DE2835744A1

DE2835744A1 - Einrichtung zum kontinuierlichen messen des fluessigkeitsstandes in einem behaelter

Info

Publication number: DE2835744A1
Application number: DE19782835744
Authority: DE
Inventors: Dieter Leber
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1978-08-16
Filing date: 1978-08-16
Publication date: 1980-02-28
Also published as: DE2835744C2; FR2433739B1; US4231250A; GB2028515A; GB2028515B; FR2433739A1

Description

VDO Adolf Schindling AG - /- 6000 Frankfurt/Main

GräfstraBe 103

Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Flüssig-^ keitsstandes in einem Behälter

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, insbesondere einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einer Halterung sitzenden Fühler nach Art eines flexibler, mehradrigen Bandkabels, der ein schuingungsbestimmendes Element eines Oszillators ist, dessen Ausgang mit einer Steuer- und/oder Anzeigestufe in Verbindung steht.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Gattung ist der Fühler an seinem dem Behälterboden zugewandten Ende mit einer die einzelnen Adern verbindenden Brücke versehen sowie an diesem Ende mit einer an der Halterung sitzenden Stange verbunden, um eine die Anzeige beeinflussende Bewegung des Fühlerendes sicher zu unterbinden. Dadurch endet der wirksame Teil des Fühlers mit einem durch diese Festlegungs- und VerschaltungsmaBnahmen bedingten Abstand oberhalb des Behälterbodens, so daß bei Entleerung des Behälters eine nicht mit dem Fühler erfaßbare Restmenge im Behälter verbleibt. Diese Restmenge ist zudem bei Behältern gleichen Aufbaus nicht konstant, sondern ändert sich von Behälter zu Behälter aufgrund der üblichen Fertigungstoleranzen. Insbesondere bei flachen Behältern großen Fassungs-

030009/0234

Vermögens kann es zudem geschehen, daß sich der Behälterboden aufgrund des auf ihn wirkenden Kraftstoffgewichts bei vollem Behälter mit der Zeit plastisch verfortnt und nach unten ausüjölbt. Hierdurch tritt mit der Zeit eine weitere Vergrößerung des mit der Meßeinrichtung nicht erfaßbaren Kraftstoffvolumens auf.

Insbesondere wenn eine Anzeige der Liegstrecke gewünscht wird, die mit einem im Kraftstoffbehälter vorhandenen KraftstoffvDrrat bei Einhaltung einer bestimmten Fahrweise noch zurückgelegt werden kann, ist es eine unabdingbare Voraussetzung, daß die im Kraftstoffbehälter befindliche Kraftstoffmenge und insbesondere die Restmenge genau erfaßt wird, da andernfalls eine zu große oder zu kleine Liegstrecke angezeigt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß mit ihr eine genaue Erfassung der Restmenge in einem Behälter durchgeführt werden kann.

Diese AufgabE wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Länge des Fühlers größer als die zum Ausmessen des Behälters benötigte Länge ist und Mittel zum Festlegen des Fühlerendes am Boden des Behälters vorgesehen sind.

Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß der wirksame Teil des Fühlers unmittelbar bis zum Behälterboden reicht und dies aufgrund der Festlegung am Behälterboden auch dann, wenn der Boden sich mit der Zeit auswölben sollte oder die Behälterhöhe im Rahmen der FertigungstDlEranzen variieren sollte. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand realisiert werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an

030009/0234

der Halterung ein bis etwa zum Behälterboden reichender Stab vorgesehen, der an seinem der Halterung abgewandten Ende einen Träger aufweist, in dem das Fühlerende unter Bildung eines durchhängenden Bügens befestigt ist. Der durchhängende Bogen berührt hierbei mit seinem Scheitelpunkt unter Vorspannung den Behälterboden, so daß der Behälterboden und der Bogen des Fühlerendes auch dann noch miteinander in Berührung stehen, uienn der Behälterboden sich mit der Zeit durchwölben sollte. Eine derartige Ausführungsform hat darü-

1D ber hinaus den Vorteil, daß wesentliche Elemente der bekannten Einrichtung weiterbenutzt werden können und somit "der zur Realisierung der Ausführungsform erforderliche Aufwand besonders gering ist. Zur optimalen Anpassung der Einrichtung an den Behälter empfiehlt es sich, den Träger axial verschieb- und feststellbar an dem Stab zu befestigen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der Stab mit einem Gewinde versehen ist und der Träger zwischen zwei auf das Gewinde aufgeschraubten Muttern gehalten ist. Des weiteren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, als Träger eine mit mindestens zwei parallelen Schlitzen versehene Platte vorzusehen, durch die der Fühler hindurchgeführt ist. Eine solche geschlitzte Platte erlaubt eine besonders rasche Montage von Fühlerende und Platte, dies insbesondere dann, wenn die Schlitze an einem Ende offen sind.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an der Halterung ein aus zwei teleskopartig ineinander und gegen die Kraft einer Feder gegeneinander bewegbaren Teilen bestehendes Element vorgesehen, mit dessen freiem Ende

3D der Fühler am Behälterboden festgehalten ist. Eine solche Ausführungsform ist zwar etwas aufwendiger als die zuvor beschriebene, jedoch hat sie den Vorteil, daß auch bei einer stärkeren Auswolbung des Behälterbüdens das Fühlerende mit dem Behälterboden in Berührung bleibt, was bei der zuvor be-

030009/0234

schriebenen Ausführungsform nicht unter allen Umständen der Fall ist. Zudem kann eine solche Ausführungsform für Behälter unterschiedlicher Form bzui. Höhe verwendet werden. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, den Endbereich des Fühlers am Element zu befestigen, um insbesondere zu verhindern, daß sich der Fühler mit der Zeit zwischen dem Element und dem Behälterboden herausarbeitet. Um den Gesamthub des Elements vdII ausnutzen zu können empfiehlt es sich, das halterungsseitige Ende des Fühlers in Längsrichtung verschieb- und feststellbar in 1G der Halterung festzulegen.

Das Element selbst kann stabförmig ausgebildet sein, Dder uias besonders vorteilhaft ist rohrförmig, wobei der Fühler dann innerhalb des Elements angeordnet ist. Diese zuletzt beschriebene Ausführungsform bringt den Uorteil mit sich, daß der Fühler durch die Rohrwandungen insbesondere VDr Flüssigkeitsbewegungen im Kraftstoffbehälter, wie sie bei Brems- und Beschleunigungsvorgängen sowie beim Kurvenfahren auftreten, geschützt ist.

Die Befestigung des Fühlerendes im Bereich des Behälterbodens an dem Träger bzw. dem Element macht eine Isolierung dieses Fühlerendes gegenüber dem Kraftstoff erforderlich. Dies erfordert einen gesonderten Arbeitsgang und wirkt sich mithin erhöhend auf die ProduktkDsten der Einrichtung aus. Dieser Nachteil wird nach einem weiteren Gedanken der Erfindung dadurch umgangen, daß die Länge des Fühlers etwa doppelt sd groß wie die zum Ausmessen des Behälters benötigte Länge ist und beide Fühlerenden an der Halterung festgelegt sind. Bei dieser Ausführungsform wird also das flexible Bandkabel von der Halterung ausgehend bis zu dem Träger bzw. dem dem Behälterboden zugewandten Ende des Elements und von dort wieder nach Dben zur Halterung geführt.

030009/0234

Durch diese Maßnahme uiird zudem eine weitere uesentliche Verbesserung der Einrichtung erreicht. Bekanntlich ist ja die Dszillatargrundfrequenz van der Kapazität des Fühlers und die gesamte Frequenzänderung von der maximalen möglichen Kapazitätsänderung des Fühlers zwischen vollständig eingetauchtem und vollständig ausgetauchtem Zustand abhängig, und ziuar ist die Dszillatorgrundfrequenz umso höher und die Frequenzänderung umso kleiner, je kürzer der Fühler bzw. das Bandkabel ist. Dies führt insbesondere bei flachen Behältern, uiie sie immer häufiger im Kraftfahrzeug zum Einsatz kommen, zu einer verhältnismäßig hohen Dszillatorgrundfrequenz, die an der Grenze der behördlich genehmigten Frequenz für solche Einrichtungen liegt, und zu einer verhältnismäßig geringen Frequenzänderung, deren Erfassung und Anzeige unter Umständen Schwierigkeiten bereiten kann. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme der Verwendung eines überlangen Fühlers wird nun auch bei flachen Behältern eine geringe Dszillatorgrundfrequenz und eine genügend große Frequenzänderung zwischen dem maximalen und dem minimalen Kraftstoffniveau erreicht. Die durch die erfindungsgemäße Maßnahme mögliche Verringerung der Dszillatorgrundfrequenz wirkt sich des weiteren vorteilhaft dann aus, wenn die Einrichtung in Verbindung mit Mikroprozessoren Verwendung findet, da dann diese direkt und ohne Frequenzumsetzer angesteuert werden können. Letzteres ist beispielsweise dann der Fall, wenn die Meßeinrichtung als Geber für eine Restwegstreckenanzeige verwendet wird, r'^;e im allgemeinen mit einem Mikroprozessor arbeitet.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil sche-3D matischer Darstellung Ausführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 ein Schaltbild der Einrichtung,

030009/0234

Figur 2 eine Seitenansicht eines Fühlers der Einrichtung nach Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt durch den Fühler nach Figur 2 Entlang der Linie HI-III₁

Figur k eine Seitenansicht eines anderen Fühlers der Einrichtung nach Figur 1 und

1D Figur 5 einen weiteren Fühler der Einrichtung nach Figur 1.

Ulie aus Figur 1 ersichtlich ist, besteht die Einrichtung aus einem Oszillator 1, der aus drei in Reihe geschalteten Invertern 2, 3 und U aufgebaut ist. Der Ausgang des Inverters 3 steht über den Fühler 5 und einen ersten Widerstand 6 mit dem Eingang des Inverters 2 und über einen zweiten Widerstand 7 mit dem Ausgang c'eE Inverters U in Verbindung. An den Ausgang des Inverters U ist über einen monDstabilen Multivibre-

2G tor B ein Anzeineinstrument 9 angeschlossen.

Der in den Figuren 2 und 3 dargestellte Fühler 5, der durch eine Öffnung 1D im Behälter 11 eincesEtzt ist, weist einen Flansch 12 auf, an dem ein bis etwa zurr. EehältErbodan 11a reichender Stab 13 befestigt ist. Das freie Ende des Stabes 13 ist mit einem GewindE Ίί* versehen, auf das eine flutter und eine Gegenmutter 16 aufgeschraubt sind zwischen denen ein plattenförmiger Träger 17 sitzt. Dieser ist mit drei Schlitzen 1B₁ 19 und 20 versehen, die an einem Ende offen und am anderen geschlossen sind. Zwischen diese Schlitze ist ein flexibles mehradriges Bandkabel 21 unter Bildung eines durchhängenden Bogens 22 eingeschoben. Die beiden Schlitze 19 und dienen im wesentlichen dazu, das Bandende gegen ein unbeabsichtigtes Lösen gesichert in dem Träger 10 festzulegen. Der durch-

030009/0234

BAD ORIGINAL

hängende Bogen 22 berührt mit seinem Scheitelpunkt den Boden 11a des Behälters 11. An seinem dem Träger 17 abgesandten Ende ist das Bandkabel 21 im Flansch 12 gehalten. Lü-ie ersichtlich, ist die Länge des Eandkabels 21 größer als die zum Ausmessen des Behälters eigentlich benötigte Länge L. Hinsichtlich des speziellen Aufbaus des Bandkabels wird auf die DE-DS 26 k5 716 verwiesen.

Bei der Ausführungsform nach Figur k enthält dEr Fühler 23 1D ein Bandkabel 21, dessen Länge etwa doppelt so groß ist wie die zum Ausmessen des Behälters eigentlich benötigte Länge L. Die beiden Enden des Bandkabels 21 sind jeweils in Klemmen Zk und 25 gehalten. Durch Lösen einer der Schrauben 26 der Klemmen Zk bzui. 25 kann die Gesamtlänge des Eandkabels 21 verändert werden, DiE Klemmen bilden am zweckmäßigsten eine einstöckige Einheit mit dem Flansch 12.

Am Flansch 12 ist des weiteren ein Spannelernent 27 befestigt, das aus einem Rohrteil 26 und einem Stabtsil 29 besteht, die 2D teleskopartig ineinander UErschieblich gelagert sind. Im Rohrteil 28 befindet sich eine Druckfeder 30, die den Stabteil 29 und das um dessen Ende gewundene Teil des Bandkabels 21 gegen den Behälterboden 11a drückt.

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist wiederum die Länge des Eandkabels etwa doppelt sd groß wie die zum Ausmessen des Behälters benötigte Länge L gewählt. Bei dieser Ausführungaform befindet sich das Bandkabel innerhalb Eines rohrförmigen Elements 31, das aus einem an den Flansch 12 angeformten Rohransatz 32 und einem darauf verschieblich gelagerten Rohrteil besteht. Das Rohrteil 33 ist mit einem Boden 3k versehen an dem ein Haltearm 35 für das Eandkabel 21 befestigt ist. Im Mantel des Rohrteils 33 im Bereich des Bodens 3k sind eine Anzahl von Öffnungen 36 vorhanden, durch die der Kraftstoff in den Innen-

030009/0234

-/-Αϋ-

raum des Elements 31 eindringen kann. An seinem dem Boden 3k abgeuiandten Ende ist das Rahrteil 33 mit einem Bund 37 versehen. Zwischen diesem Bund 37 und dem Flansch 12 ist eine Druckfeder 38 vorhanden, die bei eingebautem Fühler das Rohrteil 33 gegen den Baden 11a des Behälters 11 drückt. Auf
der Oberseite des Flansches 12 befindet sich wiederum eine Klemmeinrichtung 39 für die beiden Enden des Bandkabels 21.

030009/0234

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum kontinuierlichen Messen des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, insbesondere einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit einem an einer Halterung sitzenden Fühler nach Art eines flexiblen mehradrigen Bandkabels, der ein schujingungsbestimmendes Element eines Oszillators ist, dessen Ausgang mit einer Steuer- und/oder Anzeigestufe in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Fühlers (5, 23, 31) gröBer als die zum Ausmessen des Behälters (11) benötigte Länge (L) ist und Mittel (17, 27, 31) zum Festlegen des Fühlerendes am Boden (11a) des Behälters (11) vorgesehen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (12) ein bis etua zum Behälterboden (11a) reichender Stab (13) vorgesehen ist, der an seinem der Halterung (12) abgemandten Ende einen Träger (17) aufweist, in dem das Fühlerende unter Bildung eines durchhängenden Bogens (22) befestigt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dsß der Träger (17) axial verschieb- und feststellbar an dem Stab (13) befestigt ist.

h. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) aus einer mit mindestens zuei parallelen Schlitzen (18, 19, 20) versehenen Platte besteht, durch die der Fühler durchgeführt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (12) ein aus zwei teleskopartig ineinander und gegen die Kraft einer Feder (30) gegeneinander be-

030009/0234

ORIGINAL INSPECTED

iuegbaren Teilen (2B₁ 29) bestehendes Element (27) \jqtgesehen ist, mit dessen freiem Ende (29) der Fühler am
Behälterboden (11a) festgehalten ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der Endbereich des Fühlers an dem Element (27) befestigt
ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 ader 6, dadurch gekennzeich-1D net, daß das halterungsseitige Ende des Fühlers in Längsrichtung verschieb- und feststellbar in der Halterung (12) festgelegt ist.

B. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (27) stabförmig ausgebildet ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (31) rohrförmig ausgebildet 2D und der Fühler innerhalb des Elements (31) angeordnet ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Fühlers etuia doppelt bq
groß wie die zum Ausmessen des Behälters (11) benötigte
Länge (L) ist und beide Fühlerenden an der Halterung (12) festgelegt sind.

030009/0234