiten Messmittels an dem Schwimmer auf besonders einfache und vor allen Dingen einfach zu handhabende Weise zu realisieren, ist das zweite Messmittel in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung mittels einer Tragstange an dem Schwimmer angeordnet, die sich längsverschiebbar in eine Führung in dem Schwimmer erstreckt. Es ist in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn es sich bei der Führung um eine zentrale Führung handelt, damit das Gewicht der Tragstange und des zweiten Messmittels gleichmäßig auf den Schwimmer übertragen werden kann, der mithin kippsicher auf der Flüssigkeit schwimmen kann. Um ferner ein relativ einfaches Verschieben der Tragstange und somit des zweiten Messmittels relativ zu dem Schwimmer zu ermöglichen, handelt es sich bei der Führung in dem Schwimmer vorzugsweise um eine durchgehende Führung, so dass sich die Tragstange durch den Schwimmer hindurch erstrecken kann, um beim Verschieben von beiden Seiten ergriffen werden zu können. Um bei dieser Ausführungsform ein besonders effektives Verrasten zwischen dem zweiten Messmittel und dem Schwimmer in der jeweiligen Anordnung des zweiten Messmittels an dem Schwimmer zu bewirken, sind die zuvor erwähnten Rastmittel vorzugsweise an der Tragstange und der Führung vorgesehen. So könnte beispielsweise die zuvor erwähnte Rastverzahnung an der Tragstange vorgesehen sein, während der zuvor erwähnte Rastvorsprung an bzw. in der Führung in dem Schwimmer vorgesehen sein kann, oder umgekehrt.
Um kurzzeitig auftretenden Schwankungen des Flüssigkeitspegels, die nicht zwangsläufig Rückschlüsse auf den Füllstand innerhalb des Flüssigkeitsbehälters zulassen, zu begegnen, ist die Bewegung der Schwimmereinheit in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung gedämpft. Man kann hier auch davon sprechen, dass die Schwimmereinheit dem Flüssigkeitspegel zeitversetzt folgt. So kann durch diese Ausführungsform beispielsweise verhindert werden, dass die Messeinrichtung das Unterschreiten eines vorbestimmten minimalen Flüssigkeitspegels anzeigt, wenn der Flüssigkeitspegel im Bereich der Messeinrichtung lediglich kurzfristig, beispielsweise aufgrund einer Schrägstellung des Flüssigkeitsbehälters, unter den vorbestimmten minimalen Flüssigkeitspegel absinkt. Mithin werden fehlerhafte Messergebnisse durch diese Ausführungsform verhindert.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist die Schwimmereinheit in einem Führungsrohr der Basiseinheit mit mindestens einer Strömungsöffnung zur Zu- oder/und Abfuhr der Flüssigkeit geführt. Dank des Führungsrohres der Basiseinheit ist eine besonders sichere Relativpositionierung der Schwimmereinheit in deren unterschiedlichen Positionierungen gegenüber der Basiseinheit möglich, außerdem wird eine besonders kompakte und leicht zu montierende Messeinrichtung geschaffen. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, wenn die Schwimmereinheit und die Basiseinheit ein Modul ausbilden, das als zusammenhängende Einheit an einem Flüssigkeitsbehälter oder ähnliches befestigt werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner besonders bevorzugt, wenn das Führungsrohr derart ausgebildet ist, dass ein Flüssigkeitsniveau innerhalb des Führungsrohres oder/und die Schwimmereinheit dem Flüssigkeitspegel in dem Flüssigkeitsbehälter zeitversetzt folgt. Mit anderen Worten ermöglicht das Führungsrohr mit seinen Strömungsöffnungen hier nicht nur einen kompakten und gegebenenfalls modulartigen Aufbau der Messeinrichtung, vielmehr wird dank des Führungsrohres auch die zuvor erwähnte Dämpfung der Bewegung der Schwimmereinheit mit den zuvor erwähnten Vorteilen erzielt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung ist an dem Führungsrohr eine Abdeckung vorgesehen, an der der Schwimmer in einer Endposition abstützbar oder abgestützt ist. Mit anderen Worten dient die Abdeckung der sicheren Positionierung der Schwimmereinheit bei Erreichen einer Endposition, so dass beispielsweise ein Herausgleiten der Schwimmereinheit aus dem Führungsrohr oder ein Anschlagen des zweiten Messmittels an dem ersten Messmittel oder einem anderen angrenzenden Bauteil verhindert werden kann. Bei der Abdeckung handelt es sich vorzugsweise um eine endseitige Abdeckung des Führungsrohres. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn sich die Tragstange durch eine Führungsöffnung in der Abdeckung erstreckt, so dass die Tragstange zum Zwecke des Verstellens relativ zu dem Schwimmer einfach zugänglich ist oder/und die Schwimmereinheit eine zusätzliche Führung erfährt. Bei dieser Ausführungsvariante ist es ferner bevorzugt, wenn sich die Tragstange auf der dem zweiten Messmittel abgewandten Seite des Schwimmers durch die Führungsöffnung in der Abdeckung erstreckt. Hierdurch ist die Handhabung beim Verstellen bzw. Verschieben der Tragstange und des damit gekoppelten zweiten Messmittels relativ zu dem Schwimmer weiter vereinfacht.
Wie bereits zuvor angedeutet, entfaltet die erfindungsgemäße Messeinrichtung ihre Vorteile insbesondere dann, wenn diese zwei Messergebnisse liefern soll, nämlich ein erstes Messergebnis, das einen ausreichend hohen Flüssigkeitspegel signalisiert, und ein weiteres Messergebnis, das das Erreichen oder/und Unterschreiten eines zu niedrigen Flüssigkeitspegels signalisiert. Vor diesem Hintergrund weist das eine Messmittel in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung einen Reedschalter auf, während das andere Messmittel einen Magneten, gegebenenfalls einen Dauermagneten, aufweist. Um den Aufbau bei dieser Ausführungsform zu vereinfachen, weist vorzugsweise das erste Messmittel an der Basiseinheit einen Reedschalter auf, während das zweite Messmittel an der Schwimmereinheit einen Magneten, gegebenenfalls einen Dauermagneten, aufweist, zumal das Anschließen der Kontakte des Reedschalters an eine weiterführende Signaleinheit oder ähnliches mit weniger Aufwand realisiert werden kann, da die Basiseinheit im Gegensatz zu der Schwimmereinheit feststehend ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, wenn der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Messmittel unter Beibehaltung der Position des Schwimmers relativ zu der Basiseinheit verstellt werden kann, um die Position des ersten Messmittels relativ zu dem zweiten Messmittel unter Beibehaltung der Position des Schwimmers relativ zu der Basiseinheit auf einfache Weise verstellen zu können.
Der zuvor erwähnte Reedschalter weist vorzugsweise Kontakte auf, die in einer Glasummantelung angeordnet sind. Um hierbei Beschädigungen oder Verunreinigungen an der Glasummantelung des Reedschalters zu vermeiden, ist der Reedschalter in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung in ein flüssigkeitsdichtes Schutzteil integriert oder eingebettet. Dank des Schutzteiles ist der Reedschalter sicher geschützt, so dass das Schutzteil vorzugsweise derart angeordnet ist, dass dieses mit der Flüssigkeit, deren Flüssigkeitspegel erfasst werden soll, in Kontakt treten kann, ohne dass eine Beschädigungsgefahr für den Reedschalter bzw. dessen Glasummantelung besteht. Hinsichtlich der Fertigung hat es sich hier als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Reedschalter in ein aus Kunststoff bestehendes Schutzteil eingegossen oder eingebettet ist. Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsvariante können die Anschlüsse zu den Kontakten des Reedschalters relativ einfach aus dem Schutzteil, in das der Reedschalter integriert ist, herausgeführt werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung weist die Basiseinheit einen Befestigungsflansch zur Befestigung der Messeinrichtung an einem Flüssigkeitsbehälter mit einer Aussparung auf. Der Befestigungsflansch kann unter Einbringen der Messeinrichtung durch die Aussparung in den Flüssigkeitsbehälter oder/und unter Abdichten der Aussparung an dem Flüssigkeitsbehälter befestigt werden. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn der Befestigungsflansch von außen an dem Flüssigkeitsbehälter befestigbar ist, um sowohl die Montage als auch die Demontage der Messeinrichtung zu vereinfachen. Des Weiteren hat es sich als sinnvoll herausgestellt, wenn der Befestigungsflansch am Boden des Flüssigkeitsbehälters befestigbar ist, um einerseits eine gute Zugänglichkeit zu der Messeinrichtung zu gewährleisten und andererseits die Messung eines relativ niedrigen Flüssigkeitspegels bei einer relativ kompakten bzw. kleinen Messeinrichtung zu ermöglichen.
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsbehälter weist eine Messeinrichtung der erfindungsgemäßen Art auf. Die Messeinrichtung ist vorzugsweise über die Basiseinheit an dem Flüssigkeitsbehälter, gegebenenfalls dem Boden des Flüssigkeitsbehälters, befestigt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Basiseinheit lösbar an dem Flüssigkeitsbehälter befestigt ist, um die Messeinrichtung von dem Flüssigkeitsbehälter lösen und im gelösten Zustand einfach verstellen zu können.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsbehälters ist der Flüssigkeitsbehälter als Ölwanne für ein Kraftfahrzeug ausgebildet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine teilweise Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung im Einbauzustand an einem Flüssigkeitsbehälter in geschnittener Darstellung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Die einzige Figur zeigt eine Ausführungsform der Messeinrichtung 2 zur Messung eines Flüssigkeitspegels 4 einer Flüssigkeit 6 in einem Flüssigkeitsbehälter 8. Bei der Flüssigkeit 6 handelt es sich in der dargestellten Ausführungsform um Öl, das in einem als Ölwanne ausgebildeten Flüssigkeitsbehälter 8 aufgefangen ist. Die einander entgegengesetzten Höhenrichtungen 10, 12 der Messeinrichtung 2 sowie des Flüssigkeitsbehälters 8 sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet. Der Flüssigkeitsbehälter 8 ist in Höhenrichtung 12 nach unten durch einen Boden 14 und quer zu den Höhenrichtungen 10, 12 durch Seitenwände 16 begrenzt, wobei in der Figur lediglich eine Seitenwand 16 angedeutet ist. Im Boden 14 des Flüssigkeitsbehälters 8 ist eine Aussparung 18 vorgesehen, auf die später nochmals näher eingegangen werden soll. Nachstehend soll jedoch zunächst der Aufbau der Messeinrichtung 2 näher erläutert werden.
Die Messeinrichtung 2 ist aus einer Basiseinheit 20 und einer Schwimmereinheit 22 zusammengesetzt. Basiseinheit 20 und Schwimmereinheit 22 bilden ein Modul aus, das als zusammenhängende Einheit an dem Flüssigkeitsbehälter 8 befestigt werden kann. Zu diesem Zweck weist die Basiseinheit 20 einen Befestigungsflansch 24 auf. In Höhenrichtung 10 schließt sich ein Führungsrohr 26 an den Befestigungsflansch 24 an, das einen Führungsraum 28 umgibt. In dem Führungsrohr 26 sind Strömungsöffnungen 30 ausgebildet, die dem Zu- oder/und Abführen der Flüssigkeit 6 in den Führungsraum 28 oder/und aus dem Führungsraum 28 dienen. Der Führungsraum 28 ist in Höhenrichtung 10, genauer gesagt an dem dem Befestigungsflansch 24 abgewandten Ende des Führungsrohres 26, durch eine Abdeckung 32 verschlossen. In der Abdeckung 32 ist wiederum eine zentrale Führungsöffnung 34 ausgebildet, auf die später nochmals näher eingegangen werden soll.
An der Basiseinheit 20 ist ferner ein erstes Messmittel 36 angeordnet. Genauer gesagt ist das erste Messmittel 36 an der dem Führungsrohr 26 zugewandten Seite des Befestigungsflansches 24 und in dem Führungsraum 28 desselben angeordnet. Das erste Messmittel 36 weist ein flüssigkeitsdichtes Schutzteil 38, das mit der Flüssigkeit 6 innerhalb des Führungsraums 28 in Kontakt tritt, und einen Reedschalter 40 auf, der flüssigkeitsdicht in das Schutzteil 38 integriert ist. Im vorliegenden Beispiel ist der Reedschalter 40 in ein aus Kunststoff bestehendes Schutzteil 38 eingegossen bzw. eingebettet. Der Reedschalter 40 selbst weist eine Glasummantelung auf, die eine Schutzatmosphäre umgibt und in der die sogenannten Reedkontakte angeordnet sind, wobei bezüglich der Funktionsweise des Reedschalters 40 auf den Stand der Technik verwiesen sei. Die beiden Kontakte des Reedschalters 40 sind durch das Schutzteil 38 und über den Befestigungsflansch 34 nach außen geführt, wie dies anhand der Leitungen 42, 44 angedeutet ist, wobei die Leitungen 42, 44 zu einer lediglich schematisch angedeuteten Signaleinheit 46 führen.
Die Schwimmereinheit 22 weist einen Schwimmer 48, der auf der Oberfläche der Flüssigkeit 6 innerhalb des Führungsraums 28 aufschwimmen kann, und ein an dem Schwimmer 48 angeordnetes zweites Messmittel 50 auf. Die Schwimmereinheit 22 ist dabei in dem Führungsraum 28 des Führungsrohres 26 in Höhenrichtung 10, 12 zwischen der Abdeckung 32 einerseits und dem ersten Messmittel 36 andererseits bewegbar bzw. geführt. Das zweite Messmittel 50 weist einen Magneten 52 auf, der in der dargestellten Ausführungsform als Dauermagnet ausgebildet ist. Wenngleich dies in der Figur nicht gezeigt ist, so kann das zweite Messmittel 50 jedoch auch den Reedschalter 40 aufweisen, während das erste Messmittel 36 den Magneten 52 aufweist. Die dargestellte Ausführungsform ist jedoch bevorzugt, zumal der Reedschalter 40 an der feststehenden Basiseinheit 20 einfacher über die Leitungen 42, 44 mit der Signaleinheit 46 verbunden werden kann. Der Magnet 52 des zweiten Messmittels 50 erzeugt ein Magnetfeld, das bei entsprechender Annäherung an den Reedschalter 40 den Reedschalter 40 von einer Öffnungsposition, in der die Kontakte des Reedschalters 40 voneinander beabstandet sind, in eine Schließposition überführen kann, in der sich die Kontakte des Reedschalters 40 berühren, so dass der Reedschalter 40 geschlossen ist. Mit anderen Worten kann der Flüssigkeitspegel 4 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8 anhand der Position des ersten Messmittels 36 relativ zu dem zweiten Messmittel 50 erfasst werden.
Um nun die Messeinrichtung 2 flexibel an unterschiedliche Flüssigkeitsbehälter 8 oder unterschiedliche Flüssigkeitsvolumina innerhalb der Flüssigkeitsbehälter 8 anpassen zu können, kann die Position des ersten Messmittels 36 relativ zu dem zweiten Messmittel 50 unter Beibehaltung der Position des Schwimmers 48 relativ zu der Basiseinheit 20 verstellt werden. Hierbei ist es grundsätzlich unerheblich, ob das erste Messmittel 36 oder/und das zweite Messmittel 50 aktiv verstellt wird, vielmehr ist die Relativposition zwischen dem ersten und zweiten Messmittel 36, 50 entscheidend. In der dargestellten Ausführungsform soll jedoch nur das zweite Messmittel 50 aktiv verstellt werden können, um die Relativpositionierung zwischen dem ersten Messmittel 36 und dem zweiten Messmittel 50 zu verstellen, wie dies nachstehend eingehender erläutert wird.
Das zweite Messmittel 50 ist in der dargestellten Ausführungsform nicht unmittelbar, sondern vielmehr mittelbar über eine Tragstange 54 an dem Schwimmer 48 angeordnet. Zu diesem Zweck erstreckt sich die Tragstange 54 ausgehend von dem dem ersten Messmittel 36 abgewandten Ende des zweiten Messmittels 50 in Höhenrichtung 10 in eine zentrale, durchgehende Führung 56 in dem Schwimmer 48, wobei sich die Tragstange 54 auf der dem zweiten Messmittel 50 abgewandten Seite des Schwimmers 48 durch die zuvor erwähnte Führungsöffnung 34 in der Abdeckung 32 des Führungsrohres 26 erstreckt. Dabei erstreckt sich die Tragstange 54 in Höhenrichtung 10, 12 längsverschiebbar durch die genannte Führung 56. Mit anderen Worten ist das zweite Messmittel 50 zum Zwecke des Verstellens der Position des ersten Messmittels 36 relativ zu dem zweiten Messmittel 50 verstellbar bzw. verschiebbar an dem Schwimmer 48 angeordnet. Die Verstellung kann dabei stufenlos oder stufenweise erfolgen, wobei nachstehend von einer stufenweisen Verstellbarkeit ausgegangen werden soll.
Um sicherzustellen, dass das zweite Messmittel 50 in seiner jeweiligen Anordnung oder Positionierung an dem Schwimmer 48 verbleibt, ist das zweite Messmittel 50 automatisch lösbar an dem Schwimmer 48 arretierbar oder arretiert. Mithin kann die Bedienungsperson die gewünschte Anordnung des zweiten Messmittels 50 an dem Schwimmer 48 über die Tragstange 54 einstellen, ohne dass diese Einstellung während des Betriebes der Messeinrichtung 2 verloren geht, sofern die Bedienungsperson nicht eine Nachstellung vornimmt. Zu diesem Zweck weist die Schwimmereinheit 22 Rastmittel 58 zur automatischen Arretierung des zweiten Messmittels 50 auf. Die Rastmittel 58, die in der Figur lediglich schematisch angedeutet sind, weisen einerseits eine Rastverzahnung und andererseits einen mit der Rastverzahnung zusammenwirkenden Rastvorsprung auf. Die Rastmittel 58 sind dabei an der Tragstange 54 und der Innenseite der Führung 56 vorgesehen, wobei die Rastverzahnung beispielsweise an der Führung 56 ausgebildet sein kann, wenn der Rastvorsprung an der Tragstange 54 vorgesehen ist, oder umgekehrt.
Zusammenfassend ist somit zunächst festzuhalten, dass in der dargestellten Ausführungsform der Abstand a in Höhenrichtung 10, 12 zwischen dem ersten Messmittel 36 und dem zweiten Messmittel 50 unter Beibehaltung der Position des Schwimmers 48 relativ zu der Basiseinheit 20 verstellt werden kann, indem die Tragstange 54 in Höhenrichtung 10, 12 relativ zu dem Schwimmer 48 längsverschoben wird, um in der jeweils erreichten Position automatisch durch die Rastmittel 58 arretiert zu werden.
Um die Messeinrichtung 2, deren Basiseinheit 20 und Schwimmereinheit 22 ein Modul ausbilden, an dem Flüssigkeitsbehälter 8 zu befestigen, wird der Befestigungsflansch 24 unter Einbringen des Führungsrohres 26 mit der innenliegenden Schwimmereinheit 22 durch die Aussparung 18 in den Flüssigkeitsbehälter 8 von außen am Boden 14 des Flüssigkeitsbehälters 8 befestigt. Dies erfolgt ferner unter Abdichten der Aussparung 18 im Boden 14 des Flüssigkeitsbehälters 8, wobei zu diesem Zweck ein entsprechendes Dichtmittel 60 an der dem Boden 14 in Höhenrichtung 10 zugewandten Seite des Befestigungsflansches 24 vorgesehen ist. Die Befestigung des Befestigungsflansches 24 kann dabei beispielsweise über Schrauben erfolgen, wobei zu diesem Zweck Befestigungslöcher 62 in dem Befestigungsflansch 24 und Gewindelöcher (nicht dargestellt) in dem Boden 14 des Flüssigkeitsbehälters 8 vorgesehen sein sollten. Je nachdem, ob der Flüssigkeitsbehälter 8 in Höhenrichtung 12 von oben noch zugänglich ist oder nicht, sollte das zweite Messmittel 50 nach oder vor dem Befestigen des Befestigungsflansches 24 an dem Flüssigkeitsbehälter 8 auf die gewünschte Weise relativ zu dem Schwimmer 48 positioniert werden.
Nachstehend wird kurz die Funktionsweise der in der Figur dargestellten Messeinrichtung 2 umrissen. Sollte der Flüssigkeitspegel 4 weiter ansteigen, so schwimmt der Schwimmer 48 und mit diesem das zweite Messmittel 50 in Höhenrichtung 10 nach oben. In einer oberen Endposition stößt der Schwimmer 48 an die Abdeckung 32 an, so dass der Schwimmer 48 nicht weiter aufschwimmen kann. Somit dient die Abdeckung 32 als Anschlag für den Schwimmer 48 bzw. die Schwimmereinheit 22 in deren oberer Endposition. Ist der Abstand a zwischen dem ersten und zweiten Messmittel 36, 50 derart groß, dass das Magnetfeld des Magneten 52 die Kontakte des Reedschalters 40 nicht beeinflusst, so bleiben die Kontakte des Reedschalters 40 voneinander getrennt und es ergeht keinerlei Signal von der Signaleinheit 46. Ist der Flüssigkeitspegel 4 demzufolge ausreichend hoch, so bleibt der Reedschalter 40 in seiner Öffnungsstellung. Sinkt der Flüssigkeitspegel 4 jedoch unter ein vorbestimmtes Niveau, so ist der Abstand a zwischen dem ersten und zweiten Messmittel 36, 50 derart klein, dass das Magnetfeld des Magneten 52 ein Schließen des Reedschalters 40 bewirkt. Daraufhin gibt die Signaleinheit 46 ein entsprechendes Signal aus, dass ein vorbestimmter minimaler Flüssigkeitspegel erreicht oder unterschritten ist. Dieser Schaltzeitpunkt kann, wie dies bereits zuvor erläutert wurde, durch die Relativpositionierung zwischen dem zweiten Messmittel 50 und dem Schwimmer 48 gezielt und flexibel angepasst werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass die Bewegung der Schwimmereinheit 22 in den Höhenrichtungen 10, 12 innerhalb des Führungsrohres 26 gedämpft ist. Dies wird in der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, dass das Führungsrohr 26 derart ausgebildet ist, dass ein Flüssigkeitsniveau innerhalb des Führungsrohres 26 oder/und die Schwimmereinheit 22 dem Flüssigkeitspegel 4 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8 zeitversetzt folgt. Auf diese Weise können kurzzeitige, starke Schwankungen des Flüssigkeitspegels 4 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8 ausgeglichen werden, ohne dass die Signaleinheit 46 das Unterschreiten eines vorbestimmten minimalen Flüssigkeitspegels trotz ausreichender Menge an Flüssigkeit 6 innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 8 signalisiert.
Da vorstehend lediglich eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, sei klargestellt, dass grundsätzlich eine Vielzahl von Variationen und Abweichungen möglich sind. Es sei ferner klargestellt, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele darstellen, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit oder den Aufbau nicht einschränken. Vielmehr stellen die Zusammenfassung und die beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine praktische Anleitung für den Fachmann dar, auf deren Grundlage der Fachmann zu zumindest einer beispielhaften Ausführungsform gelangen kann. Dabei ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass verschiedene Veränderungen betreffend die Funktion und die Anordnung der unter Bezugnahme auf die in den beispielhaften Ausführungsformen beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass von dem Bereich der beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalenten abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

2: Messeinrichtung
4: Flüssigkeitspegel
6: Flüssigkeit
8: Flüssigkeitsbehälter
10: Höhenrichtung
12: Höhenrichtung
14: Boden
16: Seitenwände
18: Aussparung
20: Basiseinheit
22: Schwimmereinheit
24: Befestigungsflansch
26: Führungsrohr
28: Führungsraum
30: Strömungsöffnungen
32: Abdeckung
34: Führungsöffnung
36: erstes Messmittel
38: Schutzteil
40: Reedschalter
42: Leitung
44: Leitung
46: Signaleinheit
48: Schwimmer
50: zweites Messmittel
52: Magnet
54: Tragstange
56: Führung
58: Rastmittel
60: Dichtmittel
62: Befestigungslöcher
a: Abstand

Claims

Messeinrichtung (2) zur Messung eines Flüssigkeitspegels (4) mit einer Basiseinheit (20), an der ein erstes Messmittel (36) angeordnet ist, und einer Schwimmereinheit (22), die relativ zu der Basiseinheit (20) bewegbar ist und einen Schwimmer (48) sowie ein an dem Schwimmer (48) angeordnetes zweites Messmittel (50) aufweist, wobei der Flüssigkeitspegel (4) anhand der Position des ersten Messmittels (36) relativ zu dem zweiten Messmittel (50) erfassbar ist und die Position des ersten Messmittels (36) relativ zu dem zweiten Messmittel (50) unter Beibehaltung der Position des Schwimmers (48) relativ zu der Basiseinheit (20) verstellbar ist.
Messeinrichtung (2) nach Anspruch 1, bei der das zweite Messmittel (50) zum Verstellen der Position des ersten Messmittels (36) relativ zu dem zweiten Messmittel (50), vorzugsweise stufenlos oder stufenweise, verstellbar, besonders bevorzugt verschiebbar, an dem Schwimmer (48) angeordnet ist.
Messeinrichtung (2) nach Anspruch 2, bei der das zweite Messmittel (50) in seiner jeweiligen Anordnung an dem Schwimmer (48), vorzugsweise automatisch, lösbar arretierbar oder arretiert ist.
Messeinrichtung (2) nach Anspruch 3, bei der Rastmittel (58) zur automatischen Arretierung des zweiten Messmittels (50) vorgesehen sind, wobei die Rastmittel (58) vorzugsweise eine Rastverzahnung einerseits und einen mit der Rastverzahnung zusammenwirkenden Rastvorsprung andererseits aufweisen.
Messeinrichtung (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der das zweite Messmittel (50) mittels einer Tragstange (54) an dem Schwimmer (48) angeordnet ist, die sich längsverschiebbar in eine, vorzugsweise zentrale oder/und durchgehende, Führung (56) in dem Schwimmer (48) erstreckt, wobei die Rastmittel (58) besonders bevorzugt an der Tragstange (54) und der Führung (56) vorgesehen sind.
Messeinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Bewegung der Schwimmereinheit (22) gedämpft ist.
Messeinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Schwimmereinheit (22) in einem Führungsrohr (26) der Basiseinheit (20) mit mindestens einer Strömungsöffnung (30) zur Zu- oder/und Abfuhr der Flüssigkeit (6) geführt ist, wobei das Führungsrohr (26) vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass ein Flüssigkeitsniveau innerhalb des Führungsrohres (26) oder/und die Schwimmereinheit (22) dem Flüssigkeitspegel (4) zeitversetzt folgt.
Messeinrichtung (2) nach Anspruch 7, bei der an dem Führungsrohr (26) eine, vorzugsweise endseitige, Abdeckung (32) vorgesehen ist, an der der Schwimmer (48) in einer Endposition der Schwimmereinheit (22) abstützbar oder abgestützt ist, wobei sich die Tragstange (54), gegebenenfalls auf der dem zweiten Messmittel (50) abgewandten Seite des Schwimmers (48), besonders bevorzugt durch eine Führungsöffnung (34) in der Abdeckung (32) erstreckt.
Messeinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der das eine Messmittel (36, 50), vorzugsweise das erste Messmittel (36), einen Reedschalter (40) und das andere Messmittel (50, 36), vorzugsweise das zweite Messmittel (50), einen Magneten (52), gegebenenfalls einen Dauermagneten, aufweist, wobei besonders bevorzugt der Abstand (a) zwischen dem ersten und zweiten Messmittel (36, 50) unter Beibehaltung der Position des Schwimmers (48) relativ zu der Basiseinheit (20) verstellbar ist.
Messeinrichtung (2) nach Anspruch 9, bei der der Reedschalter (40) in ein flüssigkeitsdichtes, vorzugsweise mit der Flüssigkeit (6) in Kontakt tretendes, Schutzteil (38) integriert ist, wobei der Reedschalter (40) besonders bevorzugt in ein aus Kunststoff bestehendes Schutzteil (38) eingegossen ist.
Messeinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Basiseinheit (20) einen Befestigungsflansch (24) zur Befestigung an einem Flüssigkeitsbehälter (8) mit einer Aussparung (18) aufweist, wobei der Befestigungsflansch (24) unter Einbringen der Messeinrichtung (2) durch die Aussparung (18) in den Flüssigkeitsbehälter (8) oder/und unter Abdichten der Aussparung (18), vorzugsweise von außen, an dem Flüssigkeitsbehälter (8), besonders bevorzugt am Boden (14) des Flüssigkeitsbehälters (8), befestigbar ist.
Flüssigkeitsbehälter (8) mit einer Messeinrichtung (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, die vorzugsweise über die Basiseinheit (20) an dem Flüssigkeitsbehälter (8), gegebenenfalls dem Boden (14) des Flüssigkeitsbehälters (8), befestigt ist, wobei der Flüssigkeitsbehälter (8) besonders bevorzugt eine Ölwanne für ein Kraftfahrzeug ist.