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Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung. Im Detail betrifft die Erfindung eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung, die automatisch eine Restmenge einer Flüssigkeit, die in einem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs, eines Flugzeugs oder dergleichen aufbewahrt ist, auf der Basis einer Position des Flüssigkeitsstands der Flüssigkeit erfasst.
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In der Vergangenheit wurde als eine Flüssigkeitstanderfassungsvorrichtung, die eine Höhe eines Flüssigkeitsstands in einem Kraftstofftank, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, erfasst, bekannt, die so ausgebildet ist, dass eine Höhe des Flüssigkeitsstands erfasst wird, indem ein Schwimmerarm auf einer Widerstandsplatte mittels eines Schwimmers, der sich zusammen mit dem Flüssigkeitsstand der Flüssigkeit vertikal bewegt und den Flüssigkeitsstand in ein elektrisches Potential umwandelt, gleitend bewegt wird.
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Ein Beispiel einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung wird hier nachfolgend beschrieben. 1 ist ein elektrisches Blockschaltbild zur erklärenden Veranschaulichung eines strukturellen Beispiels eines Sensors, der bei einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik verwendet wird. 2 ist eine schematische Ansicht, die ein strukturelles Beispiel der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik erklärend zeigt. 3 ist eine schematische Ansicht, die ein strukturelles Beispiel eines Regelwiderstands (variablen Widerstands) in dem Sensor gemäß der Erfindung und gemäß dem Stand der Technik erklärend zeigt.
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Ein Sensor 2 einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung 1 weist einen Regelwiderstand 3 auf, dessen Widerstandswert sich bei einem Prozess verändert, bei dem sich Kontaktpunkte 19 und 20 (nachfolgend beschrieben) im Zusammenhang mit der Veränderung der Höhe eines Flüssigkeitstands in einem flüssigkeitsdichten Behälter T bewegen. Der Regelwiderstand 3 ist in Reihe mit einem Festwiderstand 7 geschaltet und mit einem Stromversorgungsschaltkreis 4, der eine vorbestimmte Spannung an den Regelwiderstand 3 und den Festwiderstand 7 anlegt, verbunden.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, weist der Sensor 2 eine Widerstandsplatte 13, die an einem Basisrahmen 12 befestigt ist, und ein Gleiteinheitkontaktelement 14 auf, das an dem anderen Ende eines Schwimmerarms 11 befestigt ist, an dessen Endabschnitt ein Schwimmer 10 angebracht ist, der im Stande ist, auf einem Flüssigkeitsniveau infolge der Auftriebskraft einer Flüssigkeit zu schwimmen. Die Widerstandsplatte 13 des Sensors 2 ist mit einem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und einem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 versehen. Die zwei elektrisch leitenden Muster 15 und 16 sind derart angeordnet, dass sie Bogenformen bilden, die um eine Drehwelle 21 des Schwimmerarms 11 derart zentriert sind, dass sie parallel zueinander angeordnet sind. Ein elektrisch leitender Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des ersten elektrisch leitenden Musters 15 verbunden und ein elektrisch leitender Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des zweiten elektrisch leitenden Musters 16 verbunden.
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Das erste elektrisch leitende Muster 15 ist aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a, die in der Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und aus einem Widerstand 15b gebildet, der die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten miteinander und elektrisch leitend verbindet. Ferner ist das zweite elektrisch leitende Muster 16 aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 16a, die in der Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und aus einem Widerstand 16b gebildet, der die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 16a miteinander und elektrisch leitend verbindet.
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Das Gleiteinheitkontaktelement 14 ist mit zwei Kontaktpunkten 19 und 20 versehen, die elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ferner ist eine Drehwelle 21, die an dem anderen Ende des Schwimmerarms 11 angeordnet ist, mit dem Gleiteinheitkontaktelement 14 verbunden. Der Schwimmerarm 11 wird in der Richtung des Pfeils Y von 3 um die Drehwelle 21, als Drehpunkt, herum zusammen mit der Bewegung des Schwimmers 10, der auf einem Flüssigkeitsniveau schwimmt, gedreht, wobei sich der Schwimmer 10 aus einer Position des Flüssigkeitsniveaus in einem Zustand vollständiger Befüllung entsprechend einer Menge an verbrauchter Flüssigkeit nach unten bewegt. Zusammen mit der Drehung des Schwimmerarms 11 wird das Gleiteinheitkontaktelement 14 in der Richtung des Pfeils Y von 3 gedreht. Aufgrund der Drehbewegung des Gleiteinheitkontaktelements 14 werden die Kontaktpunkte 19 und 20 mit den jeweiligen elektrisch leitenden Segmenten 15a und 16a, die in dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 angeordnet sind, während sie auf den jeweiligen elektrisch leitenden Segmenten 15a und 16a gleiten, in elektrisch leitenden Kontakt gebracht. Die Länge des Widerstands 15b, der in einen Schaltkreis, der zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe, und mit dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 verbunden ist, angeordnet ist, und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 verbunden ist, eingefügt ist, derart verändert, dass ein Widerstandswert des Schaltkreises sich ändert (D. h., der Widerstandswert des Regelwiderstands 3 von 1 wird verändert). Der Regelwiderstand 3 ist daher aus dem ersten elektrisch leitenden Muster 15, dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 und dem Gleiteinheitkontaktelement 14 gebildet.
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Wenn eine Spannung an dem Regelwiderstand 3 anliegt, erfasst der Sensor 2 eine elektrisches Potentialdifferenz zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe und gibt das erfasste Signal an einen Verarbeitungsschaltkreis weiter und der Verarbeitungsschaltkreis 5 zeigt eine Restmenge der Flüssigkeit auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise ein Messintrument 6 oder dergleichen, durch ein analog oder durch einen Balkengraph auf der Basis des Ausgabesignals des Sensors 2 an. Ein Festwiderstand kann währenddessen auf einer Leitung der Verkabelung mit dem Verarbeitungsschaltkreis 5 in dem Messinstrument 6 angeordnet werden.
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Bei solch einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung wird im Allgemeinen eine Silber-Palladium(AgPd)-Legierung, eine Silber-Kupfer(AgCu)-Legierung, eine Silber-Nickel(AgNi)-Legierung oder dergleichen als ein Werkstoff für den Kontaktpunkt verwendet. Das elektrisch leitende Segment ist beispielsweise aus einer Mischung von Pulvern aus Silber-Palladium (AgPd) und Glas gebildet, die dadurch erzielt wird, dass Silberpulver, Palladiumpulver und Glaspulver miteinander vermischt werden, um eine pastöse Mischung zu erzielen, wobei die pastöse Mischung auf eine Widerstandsplatte gedruckt wird, um zu trocknen und dann gebrannt wird.
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Inzwischen wird manchmal eine Flüssigkeitsstanderfassungvorrichtung für einen Kraftstofftank eines Kraftfahrzeugs verwendet, das als Kraftstoff eine Elektrolyselösung (Alkohol), beispielsweise Ethanol, Methanol oder dergleichen oder Benzin, das die Elektrolyselösung enthält, verwendet. Obwohl Silber (Ag) einen geringen elektrischen Widerstand und eine sehr gute Leitfähigkeit aufweist, verschlechtert sich der Kontaktpunkt oder das elektrisch leitende Segment aufgrund eines Schwefelgehalts, Feuchtigkeits-, Alkoholgehalts oder dergleichen im Kraftstoff oder korrodieren durch diese, so dass eine Fehlfunktion, wie beispielsweise die Unmöglichkeit des Messens, das Erfassen eines falschen Werts oder dergleichen, aufgrund der Störung der Leitfähigkeit auftritt. Ferner gibt es bei neueren Kraftstoffverhältnissen in der Welt viele Möglichkeiten, dass Kraftstoff mit vielerlei Zusammensetzungen verwendet wird, so dass es notwendig ist, die oben beschriebene Fehlfunktion derart zu verhindern, dass ein Kraftstoffmessinstrument, das zuverlässig ist, bereitgestellt wird. Im Zusammenhand damit ist eine Technik bekannt, nach der ein Abschnitt, auf dem ein Kontaktpunkt eines elektrisch leitenden Segments gleitet, mit einer Gold (Au) enthaltenden Legierung bedeckt wird, um zu verhindern, dass das elektrisch leitende Segment oder der Kontaktpunkt beeinträchtigt wird oder korrodiert. (Siehe beispielsweise
JP-A-2003-287456 und
JP-A-2009-162694 ).
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Gemäß der Technik nach
JP-A-2003-287456 und
JP-A-2009-162694 wird, obwohl effektive Gegenmaßnahmen gegen eine Beeinträchtigung und Korrosionswirkung des elektrisch leitenden Segments erzielt werden, eine Deckschicht mit der Zeit dünn, so dass möglicherweise keine kontinuierlich effektive Wirkung erreicht wird. Um ausreichende Maßnahmen gegen Beeinträchtigung und Korrosionswirkung sicherzustellen, ist es ferner notwendig, dass das elektrisch leitende Segment viel Gold (Au) (beispielsweise ungefähr 40% der Masse oder mehr in dem elektrisch leitenden Segment) enthält, so dass das Problem auftritt, dass die Kosten erhöht sind.
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Aus der
US 2005/0040929 A1 ist eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung bekannt, die eine Widerstandsplatte, die eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten aufweist, einen Schwimmer, der sich entsprechend einer Verlagerung eines Flüssigkeitsniveaus einer zu messenden Flüssigkeit vertikal bewegt, einen Schwimmerarm, der ein Ende, an dem der Schwimmer befestigt ist, aufweist und dessen anderes Ende derart drehbar abgestützt ist, dass es im Zusammenwirken mit einer vertikalen Bewegung des Schwimmers gedreht wird, und einen Kontaktpunkt, der auf den Segmenten der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten im Zusammenwirken mit der Drehung des Schwimmerarms entsprechend dem Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit gleitet, umfasst. Jedes Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten ist aus einem ersten Metallwerkstoff und einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt, wobei ein Abschnitt jedes Segments der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet ist.
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Weitere Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtungen mit Schwimmern zum Verlagern eines Kontaktpunktes, der auf einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten gleitet, sind aus der
US 6 518 873 B1 , der
JP 2003322555 A und der
JP 2002202179 A gekannt.
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Zusammenfassung
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Die Erfindung wurde in Hinsicht auf die oben beschriebenen Gegebenheiten gemacht und es ist Zweck der Erfindung, eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung bereitzustellen, die im Stande ist, der Beeinträchtigung und Korrosionswirkung nicht nur bei Verwendung in einem normalen Umfeld, sondern auch bei Vorhandensein eines Schwefelbestandteils sicherzustellen und die Herstellkosten zu verringern.
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Die Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung umfasst eine Widerstandsplatte, die eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten aufweist, einen Schwimmer, der sich entsprechend einer Verlagerung eines Flüssigkeitsniveaus einer zu messenden Flüssigkeit vertikal bewegt, einen Schwimmerarm, der ein Ende, an dem der Schwimmer befestigt ist, aufweist und dessen anderes Ende derart drehbar abgestützt ist, dass es im Zusammenwirken mit einer vertikalen Bewegung des Schwimmers gedreht wird, und einen Kontaktpunkt, der auf den Segmenten der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten im Zusammenwirken mit der Drehung des Schwimmerarms entsprechend dem Flüssigkeitsniveau der Flüssigkeit gleitet. Jedes Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten ist aus einem ersten Metallwerkstoff und einem zweiten Metallwerkstoff hergestellt ist, wobei der erste Metallwerkstoff Silber und Palladium und der zweite Metallwerkstoff Gold als Hauptbestandteil aufweist. Ein Abschnitt jedes Segments der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, ist aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet. Jedes Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten ist als ein längliches Element geformt ist und weist einen mittleren Abschnitt auf, der auf der Widerstandsplatte vorgesehen ist, und zwei Seitenabschnitte aufweist, die an der Widerstandsplatte derart vorgesehen sind, dass sie den mittleren Abschnitt einschließen, betrachtet in einem Querschnitt, der zu einer Längsrichtung des länglichen Elements rechtwinklig angeordnet ist. Der mittlere Abschnitt ist aus dem zweiten Metallwerkstoff und jeder der Seitenabschnitte aus dem ersten Metallwerkstoff gebildet.
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In einer beispielhaften Ausgestaltung der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung enthält der zweite Metallwerkstoff 95% oder mehr Masse an Gold (Au).
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Die Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung kann derart gestaltet sein, dass der zweite Metallwerkstoff einen Glasbestandteil enthält.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung kann der erste Metallwerkstoff Gold (Au) enthalten.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der Erfindung ist jedes Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten aus dem ersten Metallwerkstoff, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) enthält, und dem zweiten Metallwerkstoff, der Gold (Au) als Hauptbestandteil enthält, und wenigstens ein Abschnitt in jedem Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, ist aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet. Es ist daher möglich, eine Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung bereitzustellen, die selbst dann ausreichende Gegenmittel gegen Beeinträchtigung und Korrosion aufweist, wenn ein Kraftstoff verwendet wird, der eine große Menge eines Schwefelbestandteils enthält, oder irgend eines von vielen Kraftstoffgemischen verwendet wird. D. h., obwohl ein geringer Abrieb an dem elektrisch leitenden Segment oder dem Kontaktpunkt aufgrund der Gleitbewegung zwischen diesen fortschreitet, wird Gold (Au), das von dem zweiten Metallwerkstoff aufgrund des Abriebs des zweiten Metallwerkstoffs abgetrennt wird, an eine Gleitschicht übertragen. Der Transfer des Goldes (Au) tritt an einem Abschnitt zwischen dem elektrisch leitenden Segment und dem Kontaktpunkt auf. Der Transfer des Goldes (Au) an die Gleitschicht verhindert eine Schädigung aufgrund von Schwefelung des Schwefelbestandteils, Korrosion, Oxidation oder dergleichen, so dass die Leitfähigkeit des Kontakts zwischen dem elektrisch leitenden Segment und dem Kontaktpunkt ausreichend aufrechterhalten bleibt, und dadurch ein Kontaktfehler des Kontaktpunkts verhindert werden kann. Da es nicht notwendig ist, Gold (Au) für die Gesamtheit jedes elektrisch leitenden Segments zu verwenden, kann die Verbrauchsmenge von Gold (Au) auf eine geringere Menge als bisher verringert werden. Die Materialkosten können folglich verringert werden, so dass die Herstellungskosten der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung verringert werden können.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die oben beschriebenen Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die detaillierte Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlicher, wobei
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1 ein elektrisches Blockschaltbild ist, das ein strukturelles Beispiel eines Sensors, der bei einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung oder dem Stand der Technik verwendet wird, erklärend zeigt;
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2 eine schematische Ansicht ist, die ein strukturelles Beispiel einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung oder dem Stand der Technik erklärend zeigt;
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3 eine schematische Ansicht ist, die ein strukturelles Beispiel eines Regelwiderstands in einem Sensor gemäß der Erfindung oder dem Stand der Technik erklärend zeigt;
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4A und 4B schematische Ansichten sind, die ein strukturelles Beispiel eines elektrisch leitenden Segments der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung erklärend darstellen, wobei 4A eine Teilexplosionsdarstellung des elektrisch leitenden Segments und 4B ein Querschnitt des elektrisch leitenden Segments entlang der Linie IVa-IVa von 4A ist, und
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5A und 5B schematische Ansichten sind, die ein strukturelles Beispiel eines elektrisch leitenden Segments in der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform darstellen, wobei 5A eine Teilexplosionsdarstellung des elektrisch leitenden Segments und 5B ein Querschnitt des elektrisch leitenden Segments entlang der Linie Va-Va von 5A ist.
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Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend im Detail beschrieben. Auf eine Seite einer Widerstandplatte, auf der ein elektrisch leitendes Muster ausgebildet ist, wird in den Beschreibungen der Erfindung als „obere Seite” Bezug genommen.
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Eine Basisstruktur einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung wurde oben bei den Beschreibungen zu dem Stand der Technik unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 im Detail beschrieben. Sie wird jedoch nachfolgend nochmals beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, weist der Sensor 2 der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung 1 den Regelwiderstand 3 auf, dessen Widerstandswert sich bei einem Prozess verändert, bei dem sich Kontaktpunkte 19 und 20 (nachfolgend beschrieben) im Zusammenwirken mit der Niveauveränderung eines Flüssigkeitsniveaus in einem flüssigkeitsdichten Behälter T bewegen. Der Regelwiderstand 3 ist seriell mit dem Festwiderstand 7 und mit dem Stromversorgungsschaltkreis 4, der eine vorbestimmte Spannung an den Regelwiderstand 3 und den Festwiderstand 7 abgibt, verbunden.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, weist der Sensor 2 einen Basisrahmen 12, die Widerstandsplatte 13 und das Gleiteinheitkontaktelement 14a, die an dem Basisrahmen 12 befestigt sind, auf. Ein Basisendabschnitt des Schwimmerarms 11, der den an seinem Endabschnitt befestigten Schwimmer 10 aufweist, der auf einem Flüssigkeitsniveau aufgrund einer Auftriebskraft der Flüssigkeit schwimmen kann, ist mit dem Gleiteinheitkontaktelement 14 verbunden. Die Widerstandsplatte 13 des Sensors 2 ist mit dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 und dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 versehen. Die zwei elektrisch leitenden Muster 15 und 16 sind derart angeordnet, dass sie Bogenformen bilden, die um die Drehwelle 21 des Schwimmerarms 11 derart zentriert sind, dass sie zueinander parallel sind. Der elektrisch leitende Abschnitt 17 zur Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des ersten elektrisch leitenden Musters 15 verbunden und der elektrisch leitende Abschnitt 18 zur Ein-/Ausgabe ist mit einem Ende des zweiten elektrisch leitenden Musters 16 verbunden.
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Das erste elektrisch leitende Muster 15 ist aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a, die in der Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und dem Widerstand 15b, der die mehreren elektrisch leitenden Segmente 15a miteinander elektrisch leitend verbindet, gebildet. Ferner ist das zweite elektrisch leitende Muster 16 aus einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 16a, die in der Umfangsrichtung der Bogenform in einem vorbestimmten Intervall angeordnet sind, und dem Widerstand 16b, der die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 16a miteinander elektrisch leitend verbindet, gebildet. Jedes elektrisch leitende Segment 15a und 16a wird durch ein längliches Element gebildet und ist zu den benachbarten elektrisch leitenden Segmenten im Wesentlichen parallel angeordnet. Das erste elektrisch leitende Muster 15 und das zweite elektrisch leitende Muster 16 sind getrennt voneinander angeordnet.
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Das Gleiteinheitkontaktelement 14 weist zwei Rahmenkörper auf, die um den Basisendabschnitt des Schwimmerarms 11 koaxial zueinander angeordnet sind, und die zwei Rahmenkörper sind jeweils mit Kontaktpunkten 19 und 20 versehen und elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Drehwelle 21, die an dem Basisendabschnitt des Schwimmerarms 11 angeordnet ist, ist mit dem Gleiteinheitkontaktelement 14 verbunden.
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Der Schwimmerarm 11 dreht in Richtung des Pfeils Y von 3 um die Drehwelle 21, als Drehachse, zusammen mit der Bewegung des Schwimmers 10, der auf einem Flüssigkeitsniveau schwimmt, wobei der Schwimmer 10 sich von einem Stand des Flüssigkeitsniveaus bei einem vollgetankten Zustand entsprechend dem Wert der verbrauchten Flüssigkeit nach unten bewegt. Zusammen mit der Drehung des Schwimmerarms 11 dreht das Gleiteinheitkontaktelement 14 in Richtung des Pfeils Y von 3. Durch die Drehbewegung des Gleiteinheitkontaktelements 14 wird der Kontaktpunkt 19 mit den elektrisch leitenden Segmenten 15a, die an dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 angeordnet ist, während er auf diesen gleitet, in Kontakt gebracht und der Kontaktpunkt 20 wird mit den elektrisch leitenden Segmenten 16a, die auf dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 angeordnet sind, während er auf diesen gleitet, in elektrisch leitenden Kontakt gebracht. Daher wird die Länge des Widerstands 15b, der in einem Schaltkreis angeordnet ist, der zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem ersten elektrisch leitenden Muster 15 verbunden ist, und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe, der mit dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 verbunden ist, angeordnet ist, derart verändert, dass sich ein Widerstandswert des Schaltkreises verändert (D. h., der Widerstandswert des Regelwiderstands 3 von 1 verändert sich). Der Regelwiderstand 3 wird also aus dem ersten elektrisch leitenden Muster 15, dem zweiten elektrisch leitenden Muster 16 und dem Gleiteinheitkontaktelement 14 gebildet.
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Wenn eine Spannung an dem Regelwiderstand 3 anliegt, stellt der Sensor 2 ein elektrisches Potenzialdifferenz zwischen dem elektrisch leitenden Abschnitt 17 für die Ein-/Ausgabe und dem elektrisch leitenden Abschnitt 18 für die Ein-/Ausgabe fest und leitet das erfasste Signal an einen Verarbeitungsschaltkreis 5 weiter und der Verarbeitungsschaltkreis 5 zeigt die Restmenge der Flüssigkeit auf einer Anzeigeeinheit, beispielsweise einem Messinstrument oder dergleichen, mittels analoger Darstellung oder eines Balkendiagramms auf der Basis des Ausgabesignals des Sensors 2 an. Ferner kann ein Festwiderstand an einem Verkabelungsanschluss mit dem Verarbeitungsschaltkreis 5 in dem Messinstrument 6 vorgesehen sein.
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Gemäß der Erfindung ist jedes Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a und 16a, die das erste elektrisch leitende Muster 15 und das zweite elektrisch leitende Muster 16 bilden, aus einem ersten Metallwerkstoff, der wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd), und einem zweiten Metallwerkstoff, der Gold (Au) als Hauptbestandteil enthält, gebildet. Wenigstens ein Abschnitt, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, ist an jedem Segment der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a und 16a aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet.
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Die 4A und 4B sind schematische Ansichten, die ein strukturelles Beispiel eines elektrisch leitenden Segments einer ersten Ausführungsform der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung erklärend darstellen. 4A ist eine Teilexplosionsdarstellung des elektrisch leitenden Segments und 4B ist ein Querschnitt des elektrisch leitenden Segments entlang einer Linie IVa-IVa von 4A.
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Wie in den 4A und 4B dargestellt, ist jedes elektrisch leitende Segment 15a durch ein längliches Element dargestellt, das, im Querschnitt rechtwinklig zu der Längsrichtung des länglichen Elements betrachtet, eine ungefähre Bogenform bzw. Halbkreisform bildet, die einen Abschnitt in Bogenform umfasst. Das elektrisch leitende Segment 15a weist einen mittleren Abschnitt 151, der mit der Widerstandsplatte 14 in Kontakt steht, und Seitenabschnitte 153 auf, die den mittleren Abschnitt 151 einschließen und mit der Widerstandsplatte 14 in Kontakt stehen. Bei der ersten Ausführungsform ist der mittlere Abschnitt 151, der einen Abschnitt, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht wird, darstellt, aus dem zweiten Metallwerkstoff und jeder Seitenabschnitt 153 aus dem ersten Metallwerkstoff gebildet.
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Da der erste Metallwerkstoff zumindest aus Silber (Ag) und Palladium (Pd) gebildet ist, ist es möglich, die Härte des elektrisch leitenden Segments 15a derart zu verbessern, dass dessen Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung sichergestellt ist, und ein elektrisch leitendes Muster zu bilden, das eine sehr gute Leitfähigkeit aufweist.
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Gemäß der Erfindung kann Gold (Au) zu dem ersten Metallwerkstoff hinzugegeben werden. Durch Hinzufügen von Gold (Au) zu dem ersten Metallwerkstoff ist es möglich, die Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung zu erreichen, die bezüglich Verschleiß und Korrosionseigenschaften hinsichtlich eines Kraftstoffs, beispielsweise Benzin oder dergleichen, besser ist.
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Der erste Metallwerkstoff kann jegliche andere Metallwerkstoffe enthalten, solange die Wirkung gemäß der Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Als beliebige andere Metallwerkstoffe können beispielsweise Kobalt (Co), Nickel (Ni), Ruthenium (Ru), Kupfer (Cu), Platin (Pt) und dergleichen genannt werden. Hinsichtlich der oben genannten Metallwerkstoffe ist es möglich, ein einziges oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Metallwerkstoffen zu verwenden.
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Der zweite Metallwerkstoff weist Gold (Au) als Hauptbestandteil auf und es ist bevorzugt, wenn der zweite Metallwerkstoff massemäßig zu 95% oder mehr aus Gold (Au) besteht und es ist insbesondere vorzuziehen, wenn der zweite Metallwerkstoff massemäßig zu 98% oder mehr Gold (Au) enthält. Da der zweite Metallwerkstoff massemäßig zu 95% oder mehr aus Gold (Au) besteht, ist es möglich, die Wirkung gegen Verschleiß und Korrosion ausreichend zu verbessern.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn der zweite Metallwerkstoff einen Glasbestandteil enthält. Das Vorhandensein der Glaskomponente bewirkt eine Erhöhung der Härte des elektrisch leitenden Segments. Als Glaskomponente können Borosilikatglas, Bismutoxid oder dergleichen genannt werden.
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Gemäß der Erfindung kann der zweite Metallwerkstoff jeglichen anderen Metallwerkstoff enthalten, solange die von der Erfindung angestrebte Wirkung nicht beeinträchtigt wird. Als Metallwerkstoffe können beispielsweise Kobalt (Co), Nickel (Ni), Ruthenium (Ru), Kupfer (Cu), Platin (Pt), Palladium (Pd) und dergleichen aufgezählt werden. Hinsichtlich der oben genannten Metallwerkstoffe ist es möglich, diese unabhängig voneinander oder als Gemisch aus zwei oder mehr Metallwerkstoffen zu verwenden. Es ist vorteilhaft, wenn der zweite Metallwerkstoff massemäßig zu 5% oder weniger eines weiteren Werkstoffs oder anderer Werkstoffe enthält.
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Als ein Verfahren zum Formen des elektrisch leitenden Segments 15a (des elektrisch leitenden Musters 15 insgesamt) der ersten Ausführungsform wird zunächst Pulver des ersten Metallwerkstoffs mit einem Lösemittel und einem Bindemittel vermischt, um eine Mischung in pastöser Form zu erzeugen, und dann die Mischung in pastöser Form auf die Widerstandplatte 14 durch Siebdruck oder dergleichen aufzudrucken und dann ein Trocknungsverfahren auszuführen. Zu diesem Zeitpunkt wird der erste Metallwerkstoff, der aus der Mischung in pastöser Form besteht, auf einen Abschnitt gedruckt, der den mittleren Abschnitt 151, der aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet wird, ausschließt. Die Pulver des zweiten Metallwerkstoffs werden dann mit einem Lösemittel und einem Bindemittel vermischt, um eine Mischung in pastöser Form zu erhalten, die dann auf die Widerstandsplatte 13 an Abschnitten des mittleren Abschnitts 151 der jeweiligen elektrisch leitenden Segmente durch Siebdruck oder dergleichen aufgedruckt wird. Dann wird ein Trocknungsverfahren ausgeführt. Schließlich wird durch Brennen der gesamten Widerstandsplatte 13 das elektrisch leitende Muster 15, in dem mehrere elektrisch leitenden Segmente 15a angeordnet sind, gebildet, wobei jedes elektrisch leitende Segment 15a derart ausgebildet ist, dass es den mittleren Abschnitt 151, der aus dem zweiten Metallwerkstoff ausgebildet ist, und die Seitenabschnitte 153, die aus dem ersten Metallwerkstoff gebildet sind und jeweils beidseitig des mittleren Abschnitt 151 angeordnet sind, aufweist.
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Gemäß der ersten Ausführungsform wird Gold (Au), das von dem zweiten Metallwerkstoff aufgrund Abrieb des zweiten Metallwerkstoffs abgetrennt wird, in eine Gleitfläche zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und den Kontaktpunkt 19 übertragen, so dass die Verschlechterung aufgrund von Schwefelung der Schwefelkomponente, Korrosion, Oxidation oder dergleichen verhindert werden kann, wobei die Leitfähigkeit des Kontakts zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und dem Kontaktpunkt 19 ausreichend aufrechterhalten werden kann, und wodurch ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts verhindert werden kann. Das durch den Gleitkontakt abgetragene Gold (Au) wird ferner an den Kontaktpunkt 19 übertragen, was dazu beiträgt, dass ein Ausfall des Kontaktpunkts verhindert wird. Durch Formen der Seitenabschnitte 153 aus dem ersten Metallwerkstoff kann der Abriebwiderstand aller elektrisch leitenden Segmente 15a verbessert werden. Ferner ist es, da Gold (Au) nicht für die Gesamtheit der elektrisch leitenden Segmente 15a verwendet wird, möglich, die Verbrauchsmenge an Gold (Au) gegenüber dem bisherigen Stand zu verringern.
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Die 5A und 5B sind schematische Ansichten, die ein strukturelles Beispiel eines elektrisch leitenden Segments einer Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung gemäß einer zweiten nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform erklärend darstellen. 5A ist eine Teilexplosionsdarstellung des elektrisch leitenden Segments und 5B ist ein Querschnitt des elektrisch leitenden Segments entlang der Linie Va-Va von 5A. Wie in den 5A und 5B dargestellt, ist jedes elektrisch leitende Segment 15a aus einem länglichen Element gebildet und weist eine ungefähre Halbkreisform bzw. Bogenform auf, die, in einem Querschnitt rechtwinklig zu der Längsrichtung des länglichen Elements aus betrachtet, einen Abschnitt in Bogenform umfasst. Jedes elektrisch leitende Segment 15a besteht aus einem Basisabschnitt 157, der mit der Widerstandsplatte 14 in Kontakt gebracht wird, und einem äußersten Endabschnitt 155, der auf dem oberen Abschnitt des Basisabschnitts 157 angeordnet ist. Bei der zweiten Ausführungsform sind der Basisabschnitt 157 aus dem ersten Metallwerkstoff und der äußerste Endabschnitt 155, der einen Abschnitt darstellt, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet.
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Bei der zweiten Ausführungsform können der erste Metallwerkstoff und der zweite Metallwerkstoff gleich dem ersten Metallwerkstoff und dem zweiten Metallwerkstoff der ersten Ausführungsform sein.
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Bei einem Verfahren zum Bilden der elektrisch leitenden Segmente (des gesamten elektrisch leitenden Musters 15) der zweiten Ausführungsform werden zunächst die Pulver des ersten Metallwerkstoffs mit einem Lösemittel und einem Bindemittel vermischt, um ein pastöses Gemisch zu erzeugen. Das pastöse Gemisch wird danach mittels Siebdruck oder dergleichen auf die Widerstandsplatte 13 gedruckt und danach wird ein Trocknungsverfahren ausgeführt.
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Dann werden die Pulver des zweiten Metallwerkstoffs mit einem Lösemittel und einem Bindemittel vermischt, um eine pastöse Mischung zu erzeugen, die dann auf die Widerstandsplatte 13 an Abschnitten des mittleren Abschnitts 151 der jeweiligen elektrisch leitenden Segmente mittels Siebdruck oder dergleichen von oben aus aufgedruckt wird. Dann wird ein Trocknungsverfahren ausgeführt.
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Schließlich wird durch Brennen der gesamten Widerstandsplatte 15 das elektrisch leitende Muster 15, in dem die Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten 15a angeordnet sind, gebildet. Jedes elektrisch leitende Segment 15a ist derart ausgebildet, dass es den Basisabschnitt 157, der aus dem ersten Metallwerkstoff gebildet ist, und den äußersten Endabschnitt 155, der aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet ist und auf den oberen Abschnitt des Basisabschnitts 157 aufgebracht ist, aufweist.
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Gemäß der zweiten Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, Gold (Au), das von dem zweiten Metallwerkstoff aufgrund von Abrieb des zweiten Metallwerkstoffs, der den äußersten Endabschnitt 155 bildet, abgetragen, an eine Gleitfläche zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und dem Kontaktpunkt 19 transferiert, wodurch die Verschlechterung aufgrund Schwefelung der Schwefelkomponente, Korrosion, Oxidation oder dergleichen verhindert werden kann und die Leitfähigkeit des Kontakts zwischen den elektrisch leitenden Segmenten 15a und dem Kontaktpunkt 19 ausreichend aufrechterhalten bleiben kann und wodurch ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts verhindert werden kann. Ferner wird das abgetragene Gold (Au) auch an den Kontaktpunkt 19, an dem ein Abtrag erfolgte, transferiert, was dazu beiträgt, dass ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts verhindert wird. Durch Bilden des Basisabschnitts 157 aus dem ersten Metallwerkstoff kann ferner der Abriebwiderstand der gesamten elektrisch leitenden Segmente 15a verbessert werden. Da Gold (Au) nicht für die Gesamtheit der elektrisch leitenden Segmente 15a verwendet wird, ist es ferner möglich, die Verbrauchsmenge an Gold (Au) gegenüber dem bisherigen Stand zu verringern.
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Bei der Lösung nach der Erfindung ist es ferner vorteilhaft, dass jedes der elektrisch leitenden Segmente 16a, die zusammen das zweite elektrisch leitende Muster 16 bilden, aus dem ersten Metallwerkstoff gebildet ist, das wenigstens Silber (Ag) und Palladium (Pd) als Hauptbestandteil enthält, und dass der zweite Metallwerkstoff, der aus Gold (Au) als Hauptbestandteil, wie zu der ersten Ausführungsform beschrieben, besteht und wenigstens ein Abschnitt jedes Segments der Mehrzahl von elektrisch leitenden Segmenten, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt gebracht werden soll, aus dem zweiten Metallwerkstoff gebildet ist. Es ist daher möglich, die Wirkung gegen Verschlechterung und die Antikorrosionseigenschaften der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung weiter zu verbessern und die Herstellungskosten zu verringern.
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Hinsichtlich der Kontaktpunkte 19 und 20 ist es möglich, eine Silber-Palladium(AgPd)-Legierung, eine Silber-Kupfer(AgCu)-Legierung, eine Silber-Nickel(AgNi)-Legierung, eine Silber-Kupfer-Nickel(AgCuNi)-Legierung oder dergleichen zu verwenden. Die Kontaktpunkte 19 und 20 werden derart hergestellt, dass eine Schmelze der Legierung (Rohblock) hergestellt wird, wobei eine Stange oder ein Drahtmaterial aus dem Rohblock gebildet wird und das Ziehen eines Strangs mittels eines Ziehwerkzeugs danach ausgeführt wird und dann ein Pressen (Kaltpressen) einer Stange oder Drahtes, der eine vorbestimmte Dicke aufweist, ausgeführt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung haftet Gold (Au), das durch Abrieb vom zweiten Metallwerkstoff, der mit dem Kontaktpunkt in Kontakt steht, abgetragen wurde, auch an den Kontaktpunkten 19 und 20, an denen durch Gleiten ein Abtrag erfolgte, so dass ein Kontaktausfall des Kontaktpunkts durch die Wirkung, ähnlich der oben beschriebenen, verhindert werden kann.
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Da die Verbrauchsmenge von teuerem Gold verringert werden kann, können ferner die Werkstoffkosten der jeweiligen Elemente verringert werden, und daher ist es möglich, einen Anstieg der Herstellungskosten der Flüssigkeitsstanderfassungsvorrichtung zu vermeiden.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene erste Ausführungsform beschränkt und Veränderungen, Abänderungen oder dergleichen können, wenn nötig, erfolgen. Im Übrigen sind der Werkstoff, die Form und die Größe jedes Bauteils, die Anzahl an Bauteilen, die Anordnungsposition jedes Bauteils und dergleichen willkürlich, so lange die Lehre der Erfindung verwirklicht werden kann, es also keine Einschränkung gibt.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2011-012181 , die am 24. January 2011 eingereicht wurde, deren Inhalt durch Bezugnahme hier einbezogen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flüssigkeitstanderfassungsvorrichtung
- 2
- Sensor
- 3
- Regelwiderstand
- 4
- Stromversorgungsschaltkreis
- 5
- Verarbeitungsschaltkreis
- 6
- Messinstrument
- 7
- Festwiderstand
- 10
- Schwimmer
- 11
- Schwimmerarm
- 12
- Basisrahmen
- 13
- Widerstandsplatte
- 14
- Gleiteinheitkontaktelement
- 15
- erstes elektrisch leitendes Muster
- 15a
- elektrisch leitendes Segment
- 15b
- Widerstand
- 16
- zweites elektrisch leitendes Muster
- 16a
- elektrisch leitendes Segment
- 17
- elektrisch leitender Abschnitt zur Ein-/Ausgabe
- 18
- elektrisch leitender Abschnitt zur Ein-/Ausgabe
- 19, 20
- Kontaktpunkt
- 151
- mittlerer Abschnitt
- 153
- Seitenabschnitt
- 155
- Scheitelabschnitt
- 157
- Basisabschnitt
