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Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmessvorrichtung, wie sie z.B. in einem Kraftfahrzeug in einem Kraftstofftank oder einem Ölbehälter bereitgestellt sein kann. Die Füllstandsmessvorrichtung weist ein Messrohr auf, in welchem ein Flüssigkeits-Füllstand sich entsprechend dem Füllstand des Behälters selbst verändert. Damit Luft aus dem Messrohr entweichen kann, ist an dessen oberen Ende eine Entlüftungsöffnung vorgesehen. Zu der Erfindung gehört auch eine Abdeckvorrichtung für ein solches Messrohr.
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Für einen Füllstandssensor, speziell für einen Ultraschallbasierten Füllstandssensor, ist es in einem Kraftfahrzeug wichtig, für die Messung ein beruhigtes, teilweise vom restlichen Fluidraum abgetrenntes Messvolumen bereitzustellen. Dies wird mittels eines Messrohrs erreicht, welches in dem zu überwachenden Tank oder Behälter angeordnet wird und von einem unteren, offenen Rohrende mit der Flüssigkeit volllaufen kann. Normalerweise ist das Messrohr dazu zylinderförmig und im Wesentlichen vertikal in dem Behälter ausgerichtet. Damit der Flüssigkeits-Füllstand innerhalb des Messvolumens des Messrohrs auch dem Füllstand außerhalb entspricht, sind mindestens eine Befüllöffnung am unteren Ende und mindestens eine Entlüftungsöffnung am oberen Rohrende notwendig, damit die Flüssigkeit nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren in dem Messrohr aufsteigen kann.
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Das obere Rohrende des Messrohrs kann dabei von einer Deckenwandung verschlossen sein und die benötigte zumindest eine Entlüftungsöffnung zur Seite, quer zur Längsachse des Messrohrs in einen Randbereich oder Endbereich des zylindersförmigen Messrohrs selbst vorgesehen sein. Hierdurch kann es aber am oberen Rohrende des Messrohrs zur Bildung einer Luftblase kommen, die von der steigenden Flüssigkeit nicht mehr verdrängt werden kann, sondern eingeschlossen wird und somit die Messung des Füllstands verfälscht.
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Verstärkt werden kann dieser Effekt noch dadurch, dass um das Messrohr ein weiteres Außenrohr angeordnet sein kann, um ein Schwappen der Flüssigkeit im Inneren des Messrohrs noch weiter zu verringern. Ein Grund für den Einschluss einer Luftblase am oberen Rohrende des Messrohrs kann sein, dass die kapillare Steighöhe der Flüssigkeit im Endbereich des Rohres nahe der Entlüftungsöffnung höherer sein kann als im eigentlichen Messvolumen im Inneren des Messrohrs selbst und somit die Flüssigkeit im vorgelagerten Volumen des Außenrohrs die Entlüftungsöffnung verschließt, bevor die Luft vollständig aus dem Endbereich des Messrohrs verdrängt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei steigendem Flüssigkeit-Füllstand in einem Messrohr, das durch eine Deckenwandung am Rohrende verschlossen und eine Entlüftungsöffnung aufweist, für ein zuverlässiges Entweichen der Luft zu sorgen.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren beschrieben.
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Durch die Erfindung ist eine Füllstandsmessvorrichtung bereitgestellt, die zum Beispiel dazu eingerichtet sein kann, einen Füllstand eines flüssigen Kraftstoffs, zum Beispiel Benzin oder Diesel, in einem Kraftstofftank oder einen Füllstand eines Motoröls oder Wassers in einem Vorratsbehälter zu ermitteln. Die Füllstandsmessvorrichtung weist ein Messrohr auf, welches in der beschriebenen Weise senkrecht oder schräg in einem Tank oder Behälter angeordnet sein kann, dessen Füllstand ermittelt werden soll. Hierdurch steht im Inneren des Messrohrs ein Messvolumen bereit, das von Wellenbewegungen an der Oberfläche der Flüssigkeit in dem Tank oder Behälter nur in vermindertem Maße beeinträchtigt oder betroffen ist.
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Die Füllstandsmessvorrichtung weist des Weiteren eine Abdeckvorrichtung zum Abdecken eines Randes oder Rohrendes des Messrohrs auf. Die Abdeckvorrichtung ist für das in der beschriebenen Anordnung oben angeordnete Rohrende des Messrohrs vorgesehen. Durch die Abdeckvorrichtung ist das Rohrende verschlossen oder abgedeckt. Die Abdeckvorrichtung kann hierbei einteilig mit dem Messrohr ausgebildet sein, zum Beispiel durch Ausbilden des Messrohrs mit der Abdeckvorrichtung als Spritzguss-Bauteil. Die Abdeckvorrichtung kann aber auch als Aufsatz oder Deckelelement für das Rohrende des Messrohrs ausgestaltet und auf das Messrohr aufgesetzt oder aufmontiert sein.
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Zum Entweichen-Lassen von Luft ist in einem an das Rohrende angrenzenden Endbereich des Messrohrs eine Entlüftungsöffnung zum Entlüften des Messrohrs bei in dem Messrohr steigendem Flüssigkeit-Füllstand vorgesehen. Mit anderen Worten kann die im Inneren des Rohres enthaltene Luft aus der Entlüftungsöffnung ausströmen, während Flüssigkeit in das Messrohr zum Beispiel vom unteren Rohrende des Messrohrs her einströmt. Es können auch mehrere Entlüftungsöffnungen vorgesehen sein. Im Folgenden ist der Übersichtlichkeit halber nur eine Entlüftungsöffnung beschrieben.
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Damit nun verhindert ist, dass bei in dem Messrohr steigendem Flüssigkeit-Füllstand eine Luftblase unterhalb der Abdeckvorrichtung eingeschlossen und hierdurch der Flüssigkeits-Füllstand im Inneren des Messrohrs ein anderer als außerhalb des Messrohrs ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abdeckvorrichtung einen Fortsatz oder ein Verdrängungselement aufweist. Dieses Verdrängungselement ragt in das Messrohr hinein und zwar ausgehend von dem Rohrende, an welchem die Abdeckvorrichtung angeordnet ist. Damit ist also das Verdrängungselement in dem Endbereich innerhalb des Messrohrs angeordnet. Das Verdrängungselement stellt für die bessere Entlüftung des Messrohrs an der Unterseite der oberen Abschlussfläche oder der Abdeckvorrichtung somit eine zusätzliche Geometrie dar, die einen Großteil der Abschlussfläche, d.h. des Querschnitts des Rohrendes, abdeckt und in das Messvolumen, d.h. in das Messrohr, hineinragt.
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Bildet man einen Querschnitt senkrecht zu einer Längsachse des Messrohrs, so ist aufgrund des Körpers oder des Materials des Verdrängungselements ein lichter Querschnitt, also der Querschnitt, der von Luft und Flüssigkeit eingenommen werden kann, in dem Endbereich aufgrund des Verdrängungselements kleiner als ein korrespondierender lichter Querschnitt des Messrohrs jenseits des Endbereichs, also z.B. in der Mitte oder allgemein in dem an den Endbereich angrenzenden Bereich, wo das Verdrängungselement fehlt. Das Verdrängungselement kann zum Beispiel als eine Halbkugel oder als ein Kugelsegment oder ein Kegel oder ein Kegelstumpf oder ein Segment eines Paraboloids oder Ellipsoids ausgeformt oder geformt sein und von der Abdeckvorrichtung ausgehend in das Messrohr hineinragen. Die Form muss dabei nicht kreissymmetrisch sein, sondern es kann zum Beispiel auch die Form einer Pyramide vorgesehen sein. Das Verdrängungselement kann somit auch pyramidenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgestaltet sein.
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Aufgrund des Verdrängungselements sammelt sich die von der in dem Messrohr aufsteigenden Flüssigkeit verdrängte Luft nicht als eine einzelne große Blase im Endbereich des Messrohrs, um von dort durch die Entlüftungsöffnung auszuströmen, sondern das in die Luftblase hineinragende Verdrängungselement formt diese Luftblase zunächst in einen Ring und bei weiter steigender Flüssigkeit unterteilt sie sie in eine Mehrzahl kleinerer Luftblasen, die leichter aus dem Messvolumen durch die Entlüftungsöffnung verdrängt werden können. Zudem ist durch das Verdrängungselement das Luftvolumen im Endbereich des Messrohrs verringert, sodass prinzipiell weniger Luft überhaupt aus dem Endbereich verdrängt oder entlüftet werden muss. Zudem ergibt sich an dem Verdrängungselement ein Kapillareffekt aufgrund von Adhäsionskräften oder den Benetzungseffekt, der zwischen der Innenwandung des Messrohrs und dem Verdrängungselement zum Tragen kommt, wodurch die Verdrängung der Luft aus dem Endbereich begünstigt wird, da die Flüssigkeit sich auch an dem Verdrängungselement zum Rohrende hin aufrichtet.
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Zu der Erfindung gehören auch vorteilhafte Weiterbildungen, durch deren Merkmale sich zusätzliche Vorteile ergeben.
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Bevorzugt ist das Verdrängungselement bezüglich einer Längsachse des Messrohrs, d.h. bei senkrecht angeordnete Messrohr der bestimmungsgemäßen Steigachse der Flüssigkeit, asymmetrisch ausgestaltet. In Bezug auf die beschriebene Form einer Halbkugel oder eines Kugelsegments oder eines Kegels oder eines Kegelstumpfs oder eines Segment eines Paraboloids oder Ellipsoids kann diese Asymmetrie zum Beispiel durch eine Scherung der Form erreicht werden, sodass sich zum Beispiel ein schräger Kegel oder Kegelstumpf ergibt. Es kann auch eine Form eines Zylinders mit schräger Stirnfläche oder Unterseite vorgesehen sein. Durch eine asymmetrische Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass eine verbleibende Luftmenge zu der Entlüftungsöffnung hin geleitet oder geführt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn ein Abstand des Verdrängungselements zu der Entlüftungsöffnung größer ist als ein Abstand des Verdrängungselements zu einer der Entlüftungsöffnung gegenüber liegenden Wand des Messrohrs. Dies kann mit der beschriebenen asymmetrischen Form erreicht werden. Es wird der Vorteil erreicht, dass zwischen dem Verdrängungselement und der Entlüftungsöffnung keine Engstelle vorhanden ist, an welcher durch den beschriebenen Kapillareffekt die Luft im Messrohr abgeschnürt oder am Austreten aus der Entlüftungsöffnung gehindert werden könnte. Stattdessen entsteht durch den Kapillareffekt zunächst eine Verdrängung des Luftvolumens an der gegenüberliegenden Wand des Messrohrs und von dort ausgehend bei weiter steigendem Flüssigkeits-Füllstand ein Verdrängungseffekt der Luft in Richtung zu Entlüftungsöffnung hin.
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Das Verdrängungselement muss nicht die gesamte Länge des Messrohrs ausfüllen. Vielmehr ist bevorzugt vorgesehen, dass das Verdrängungselement nur in einen kleineren Teil der Gesamtlänge des Messrohrs, insbesondere nur bis zu maximal dem Fünffachen des Abstands, den eine dem Rohrende abgewandten Unterkante der Entlüftungsöffnung zum Rohrende hin aufweist, in das Messrohr hineinragt. Bevorzugt ragt das Verdrängungselement nur bis zum dreifachen dieses Abstands in das Messrohr hinein. Mindestens ist aber bevorzugt vorgesehen, dass das Verdrängungselement bis zu der Unterkante der Entlüftungsöffnung selbst hineinragt, also entlang der Längsachse bis Abstand der Unterkante der Entlüftungsöffnung selbst in das Messrohr hineinragt. Hierdurch kann das Verdrängungselement die Oberfläche der Flüssigkeit im Messrohr in der beschriebenen Weise beeinflussen oder einstellen.
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Um an der Abdeckvorrichtung das Verdrängungselement am Rohrende bereitzustellen, kann das Verdrängungselement als massives Spritzgussteil und damit als Bestandteil der Abdeckvorrichtung ausgestaltet sein. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass eine Deckenwandung der Abdeckvorrichtung eingebeult oder verbogen oder ausgedrückt wird, sodass das Verdrängungselement als Ausbuchtung der das Rohrende verschließenden Deckenwandung ausgestaltet ist. Hierdurch ergibt sich kein zusätzlicher Materialbedarf.
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Wie bereits ausgeführt, kann das Messrohr von einem koaxial zu dem Messrohr angeordneten Außenrohr umgeben sein, so dass sich zwischen dem Messrohr und dem Außenrohr ein weiteres Volumen ergibt, also ein weiterer Hohlraum, in welchem Flüssigkeit aufsteigen kann. Die Entlüftungsöffnung des Messrohrs mündet dann also in diesen Hohlraum des Außenrohrs. Von dort kann es dann durch eine weitere Entlüftungsöffnung aus dem Außenrohr entweichen. Hierbei ist dann bevorzugt vorgesehen, dass die weitere Entlüftungsöffnung im Außenrohr in Umfangsrichtung um einen Versatzwinkel versetzt zu der Entlüftungsöffnung des Messrohrs selbst angeordnet ist. Der Versatzwinkel ist insbesondere größer als 90 Grad und weist bevorzugt einen Wert im Bereich von 170 Grad bis 180 Grad auf und ist somit der Entlüftungsöffnung des Messrohrs gegenüber angeordnet. Hierdurch ist der beschriebene Beruhigungseffekt der Oberfläche der Flüssigkeit im Messrohr maximiert.
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Um nun im Messrohr den Flüssigkeit-Füllstands zu messen, kann die Füllstandsmessvorrichtung einen Ultraschallwandler aufweisen, d.h. eine Ultraschallquelle, die auch als Ultraschallsensor betrieben werden kann. Der Ultraschallwandler ist an einem dem beschriebenen (oberen) Rohrende (welches das Verdrängungselement aufweist) gegenüber angeordneten weiteren Rohrende des Messrohrs angeordnet, also dem in der bestimmungsgemäßen Anordnung unteren Rohrende. Der Ultraschallwandler ist entsprechend dazu eingerichtet, Ultraschall in das Messrohr hin zu der Abdeckvorrichtung an dem anderen Rohrende abzustrahlen. An der Oberfläche der in dem Messrohr befindlichen Flüssigkeit ergibt sich dann ein Reflexionseffekt, sodass mittels des Ultraschallwandlers ein Ultraschall-Echo empfangen wird, dessen Laufzeit oder Empfangszeit von dem Flüssigkeit-Füllstand abhängt. Eine Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Flüssigkeit-Füllstand in dem Messrohr mittels des Ultraschallwandlers zu ermitteln. Dies kann in einer aus dem Stand der Technik bekannte Weise geschehen. Durch das Verdrängungselement ist dabei nun sichergestellt, dass bei vollständig oder über 95 Prozent mit Flüssigkeit gefülltem Messrohr kein falscher Füllstand gemessen wird, wie er sich aufgrund einer eingeschlossenen Luftblase ergeben könnte. Des Weiteren kann das Verdrängungselement dazu genutzt werden, gezielt das Echo auszurichten, indem eine dem Ultraschallwandler zugewandte Oberfläche des Verdrängungselements entsprechend geformt und/oder ausgerichtet ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Form des Verdrängungselements derart ausgestaltet ist, dass das Ultraschall-Messsignal hin zum Ultraschallwandler zurückreflektiert wird, indem das Verdrängungselement zum Beispiel als Kegelstumpf mit zum Ultraschallwandler weisen der Oberfläche ausgestaltet ist. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass eine Reflexion des Ultraschall-Messsignals von dem Ultraschallwandler weg hingerichtet wird, indem das Verdrängungselement beispielsweise als spitzer Kegel oder bezüglich des Ultraschallwandlers schräg ausgerichtete Fläche ausgestaltet ist.
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Wie bereits ausgeführt, kann die Abdeckvorrichtung in einer Ausführungsform mit dem Verdrängungselement als Zusatz-Bauteil für ein Messrohr ausgestaltet sein. Entsprechend sieht die Erfindung auch einzeln die derart ausgestaltet beschriebene Abdeckvorrichtung für die Füllstandsmessvorrichtung vor. Diese Abdeckvorrichtung kann also als Deckel oder Kappe für das Messrohr ausgestaltet sein. Die Abdeckvorrichtung ist also als Deckelelement zum Aufsetzen auf ein Rohrende eines Messrohrs der Füllstandmessvorrichtung ausgestaltet, wobei die Abdeckvorrichtung eine Deckenwandung zum Abdecken oder Verschließen des Rohrendes aufweist. Diese Deckenwandung weist erfindungsgemäß das Verdrängungselement auf oder ist als solches ausgestaltet, welches also im auf das Rohrende aufgesetzten Zustand der Abdeckvorrichtung in einen an das Rohrende angrenzenden Endbereich des Messrohrs hineinragt.
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Die erfindungsgemäße Füllstandsmessvorrichtung ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet, um in der beschriebenen Weise einen Füllstand eines Kraftstofftanks oder eines Ölbehälters oder eines anderen Flüssigkeitsbehälters zu ermitteln.
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Im Folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Füllstandsmessvorrichtung im eingebauten Zustand;
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2 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts eines Endbereichs eines Messrohrs der Füllstandsmessvorrichtung von 1;
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3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts des Endbereich von 2;
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4 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts einer Abdeckvorrichtung der Füllstandsmessvorrichtung von 1;
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5 schematische Darstellungen von Längsschnitten möglicher Verdrängungselemente, die in den Endbereich des Messrohrs durch die Abdeckvorrichtung bereitgestellt sein können.
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Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt symbolisiert ein Kraftfahrzeug 10, in welchem sich ein Tank oder Behälter 11 für eine Flüssigkeit 12 befinden kann. Bei der Flüssigkeit 12 kann es sich zum Beispiel um einen Kraftstoff oder ein Öl oder Wasser handeln. Zum Ermitteln oder Messen eines Flüssigkeits-Füllstands oder kurz Füllstands 13 des Behälters 11 in Bezug auf die Flüssigkeit 12 kann bei dem Behälter 11 eine Füllstandsmessvorrichtung 14 bereitgestellt sein, welche ein Rohrsystem 15 aufweisen kann, dass ein Messrohr oder mehrere koaxiale Rohre aufweisen kann, in welche die Flüssigkeit 12 zum Beispiel durch eine untere Eintrittsöffnung 16 hineinfließen kann.
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Die Füllstandsmessvorrichtung 14 kann des Weiteren einen Ultraschallwandler 17 aufweisen, der durch eine Steuereinrichtung 18 gesteuert werden kann. Die Steuereinrichtung 18 kann hierzu zum Beispiel einen Mikrocontroller oder Mikroprozessor aufweisen. Der Ultraschallwandler 17 kann beispielsweise auf der Basis eines piezoelektrischen Elements gebildet sein. Mittels des Ultraschallwandlers 17 kann die Steuereinrichtung 18 einen Ultraschall in das Rohrsystem 15 abstrahlen. In dem Rohrsystem 15 erzeugt eine Flüssigkeitsoberfläche der in dem Rohrsystem 15 befindlichen Flüssigkeit 12 ein Echo, das mittels des Ultraschallwandlers 17 erfasst werden kann. Anhand der Laufzeit kann durch die Steuereinrichtung 18 der Füllstands 13 ermittelt werden. Zum Anordnen der Füllstandsmessvorrichtung 14 in dem Behälter 11 kann dieser in einem Behälterboden 19 eine Durchgangsöffnung 20 aufweisen, durch welche hindurch das Rohrsystem 15 in den Behälter 11 hineinragen kann. Mittels einer Dichtung 21 kann die Durchgangsöffnung 20 flüssigkeitsdicht verschlossen sein. Eine Längsachse des Messrohrs des Rohrsystems 15 ist bevorzugt senkrecht zum Behälterboden 19 und/oder der Flüssigkeitsoberfläche der Flüssigkeit 12 ausgerichtet.
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Im Folgenden ist anhand von 2 und 3 das Rohrsystem 15 der Füllstandsmessvorrichtung 14 genauer beschrieben. Hierzu zeigt 2 einen Längsschnitt, der in 1 durch II gekennzeichnet ist und durch eine Mittelachse oder Rohrachse oder Längsachse 22 der Rohre des Rohrsystems 15 geht. 3 veranschaulicht einen Querschnitt, der senkrecht zur Längsachse 22 gebildet ist und dessen Verlauf der Schnittachse III in 1 schematisch dargestellt ist.
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Das Rohrsystem 15 kann ein Messrohr 23 und ein zu diesem koaxial angeordnetes Außenrohr 24 aufweisen. Ein oberer Rand oder ein oberes Rohrende 25 des Messrohrs 23 kann durch eine Abdeckvorrichtung 26 verschlossen sein, also zum Beispiel einen Deckel oder eine Stirnwand des Messrohrs 23. Die Abdeckvorrichtung 26 kann hierbei einen Vorsprung oder Fortsatz oder ein Verdrängungselement 27 aufweisen, welches in das Messrohr 23 hineinragt. Der entlang der Längsachse 22 von dem Verdrängungselement 27 durchdrungene Bereich des Messrohrs 23 stellt einen Randbereich oder Endbereich 25‘ des Messrohrs 23 dar.
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Damit Luft 28 bei steigendem Füllstand 13 der Flüssigkeit 12 aus dem Messrohr 23 entweichen kann, ist eine Entlüftungsöffnung 29 bereitgestellt, durch welche die Luft 28 entlang einer Strömungsrichtung 30 aus dem Messrohr 23 in das Außenrohr 24 strömen kann. Der Entlüftungsöffnung 29 des Messrohrs 23 gegenüber angeordnet kann das Außenrohr 24 eine weitere Entlüftungsöffnung 31 aufweisen, durch welche entlang einer Strömungsrichtung 32 die Luft aus dem Außenrohr 24 in eine Umgebung 33 der Füllstandsmessvorrichtung 14 ausströmen kann. Der bezüglich der Längsachse 22 gemessene Versatzwinkel beträgt in dem gezeigten Beispiel 180 Grad (Anordnung gegenüber).
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Durch das Verdrängungselement 27 ist verhindert, dass eine Luftblase der Luft 28 bei steigendem Füllstand 13 in dem Messrohr 23 eingeschlossen wird. Das Verdrängungselement 27 kann durch einen Benetzungseffekt oder Kapillareffekt dafür sorgen oder bewirken, dass in der in 2 veranschaulichten Weise zunächst in einem der Entlüftungsöffnung 29 gegenüberliegenden Bereich 34 die dort befindliche Luft 28 hin zu der Entlüftungsöffnung 29 gedrängt wird und erst danach bei weiter steigendem Flüssigkeits-Füllstand in einem Bereich 35 an der Entlüftungsöffnung 29 die dort befindliche Luft aus dem Messrohr 23 drückt oder abgeführt wird.
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Durch das Verdrängungselement 27 ist ein lichter Querschnitt 36, in welchem sich im Endbereich 25‘ des Messrohrs 23 die Luft 28 sammeln kann, kleiner als im darunter befindlichen Bereich des Messrohrs 23 selbst, wo der Querschnitt 37 durch den gesamten Innendurchmesser des Messrohrs 23 definiert ist (siehe 3). Das Verdrängungselement 27 kann ausgehend vom Rohrende 25 eine Eindringtiefe 38 in das Messrohr 23 aufweisen, die im Vergleich zu einem Abstand 39 einer Unterkante 40 der Entlüftungsöffnung 29 vom Rohrende 25 höchstens das fünffache beträgt, sodass die Messung des Füllstands 13 bei einem geringeren Füllstand 13 von dem Verdrängungselement 27 unbeeinträchtigt ist. Die Unterkante 40 ist die dem Rohrende 25 abgewandte Kante der Entlüftungsöffnung 29.
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2 veranschaulicht des Weiteren, wie Ultraschall U durch den Ultraschallwandler 17 in das Messrohr 23 entlang der Längsachse 22 abgestrahlt werden kann und ein Echo U‘ des Ultraschalls U zurück zum Ultraschallwandler 17 gelangen kann.
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4 veranschaulicht, wie die Abdeckvorrichtung 26 mit dem Verdrängungselement 27 durch ein auf das Messrohr 23 aufsetzbares oder montiertes Deckelelement bereitgestellt werden kann. Eine Deckenwandung 41 des Deckelelements kann derart eingebeult sein, dass sich das Verdrängungselement 27 ergibt. Alternativ dazu kann es in der in 2 veranschaulichten Weise als massives Spritzgussteil ausgestaltet sein.
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Anstelle des gezeigten Deckelelements kann die Abdeckvorrichtung 26 auch als Teil der Wandung des Messrohrs 23 selbst ausgestaltet sein.
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5 veranschaulicht beispielhaft, wie durch unterschiedliche Formen A, B, C, D, E, F des Verdrängungselements 27 der Verlauf des Echos des Ultraschallsignals einerseits und die Führung oder Verdrängung der Luft 28 andererseits beeinträchtigt werden kann. Die Ansichten der Längsschnitte zeigen verschiedene, beispielhafte Geometrien, die am oberen Rohrende 25 des Messrohrs 23 bereitgestellt sein können: A Kegel, B Halbkugel, C Kegelstumpf, E Zylinder mit schräger Unterseite/Stirnseite, E und F schräge Kegel mit unterschiedlicher Ausrichtung bezüglich der Entlüftungsöffnung 29. Im Rahmen der Erfindung ist es kein wesentlicher Unterschied zwischen einer Kegelform und einer Pyramidenform (sei es mit quadratischer Grundfläche oder einer anderen Seitenzahl, z.B. 3, 6 oder 8 Seiten), weder funktional noch in der Herstellung. Das Verdrängungselement 27 kann somit auch pyramidenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgestaltet sein.
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Die Formen A, B, C sind bezüglich der Längsachse 22 symmetrisch, während die Formen D, E, F bezüglich der Längsachse 22 asymmetrisch ausgestaltet sind. Hierbei kann durch Einstellen eines mittleren Abstands 42 des Verdrängungselements 27 von der Entlüftungsöffnung 29 im Verhältnis zu einem mittleren Abstand 43 des Verdrängungselements 27 zu einer gegenüberliegenden Wand 44 sowie durch Festlegen der Verdrängungsgeometrie A, ...,F das Verdrängungsverhalten eingestellt werden.
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Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein Einschluss einer Luftblase in einem Messrohr einer Füllstandsmessvorrichtung vermieden werden kann.
