DE102017209497A1 - Variable electrical resistance and method of detecting wear on a wiper contact of the variable resistor - Google Patents
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Abstract
Es sind schon variable elektrische Widerstände zur Messung eines Füllstandes bekannt, mit einem Trägerelement, einer auf dem Trägerelement vorgesehenen Schleiferbahn, die mit zumindest einem Schleiferkontakt eines beweglichen Schleifers zusammenwirkt und die entlang einer Bewegungsrichtung des Schleifers eine Vielzahl von mit Abstand hintereinander angeordneten Bahnkontaktflächen aufweist, wobei die Bahnkontaktflächen über eine Widerstandsschicht miteinander verbunden sind. Am Schleiferkontakt sind hochwertige Metalle vorgesehen, um eine Korrosion des Schleiferkontaktes zu verhindern und eine ausreichende Beständigkeit des Schleiferkontaktes gegenüber aggressiven Kraftstoffen zu erreichen. Am Schleiferkontakt kommt es durch das Zusammenwirken mit den Bahnkontaktflächen der Schleiferbahn zu einem Abrieb. Wenn das Metall vollständig vom Schleiferkontakt abgerieben ist, kommt es zu einem Anstieg des Kontaktwiderstandes und zu einem instabilen Messsignal des Bauteils, so dass das Bauteil ausgetauscht werden muss. Der Verschleiß am Schleiferkontakt ist jedoch nicht überwachbar.Bei dem erfindungsgemäßen variablen Widerstand ist ein weit fortgeschrittener Verschleiß des Schleiferkontaktes und damit das Ende der Lebensdauer des Bauteils rechtzeitig erkennbar.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf dem Trägerelement (1) zumindest ein Verschleißkontakt (18) vorgesehen ist, der von dem Schleiferkontakt (3) des Schleifers (4) nur kontaktierbar ist, wenn der Schleiferkontakt (3) einen bestimmten Verschleiß aufweist.There are already known variable electrical resistors for measuring a level, with a carrier element, a provided on the support element slider track, which cooperates with at least one wiper contact of a movable grinder and along a direction of movement of the grinder having a plurality of spaced successively Bahnkontaktflächen, wherein the web contact surfaces are interconnected via a resistive layer. At the wiper contact high quality metals are provided to prevent corrosion of the wiper contact and to achieve a sufficient resistance of the wiper contact against aggressive fuels. At the wiper contact, the interaction with the web contact surfaces of the slider track causes abrasion. If the metal is completely rubbed off by the wiper contact, the contact resistance increases and the component's signal becomes unstable so that the component has to be replaced. However, the wear on the wiper contact can not be monitored. With the variable resistor according to the invention, a far advanced wear of the wiper contact and thus the end of the service life of the component can be recognized in good time. According to the invention, at least one wear contact (18) is provided on the carrier element (1) is that of the wiper contact (3) of the grinder (4) is only contactable when the wiper contact (3) has a certain wear.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem variablen elektrischen Widerstand nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein variabler elektrischer Widerstand zur Messung eines Füllstandes aus der
It is already a variable electrical resistance for measuring a level of the
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Der erfindungsgemäße variable elektrische Widerstand mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein weit fortgeschrittener Verschleiß des Schleiferkontaktes und damit das Ende der Lebensdauer des Bauteils rechtzeitig erkennbar ist, indem auf dem Trägerelement zumindest ein Verschleißkontakt vorgesehen ist, der von dem Schleiferkontakt des Schleifers nur kontaktierbar ist, wenn der Schleiferkontakt einen bestimmten Verschleiß aufweist.The variable electrical resistance according to the invention with the characterizing features of
Durch die in den Ansprüchen 1 bis 8 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen variablen Widerstandes möglich.The measures listed in
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Schleiferkontakt an seiner der Schleiferbahn zugewandten Seite eine erste Kontaktfläche zur Kontaktierung der Bahnkontaktflächen und eine gegenüber der ersten Kontaktfläche im Neuzustand zurückversetzte zweite Kontaktfläche zur Kontaktierung des Verschleißkontaktes aufweist. Die zweite Kontaktfläche des Schleiferkontaktes steht gegenüber der ersten Kontaktfläche in Richtung des zumindest einen Verschleißkontaktes vor, so dass nur die zweite Kontaktfläche bei entsprechendem Verschleiß der ersten Kontaktfläche den zumindest einen Verschleißkontakt kontaktieren kann.It is particularly advantageous if the wiper contact on its side facing the slider track has a first contact surface for contacting the web contact surfaces and a relation to the first contact surface in the new condition set back second contact surface for contacting the wear contact. The second contact surface of the wiper contact is opposite the first contact surface in the direction of the at least one wear contact, so that only the second contact surface can contact the at least one wear contact with corresponding wear of the first contact surface.
Außerdem ist die zweite Kontaktfläche des Schleiferkontaktes im Neuzustand gegenüber dem zumindest einen Verschleißkontakt in von der Schleiferbahn abgewandter Richtung beabstandet. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Verschleißkontakt durch die zweite Kontaktfläche nur kontaktierbar ist, wenn die erste Kontaktfläche verschlissen ist.In addition, the second contact surface of the wiper contact in the new state is spaced from the at least one wear contact in the direction away from the slider track direction. In this way it is achieved that the wear contact can only be contacted by the second contact surface when the first contact surface is worn.
Nach einer vorteilhaften ist als Werkstoff für die erste Kontaktfläche und/oder die zweite Kontaktfläche des Schleiferkontaktes Gold, Silber, Palladium, Kupfer, Nickel, Zink oder Platin vorgesehen. Auf diese Weise ist der variable Widerstand als Füllstandssensor in einem Kraftstofftank einsetzbar.According to an advantageous material is provided as a material for the first contact surface and / or the second contact surface of the wiper contact gold, silver, palladium, copper, nickel, zinc or platinum. In this way, the variable resistance can be used as a level sensor in a fuel tank.
Auch vorteilhaft ist, wenn der zumindest eine Verschleißkontakt in Bewegungsrichtung des Schleifers gesehen an dem niederohmigen Ende der Schleiferbahn angeordnet und mit der Widerstandsschicht verbunden ist. Wenn der Schleiferkontakt den Verschleißkontakt kontaktiert, wird auf diese Weise ein elektrischer Widerstand erfasst, der kleiner ist als der minimal zulässige bzw. minimal zu erwartende elektrische Widerstand, so dass auf einen hohen Verschleiß des Schleiferkontaktes geschlossen werden und ein Fehlersignal erzeugt werden kann. Bei der Anwendung der Erfindung bei einem Füllstandssensor für einen Kraftstofftank kann der Verschleiß am Schleiferkontakt aufgrund der Anordnung des Verschleißkontaktes am niederohmigen Ende der Schleiferbahn nur erkannt werden, wenn ein mit dem Schleifer mechanisch gekoppelter Schwimmerarm in der höchsten oder niedrigsten Position ist, also der Kraftstofftank voll oder leer ist oder entsprechende Schwappbewegungen im Kraftstofftank stattfinden.It is also advantageous if, viewed in the direction of movement of the grinder, the at least one wear contact is arranged on the low-resistance end of the slider track and connected to the resistance layer. In this way, when the wiper contact contacts the wear contact, an electrical resistance is detected which is smaller than the minimum permissible or minimal expected electrical resistance, so that a high degree of wear of the wiper contact can be inferred and an error signal can be generated. In the application of the invention to a level sensor for a fuel tank, the wear on the wiper contact due to the arrangement of the wear contact at the low-resistance end of the slider track can only be detected when a mechanically coupled to the slider float arm in the highest or lowest position, so the fuel tank full or is empty or take place corresponding slosh movements in the fuel tank.
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel ist der zumindest eine Verschleißkontakt als Fortsetzung der Anordnung von Bahnkontaktflächen ausgebildet und umfasst eine oder mehrere Bahnkontaktflächen, die an dem niederohmigen Ende der Schleiferbahn angeordnet und mit der Widerstandsschicht verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich der zumindest eine Verschleißkontakt besonders einfach herstellen.According to a first exemplary embodiment, the at least one wear contact is formed as a continuation of the arrangement of web contact surfaces and comprises one or more web contact surfaces which are arranged on the low-resistance end of the slider track and connected to the resistance layer. In this way, the at least one wear contact can be produced particularly easily.
Nach einem vorteilhaften zweiten Ausführungsbeispiel ist der zumindest eine Verschleißkontakt am niederohmigen Ende der Schleiferbahn auf der der Widerstandsschicht abgewandten Seite der Bahnkontaktflächen angeordnet und über ein Widerstandselement mit einem ersten elektrischen Anschluss der Schleiferbahn verbunden.According to an advantageous second exemplary embodiment, the at least one wear contact is arranged on the low-resistance end of the slider track on the side of the track contact surfaces facing away from the resistance layer and connected to a first electrical connection of the slider track via a resistance element.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die erste Kontaktfläche des Schleifers zwischen zwei Bereichsgrenzen bewegbar ist, die durch zwei mit dem Schleifer zusammenwirkende mechanische Anschläge definiert sind, wobei der variable Widerstand an der ersten Bereichsgrenze einen minimalen Widerstandswert und an der zweiten Bereichsgrenze einen maximalen Widerstandswert aufweist und wobei der Verschleißkontakt außerhalb der zwei Bereichsgrenzen jenseits der ersten Bereichsgrenze angeordnet und nur kontaktierbar ist, wenn sich der Schleifer am oder nahe dem ersten Anschlag befindet. Auf diese Weise können Widerstandswerte, die kleiner als der minimale Widerstandswert sind, als Verschleiß am Schleiferkontakt erkannt werden. Moreover, it is advantageous if the first contact surface of the grinder is movable between two range limits defined by two mechanical stops cooperating with the slider, the variable resistor having a minimum resistance at the first range limit and a maximum resistance at the second range limit wherein the wear contact is located outside the two range limits beyond the first range limit and is only contactable when the wiper is at or near the first stop. In this way, resistance values smaller than the minimum resistance value can be recognized as wear on the wiper contact.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen eines Verschleißes an dem Schleiferkontakt des variablen Widerstandes mit den Merkmalen nach Anspruch 9 hat den Vorteil, dass ein Verschleiß an dem Schleiferkontakt sicher und rechtzeitig vor dem Versagen des Bauteils erkannt wird, indem eine Verschleißüberwachungsschleife durchgeführt wird, bei der ein Verschleißereignis erkannt wird, wenn der gemessene Widerstand oder ein abhängig vom gemessenen Widerstand ermittelter Wert, insbesondere ein Mittelwert, kleiner ist als ein minimaler Widerstandswert des Widerstandes und bei der ein Fehlersignal im Ansprechen auf ein Verschleißereignis oder auf eine bestimmte Häufigkeit von Verschleißereignissen erzeugt wird.The inventive method of detecting wear on the wiper contact of the variable resistor having the features of claim 9 has the advantage that wear on the wiper contact is reliably and timely detected prior to failure of the component by performing a wear monitoring loop in which a wear event occurs is detected when the measured resistance or a value determined by the measured resistance, in particular an average, is less than a minimum resistance of the resistor and in which an error signal is generated in response to a wear event or a certain frequency of wear events.
Durch die in den Ansprüchen 10 bis 17 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 9 angegebenen Verfahrens möglich.The measures listed in
Vorteilhaft ist, wenn der minimale Widerstandswert des Widerstandes in einem Steuergerät abgespeichert ist oder in einer Lernschleife zeitlich vor dem Durchführen der Verschleißüberwachungsschleife ermittelt wird. Die zweite Alternative hat den Vorteil, dass die bauteilspezifischen Toleranzen des Bauteils berücksichtigt werden können, indem ein bauteilspezifischer minimaler Widerstand ermittelt wird.It is advantageous if the minimum resistance of the resistor is stored in a control unit or is determined in a learning loop in time before the execution of the wear monitoring loop. The second alternative has the advantage that the component-specific tolerances of the component can be taken into account by determining a component-specific minimum resistance.
Weiter vorteilhaft ist, wenn Lernschleife und/oder die Verschleißüberwachungsschleife in einer bestimmten Frequenz durchgeführt werden. Je höher die Frequenz in der Lernschleife ist, desto genauer kann der bauteilspezifische minimale Widerstand bestimmt werden. Je höher die Frequenz in der Verschleißüberwachungsschleife ist, desto sicherer kann ein Verschleißereignis detektiert werden.It is also advantageous if the learning loop and / or the wear monitoring loop are carried out in a specific frequency. The higher the frequency in the learning loop, the more accurately the component-specific minimum resistance can be determined. The higher the frequency in the wear monitoring loop, the more reliably a wear event can be detected.
In vorteilhafter Weise wird die Lernschleife und/oder die Verschleißüberwachungsschleife nur durchgeführt, wenn im Steuergerät ein Fahren des Fahrzeugs erkannt wird, da das Steuergerät auf diese Weise entlastet wird.Advantageously, the learning loop and / or the wear monitoring loop is only carried out when a driving of the vehicle is detected in the control device, since the control device is relieved in this way.
Auch vorteilhaft ist, wenn die Verschleißüberwachungsschleife nur durchgeführt wird, wenn der gemessene Widerstand kleiner ist als ein Start-Schwellwert, da eine Verschleißüberwachung nur sinnvoll ist, wenn der Schleifer mit seinem Schleifkontakt aufgrund eines ausreichend hohen Füllstandes im Kraftstofftank in den Bereich des Verschleißkontaktes gelangen kann. Der Start-Schwellwert stellt daher einen Mindestfüllstand dar, bei dem dies zutrifft.It is also advantageous if the wear monitoring loop is only carried out if the measured resistance is less than a start threshold, since wear monitoring only makes sense if the slider with its sliding contact can reach the area of wear contact due to a sufficiently high fill level in the fuel tank , The start threshold therefore represents a minimum level for which this is true.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Lernschleife in einem Lernintervall durchgeführt wird, in dem kein oder zumindest kein wesentlicher Verschleiß an dem zumindest einen Schleiferkontakt des beweglichen Schleifers vorliegt, insbesondere im Bereich einer Kilometerleistung eines mit dem Widerstand ausgerüsteten Fahrzeuges zwischen 0 Kilometern und einem oberen Grenzwert. Auf diese Weise kann der bauteilspezifische minimale Widerstandswert des Widerstandes im Neuzustand ermittelt werden.According to an advantageous embodiment, it is provided that the learning loop is performed in a learning interval in which there is no or at least no significant wear on the at least one wiper contact of the movable grinder, in particular in the range of one kilometer performance of a equipped with the resistance vehicle between 0 kilometers and one upper limit. In this way, the component-specific minimum resistance of the resistor can be determined when new.
Darüber hinaus vorteilhaft ist, wenn die Verschleißüberwachungsschleife in einem Überwachungsintervall durchgeführt wird, dessen Beginn und Ende über eine bestimmte Kilometerleistung eines mit dem variablen Widerstand ausgerüsteten Fahrzeuges definiert ist.Moreover, it is advantageous if the wear monitoring loop is carried out in a monitoring interval whose start and end are defined over a certain mileage of a vehicle equipped with the variable resistance.
Figurenlistelist of figures
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
-
1 zeigt einen Spannungsteiler mit einem konstanten elektrischen WiderstandR1 und einen variablen elektrischen WiderstandR2 , -
2 einen erfindungsgemäßen variablen elektrischen Widerstand nach einem ersten Ausführungsbeispiel, der als WiderstandR2 in einer Anordnung gemäß der1 Anwendung finden kann, -
3 das niederohmige Ende der Schleiferbahn2 nach2 in einer Teilansicht, -
4 eine Seitenansicht der Ansicht nach3 , -
5 einen erfindungsgemäßen variablen elektrischen Widerstand nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, der als WiderstandR2 in einer Anordnung gemäß der1 Anwendung finden kann, und -
6 ein Ablaufschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen eines Verschleißes an einem Schleiferkontakt des variablen WiderstandesR2 .
-
1 shows a voltage divider with a constant electrical resistanceR1 and a variable electrical resistanceR2 . -
2 a variable electrical resistance according to the invention according to a first embodiment, as a resistorR2 in an arrangement according to the1 Application can find -
3 the low-resistance end of theslider track 2 to2 in a partial view, -
4 a side view of theview 3 . -
5 a variable electrical resistance according to the invention according to a second embodiment, as a resistorR2 in an arrangement according to the1 Application can be found, and -
6 a flow diagram of a method according to the invention for detecting a wear on a wiper contact of the variable resistorR2 ,
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments
Bei dem Spannungsteiler wird in einer Reihenschaltung von den zwei Widerständen
Der erfindungsgemäße variable elektrische Widerstand
Der Schleifer
Die Schleiferbahn
Auf dem Trägerelement
Erfindungsgemäß ist auf dem Trägerelement
Die Schleiferbahn
Der Schleiferkontakt
Wenn der Schleifer
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass der zumindest eine Verschleißkontakt
Zum Erkennen eines Verschleißes an dem Schleiferkontakt
Während einer Verschleißüberwachungsschleife
Der minimale Widerstandswert
Während der Verschleißüberwachungsschleife
Die Häufigkeit der Verschleißereignisse kann bei der Erzeugung des Fehlersignals
Die Verschleißüberwachungsschleife
The
Die Lernschleife
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |