DE2300441A1

DE2300441A1 - Vorrichtung zur fernmessung eines fluessigkeitsniveaus und pneumatische pumpe dafuer

Info

Publication number: DE2300441A1
Application number: DE2300441A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1972-01-25
Filing date: 1973-01-05
Publication date: 1973-08-02
Also published as: ES410398A1; GB1412374A; FR2168874B1; BE793625A; FR2168874A1; US3834236A; IT988372B; NL7300969A

Description

Patentanwälte
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Diving, ii. ;;, .JiS Jr. β Münehen22, SteinedoAir. H

504-20.Ο15Ρ(2Ο.Ο16η) 5· 1. 1973

Soeiete Anonyme AUTOMOBILES CITROEN, Paris (Prankreich)

Vorrichtung zur Fernmessung eines Flüssigkeitsniveaus und pneumatische Pumpe dafür

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Fernmessung eines Flüssigkeitsniveaus, insbesondere zur Messung des ÖlStandsniveaus in einem Vorratsbehälter oder einem Fahrzeugmotor, die eine Membranpumpe mit einstülpbarer elastischer Membran aufweist, welche Luft durch eine kalibrierte Öffnung in einen pneumatischen Leitungszug schickt, der an ein Manometer-Meßrohr und an ein Tauchrohr angeschlossen ist, das in die Flüssigkeit eintaucht, deren Niveauhöhe gemessen werden soll.

Die zusammengedrückte Luft treibt die Flüssigkeit aus dem Tauchrohr heraus und fließt ab, bis der Druck in dem pneumatischen Leitungszug dem der Flüssigkeitshöhe über dem

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Ende des Tauchrohres entspricht. Das Manometer-Meßrohr zeigt den Druck in dem Leitungszug an und gibt so unmittelbar einen Meßwert für die Niveauhöhe.,

Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, diejenigen Probleme zu lösen, die durch die Anpassung einer derartigen Vorrichtung an ein Fahrzeug gestellt werden; insbesondere soll das ÖlStandsniveau in einem Vorratsbehälter oder einem Fahrzeugmotorgehäuse meßbar sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, welche diese Aufgabe löst, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, in seinem Volumen durch die Gestalt der Pumpen-Membran veränderlicher Hohlraum nur über die kalibrierte Öffnung mit einem zweiten Hohlraum konstanten Volumens verbunden ist, der ein Ventil zur Verbindung mit der Außenluft aufweist, das von dem Betätigungsorgan der Pumpe über einen Reibungsschluß betätigbar ist, und daß dieser zweite Hohlraum seinerseits an den pneumatischen Leitungszug angeschlossen ist. Der erste Hohlraum ist im übrigen geschlossen.

Man erhält auf diese Weise einen im wesentlichen konstantbleibenden Luftdurchsatz, was eine Messung gewährleistet, die unabhängig von der Geschwindigkeit der Betätigung der Membranpumpe ist und eine sofortige Verbindung des Meßlei tungszuges mit der Atmosphäre gestattet, sowie die Einwirkung auf das Betätigungsorgan aufhört; diese Verbindung mit der Atmosphäre wird unterbrochen, sobald eine neue Einwirkung auf das Betätigungsorgan beginnt.

Man vermeidet auf diese Weise das Ansaugen von Meßflüssigkeit aus dem Manometer-Meßrohr, und die Einstellung wird

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auf Null zurückgebracht, sobald die Messung beendet ist. Dieser letztere Punkt ist sehr wichtig bei Automobilen, denn der Fahrer hat das Meßgerät ständig in seinem Blickfeld, und ein langsames Heruntergehen des angezeigten Meßwertes wäre ein störender Vorgang, der dazu reizen würde, die Messung zu wiederholen, was im allgemeinen das Still-

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setzen des Fahrzeugs voraussetzt.

Ein wichtiger Gegenstand der Erfindung ist darüber hinaus eine Luftpumpe, die zur Verwendung bei der Fernmeßvorrichtung geeignet, als Rotationskörper um die Achse ihres Betatigungsorgans ausgebildet ist, das einen Druckknopf darstellt, der durch ein elastisches Element rückgeführt wird. Diese Pumpe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil durch eine koaxial zum Betätigungsorgan betätigte Stange steuerbar ist, wobei das Betätigungsorgan durch ReibungsSchluß diese in ihm verschiebbare Stange über die Schließ- und Öffnungsstelle des Ventils hinaus mitnimmt.

Vorzugsweise ist die elastisch einstellbare Membran nach Art eines Kegelstumpfmantels an ihren beiden Enden offen; diese Enden sind dicht abschließend an ihrem Umfang festgelegt, das eine Ende von viel kleinerem Durchmesser an dem Betätigungsorgan und das andere Ende zwischen dem Gehäusehauptteil der Pumpe und einer Trennwand, welche die kalibrierte Öffnung enthält, während ein dichter durch eine gleiche Bördelbefestigung an dem Hauptgehäuseteil der Pumpe mit der Trennwand festgelegter Deckel mit dieser zusammen das konstante Volumen des zweiten Hohlraumes bestimmt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung durchquert

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die in dem Betätigungsorgan verschiebbare Stange die Trennwand und trägt an ihrem dem Druckknopf entgegengesetzten Ende ein Ventilglied, das eine mit der Atmosphäre verbundene Öffnung abschließt, die in dem den zweiten Hohlraum begrenzenden Deckel vorgesehen ist. Der Abschluß erfolgt, sobald man auf den Druckknopf drückt, und das Ventilglied geht in eine Anschlagstellung an der Trennwand zurück, sobald diese Druckeinwirkung aufhört«,

In dem Fall der Benutzung der Vorrichtung in einem Kraftwagen besteht das Druck-Meßgerät zweckmäßigerweise aus einem Manometer-Meßrohr, dessen Mittelebene parallel zur Fahrrichtung des Fahrzeuges ist; dieses Rohr hat in seinem unteren Teil eine Drosselstelle, während sein nicht sichtbarer, nach vorn im Fahrzeug gerichteter Teil einen nach hinten zurückgebogenen Abschnitt aufweist und dann an den pneumatischen Leitungszug angeschlossen ist.

Man vermeidet auf diese Weise unerwünschte Einwirkungen auf die zur Messung dienende Flüssigkeitssäule, d₀ h. dynamische Phänomene, insbesondere beim Bremsen, und hat gleichzeitig nur einen geringen Raumbedarf in Seitenrichtung.

In der folgenden Beschreibung wird unter Bezug auf die Zeichnung ein ausgewähltes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei sich zusätzliche Merkmale ergeben werden. In der Zeichnung zeigen;

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der Vorrichtung;

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Fig. 2 einen Axialschnitt durch die Membranpumpe in Ruhestellung;

Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Pumpe in einer Betriebsstellung;

Fig. 4 eine Ansicht der Ablesestelle des Meßrohres, in Richtung des Pfeiles F in Fig. 1 gesehen.

Eine Membranluftpumpe 1, die durch einen Druckknopf 2 betätigt wird, ist in einem Fahrzeug-Armaturenbrett (schematisch durch Blech 3 veranschaulicht) in der Nähe des Fahrzeuglenkers festgelegt. Diese Pumpe speist in einen pneumatischen Leitungszug, der zwei biegsame Leitungen 4 und 5 umfaßt (Fig. 1).

Die Leitung 4 ist an einem Ende 6 eines Tauchrohres 7 angeschlossen, dessen anderes Ende 8 schräg angeschnitten ist und in das im Motorgehäuse 9 befindliche Öl eintaucht, dessen Niveauhöhe gemessen werden soll.

Die Leitung 5 ist an ein Ende eines Manometer-Meßrohres 10 angeschlossen, das hinter dem Armaturenbrett 3 angeordnet und von dem Fahrzeuglenker durch eine schmale vertikale Öffnung 11 (Fig. 4) gesehen werden kann. Die Mittenebene des Rohres 10 ist im wesentlichen vertikal und parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges.

Die Pumpe (Fig. 2) ist als Rotationskörper um die Achse X-X ihres Betatigungsorganes 12 ausgebildet, das von Hand über den Druckknopf 2 bewegbar ist. Sie hat ein Pumpengehäuse 13 in Form eines tiefen Napfes und einen Deckel 14,

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der mit dem Gehäuse unter Zwischenfügen einer ebenen Trennwand 15 durch Umfangsbördelung fest und dicht verbunden ist.

Die elastische Pumpenmembran 16 ist dünnwandig und hat im allgemeinen eine Kegelstumpfmantelform; sie ist an jedem ihrer beiden Enden offen«, Die Öffnung mit dem größeren Durchmesser hat einen ersten Flanschring, der sich nach außen erstreckt, während die andere Öffnung einen zweiten Flanschring aufweist, der sich nach innen relativ zu dem Volumen erstreckt, das die Membran umschließt.

Die Membran ist einerseits mit dem Pumpengehäuse 13 durch Einpressen des ersten Ringes zwischen der Trennwand 15 und dem Gehäuse beim Anbördeln des Deckels dicht verbunden, und andererseits ist die Membran mit dem Betätigungsorgan 12 durch Einpressen des zweiten Membranringes zwischen diesem Organ und einer Muffe 18 dichtend festgelegt, die in eine Gewindebohrung 19 eingeschraubt ist.

Eine zylindrische Stange 20 ist verschiebbar in einer Axialbohrung des Betätigungsorgans 12 eingefügt. Das druckknopf seitige Ende der Stange 20, das in dem Betätigungsorgan gleitet, ist axial geschlitzt. Ein elastischer Keilkörper 21, beispielsweise aus Kautschuk, ist in den Schlitz eingetrieben und drückt die beiden Teile der Stange auseinander, so daß die Mitnahme der Stange durch Reibungsschluß gesichert ist. Die Stange 20 durchquert eine kreisförmige Öffnung 22 der Trennwand 15. Eine Rückstellfeder 23 stützt sich einerseits auf die Trennwand 15 und andererseits auf die Muffe 18 ab. Das Ende 24 der Stange 20, das dem Druckknopf entgegengesetzt liegt, trägt ein Ventilabschlußglied 25t das eine Öffnung 26 in dem Deckel 14 verschließen kann,

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wenn man auf den Druckknopf 2 drückt; dieses Ventilglied wird durch die Rückstellfeder zum Anschlag an der Trennwand 15 gebracht, sobald die Einwirkung auf den Druckknopf aufhört.

Der Deckel lh und die Trennwand 15 begrenzen oder bestimmen einen Hohlraum 29 von konstantem Volumen, der ständig mit den Leitungen h und 5 verbunden bleibt, die über Stutzen 30 und 31 angeschlossen sind. Die Trennwand 15» die Muffe 18 und die Membran 16 bestimmen einen Hohlraum 32 von veränderlichem Volumen, der mit dem Hohlraum 29 über eine Drosselstelle 33 verbunden ist, die in ganz einfacher Weise eine kalibrierte Bohrung oder Öffnung in der Trennwand 15 ist. Schließlich ist ein Abdichtungsbalgen 3^· an der Durchführstelle der Stange 20 durch die Trennwand 15 angebracht.

Die Pumpe bzw. die Vorrichtung arbeiten in folgender Veise:

Venn man auf den Knopf 2 drückt, wird die Stange 20 durch Reibung von dem Teil 12 mitgenommen und verschließt durch Aufsetzen des Ventilglieds 25 auf die Öffnung 26 die Verbindung mit der Außenluft; das Betätigungsorgan 12 setzt danach seinen Weg fort, wobei es auf der Stange 20 gleitet. Die sich beim Eindrücken an das vorn torusförmig gestaltete Ende 17 des Betatigungsorgans 12 anlegende elastische Membran stülpt sich nun ein (Fig. 3)» die konvexe Form des Endes 17 begünstigt diese Verformung.

Durch die Verkleinerung des Volumens des Pumpen-Hohlraums 32 wächst der Druck in diesem Hohlraum, es ergibt sich ein Luft-Durchsatz durch die kalibrierte Drosselöffnung 33

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und den Hohlraum 29 mit konstantem Volumen in Richtung auf den pneumatischen Leitungszug 4, 5 für die Messung. Der
Druck im Inneren des Pumpenhohlraumes 32 steigt um so höher an, je schneller die Einwirkung auf das Betätigungsorgan ist; dies führt zu einer entsprechenden elastischen Ausdehnung der elastisch verformbaren Membran. Diese Aufblähung ' oder Ausdehnung ist praktisch Null, wenn die Einwirkung auf den Druckknopf sehr langsam erfolgt. Beim Stillsetzen des
Betätigungsorgans 12 durch Anschlag des Druckknopfes 2 auf der Stange 20 zieht sich die Membran 16 langsam zusammen
und verlängert noch eine kurze Zeit lang die Förderung in
den pneumatischen Leitungszug.

Es stellt sich ganz unabhängig von der Geschwindigkeit der Betätigung des Druckknopfes 2 ein im wesentlichen gleichbleibender Luftdurchsatz durch die kalibrierte Drossel-Öffnung 33 ein, die in Kombination mit der elastisch dehnbaren Membran 16 einen Durchsatzregler bildet. Man vermeidet auf diese Weise, daß eine zu große Luftströmungsgeschwxndigkext in dem Tauchrohr 7 zum zu starken Ausströmen von Luft durch die Tauchrohröffnung 8 erfolgt, was dazu führen könnte, daß eine unterbewertete Messung des tatsächlichen Flüssigkeitsniveaus erfolgt.

Es ist wichtig, daß wegen der Reibungsschlußverbindung zwischen den Teilen 12 und 20 die Verbindung des Leitungszuges mit der Atmosphäre durch Öffnen der Öffnung bereits
erfolgt, sobald Betätigungsdruck bzw. die Einwirkung auf
den Druckknopf nachläßt, damit die Meßflüssigkeit aus dem
Manometer-Meßrohr nicht abgesaugt wird.

Es wurde bereits gezeigt, daß die Ebene des Manometer-

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Meßrohres parallel zu einer vertikalen Längsebene liegt, was einen minimalen seitlichen Raumbedarf bedingt.

Die Drosselöffnung 35» die sich in dem unteren horizontalen Teil des Meßrohres befindet, hat zwei Zwecke: sie dämpft die Schwingungen der Meßflüssigkeitssäule, um das Ablesen bei der Messung zu erleichtern und sie teilt diese Flüssigkeitssäule in zwei Abschnitte, um Bewegungen der Flüssigkeit unter der Wirkung von Trägheitskräften zu vermeiden, insbesondere beim Bremsen; sie wirkt schließlich mit dem Abschnitt 36 des Rohres 10 zusammen, der nach hinten derart zurückgebogen ist, daß die Flüssigkeit in dem Rohr 5 nicht in Richtung auf den Hohlraum 29 getrieben wird.

Schließlich vermeidet der schräge Anschnitt des Endes 8 am Rohr 7 die Bildung zu großer Luftblasen, was die Meßgenauigkeit verbessert.

Eine in der beschriebenen Weise ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung ist in ihrer Arbeitsweise einfach und sicher, besonders gut angepaßt an die Fernüberprüfung des Flüssigkeitsstandes in einem Flüssigkeitsbehälter auf einem Kraftfahrzeug.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene AusfUhrungsbeispiel und auf dessen Einzelheiten beschränkt, sie umfaßt vielmehr sämtliche AusführungsVarianten, die innerhalb des Rahmens der Erfindung liegen*

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Claims

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Patentansprüche

j 1 .j Vorrichtung zur Fernmessung eines Flüssigkeitsniveaus, insbesondere zur Messung des ÖlStandsniveaus in einem Vorratsbehälter oder einem Fahrzeugmotor, die eine Membranpumpe mit einstülpbarer elastischer Membran aufweist, welche Luft durch eine kalibrierte Öffnung in einen pneumatischen Leistungszug schickt, der an ein Manometer-Meßrohr und an ein Tauchrohr angeschlossen ist, das in die Flüssigkeit eintaucht, deren Niveauhöhe gemessen werden soll, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster, in seinem Volumen durch die Gestalt der Membran (16) veränderlicher Hohlraum (32) nur über die kalibrierte Öffnung (33) mit einem zweiten Hohlraum (29)' konstanten Volumens verbunden ist, der ein Ventil (25, 26) zur Verbindung mit der Außenluft aufweist, das von dem Betätigungsorgan (12) der Pumpe über einen Reibungsschluß betätigbar ist, und daß dieser zweite Hohlraum seinerseits an den pneumatischen Leitungszug (h, 5) angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittenebene des Manometer-Meßrohres (10) in an sich bekannter Weise parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges liegt und daß dieses Rohr an seinem unteren Teil eine Drosselstelle (35) enthält, während sein nicht sichtbarer, nach dem vorderen Teil des Fahrzeugs gerichteter Abschnitt einen nach hinten zurückgebogenen Teil (36) aufweist, der dann an den pneumatischen Leitungszug
(5) angeschlossen ist.

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3. Bei einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2 verwendete Pumpe, die als Rotationskörper um die Achse des Betätigungsorgans ausgebildet ist, welches seinerseits einen durch einen elastischen Bauteil rückgeführten Druckknopf aufweist, dadurch gekennzeichnet ,
daß das Ventil (25» 2.6) durch eine koaxial zum Betätigungsorgan (12) angeordnete Stange (20) gesteuert wird, die von dem Betätigungsorgan durch ReibungsSchluß mitgenommen wird und in dem Betätigungsorgan über die Schließ- und Öffnungsstellen des Ventils hinaus verschiebbar ist.
h. Pumpe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (16) an ihren beiden Enden offen ist und daß
diese Enden dicht an ihren Umfangsrändern mit Pumpenteilen verbunden sind, das eine mit kleinerem Durchmesser mit dem Betätigungsorgan (12) und das andere zwischen dem Pumpengehäuse (13) und einer Trennwand (15)» welche die kalibrierte Öffnung (33) enthält, und daß ein Deckel (1²O, der durch
eine Umfangsböraelung mit dem Pumpengehäuse und der Trennwand dicht schließend verbunden ist, mit dieser letzteren
das Volumen des zweiten Hohlraumes (29) begrenzt.
5« Pumpe nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Betätigungsorgan (12) verschiebbare Stange (20) durch die Trennwand (15) hindurchführt und an ihrem dem
Druckknopf (2) gegenüberliegenden Ende ein Ventilglied (25) trägt, das eine mit der Außenluft in Verbindung stehende
Öffnung (26) verschließt, die ihrerseits in dem Deckel
sitzt, welcher den zweiten Hohlraum (29) begrenzt, wenn
man auf den Druckknopf drückt, und daß dieses Ventilglied
zum Anschlag an der Trennwand kommt, wenn die Einwirkung
auf den Druckknopf aufhört.

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6. Pumpe nach irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der in dem Betätigungsorgan (12) verschiebbaren Stange (20) in axialer Richtung geschlitzt und daß in diesen Schlitz ein elastischer Block (21) eingefügt ist, der die beiden Stangenendteile spreizt und die Mitnahme durch ReibungsSchluß gewährleistet.

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