DE2932246A1 - Electrical fluid level sensor for vehicle fuel tank - is pressure dependent and contains flat resistive components between connectors - Google Patents
Electrical fluid level sensor for vehicle fuel tank - is pressure dependent and contains flat resistive components between connectorsInfo
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Abstract
Description
Geber für einen elektrischen Pegelmesser Transmitter for an electrical level meter
eines Flüssigkeitsbehälters Die Erfindung betrifft einen Geber für einen elektrischen Pegelmesser eines Flüssigkeitsbehälters, insbesondere eines Kraftstoffbehälters, mit einem zwei Anschlüsse aufweisenden Widerstandselement, dessen elektrischer Widerstand abhängig vom Flüssigkeitspegel in dem Behälter änderbar ist. of a liquid container The invention relates to a transmitter for an electrical level meter of a liquid container, in particular a fuel tank, with a resistance element having two connections, its electrical resistance can be changed depending on the liquid level in the container.
Bei derartigen elektrischen Pegelmessern wird das Widerstandselement in einen Stromkreis geschaltet und der Strom durch das Widerstandselement oder die Spannung an dem Widerstandselement mittels eines Meßgeräts gemessen und angezeigt. Das Widerstandselement ist als Schiebewiderstand oder Drehwiderstand ausgebildet, dessen beweglicher Kontakt von einem Schwimmer entsprechend dem Pegelstand verstellt wird. Da die bekannten Geber verschleiß-und korrosionsgefährdete, bewegte Teile aufweisen, sind sie störanfällig. Die Geber können bei Transport und Montage leicht beschädigt werden. Darüber hinaus bedingen sie relativ große Montagelöcher, die bei dünnwandigen Behältern nur schwer abzudichten sind.In such electrical level meters, the resistance element connected in a circuit and the current through the resistance element or the Voltage across the resistance element measured and displayed by means of a measuring device. The resistance element is designed as a sliding resistor or rotary resistor, whose movable contact is adjusted by a float according to the water level will. As the known encoders are moving parts that are susceptible to wear and corrosion have, they are prone to failure. The encoders can easily be transported and installed to be damaged. In addition, they require relatively large mounting holes are difficult to seal in the case of thin-walled containers.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geber für einen elektrischen Pegelmesser der eingangs näher erläuterten Art anzugeben, der mechanisch robust, störunanfällig und konstruktiv einfach ist.The object of the invention is to provide a transmitter for an electrical level meter of the type explained in more detail at the beginning, which is mechanically robust, not susceptible to failure and is structurally simple.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Widerstandselement in einem über eine öffnung mit der Unterseite des Behälters verbindbaren, ansonsten flüssigkeitsdichten Gehäuse dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt angeordnet ist und zwischen den beiden Anschlüssen einen Bereich mit druckabhängig variablen elektrischen Widerstand aufweist.According to the invention, this object is achieved in that the resistance element in one that can be connected to the underside of the container via an opening, otherwise liquid-tight housing is arranged exposed to the liquid pressure and between the two connections an area with pressure-dependent variable electrical Has resistance.
Der über die Öffnung auf das Widerstandselement lastende hydrostatische Druck der Flüssigkeit ist dem Pegel in dem Flüssigkeitsbehälter proportional. Da der Pegel andererseits auch ein Maß für das Flüssigkeitsvolumen in dem Behälter ist, eignet sich der Pegelmesser auch zur Anzeige des Kraftstoffinhalts im Tank eines Kraftfahrzeugs.The hydrostatic one that loads on the resistance element via the opening The pressure of the liquid is proportional to the level in the liquid container. There the level, on the other hand, is also a measure of the volume of liquid in the container the level meter is also suitable for displaying the fuel level in the tank of a motor vehicle.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Widerstandselement einen an zwei im Abstand voneinander von den Anschlüssen kontaktierten Körper aus einem druckabhängig seinen elektrischen Widerstand ändernden Kunststoffmaterial umfaßt. Die Form des Körpers und die Länge der Widerstandsstrecke zwischen den Anschlüssen wird abhängig von den Widerstandseigenschaften des Kunststoffmaterials bemessen.In a first preferred embodiment it is provided that the Resistance element contacted one to two at a distance from each other from the connections Body made of a plastic material that changes its electrical resistance as a function of pressure includes. The shape of the body and the length of the resistance path between the terminals is dimensioned depending on the resistance properties of the plastic material.
In einer zweiten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Widerstandselement zwei ebenflächig benachbarte, elektrisch leitende und mit je einem der Anschlüsse verbundene Kontaktteile aufweist, von denen wenigstens eines als flexible Scheibe ausgebildet und auf der dem anderen Kontaktteil abgekehrten Seite dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.In a second embodiment it is provided that the resistance element two adjacent, electrically conductive surfaces, each with one of the connections having connected contact parts, of which at least one as a flexible disc formed and on the side facing away from the other contact part the liquid pressure is exposed.
Bei diesem Widerstandselement, bei welchem zumindest das als Scheibe ausgebildete Kontaktteil aus einem elektrisch leitenden Kunststoff bestehen kann, wird der flüssigkeitsdruckabhängige Übergangswiderstand zwischen den beiden Kontaktteilen zur Pegelmessung ausgenutzt. Als Kunststoffmaterial eignet sich z.B. mit Rußsegmenten versetztes Polyäthylen.In this resistance element, in which at least that as a disk formed contact part from an electrically conductive plastic can exist, the fluid pressure-dependent contact resistance between the two contact parts are used for level measurement. Suitable as a plastic material E.g. polyethylene mixed with carbon black segments.
Die dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzte flexible Scheibe ist bevorzugt entlang ihrem Rand an dem Gehäuse gehalten, wobei sie flächig an einer ebenen Fläche des anderen Kontaktteils anliegt oder nahezu anliegt. Bei Druckbelastung der flexiblen Scheibe werden sich zunächst die in der Mitte zwischen den Randbefestigungen befindlichen Bereiche an das andere Kontaktteil anlegen. Der Kontaktbereich wird mit wachsendem Flüssigkeitsdruck zunehmen, womit der Übergangswiderstand zwischen den beiden Kontaktteilen abnimmt.The flexible disk exposed to liquid pressure is preferred held along their edge on the housing, where they are flat on a flat surface of the other contact part is applied or almost applied. When the flexible The first disc will be those located in the middle between the edge fastenings Create areas on the other contact part. The contact area is growing with The fluid pressure will increase, thus reducing the contact resistance between the two contact parts decreases.
Bevorzugt sind beide Kontaktteile als Scheiben ausgebildet.Both contact parts are preferably designed as disks.
Die Anschlüsse sind hierbei an den voneinander wegweisenden Scheibenflächen angebracht, insbesondere elektrisch leitend angeklebt und stehen über den Umfang der Scheibe vor, so daß zwischen den vorstehenden Teilen der Anschlüsse ein Abstandhalter aus Isoliermaterial angeordnet sein kann, der den Kontaktdruck bzw. den Abstand der beiden Scheiben im unbelasteten Zustand festlegt. Ein derartiger Abstandhalter ermöglicht insbesondere einstückiges Umspritzen vorgefertigter Widerstandselemente mit einem Gehäuse, ohne daß die Justierung der beiden Scheiben verlorengeht. Während der an der druckbeaufschlagten Scheibe angebrachte Anschluß den Scheibenflächenrand ringförmig, vorzugsweise kreisringförmig umschließt,soll der Anschluß der von der Flüssigkeit entfernt gelegenen Scheibe im wesentlichen die gesamte Fläche der Scheibe bedecken und als Kühlflächen ausgebildete Bereiche umfassen. Dieser Anschluß stützt damit die Scheibe und verhindert, daß sie sich verwerfen kann. Gleichzeitig wird die aufgrund des Übergangswiderstands zwischen den beiden Scheiben entstehende Wärme abgeführt. Die der Scheibe abgewandte Seite des Anschlusses ist zu diesem Zweck bevorzugt durch eine öffnung von der Außenseite des Gehäuses her frei zugänglich.The connections are here on the disc surfaces facing away from each other attached, in particular glued in an electrically conductive manner, and stand over the circumference the disk in front, so that a spacer between the protruding parts of the connections can be arranged from insulating material, which the contact pressure or the distance of the two discs in the unloaded state. Such a spacer enables in particular one-piece overmolding of prefabricated resistor elements with a housing without losing the adjustment of the two discs. While the connector attached to the pressurized disc, the disc face edge ring-shaped, preferably enclosing a circular ring, the connection of the Liquid removed the disc substantially the entire area of the disc cover and include areas designed as cooling surfaces. This connection is supporting thus the disc and prevents it from warping. At the same time will the heat generated due to the transition resistance between the two panes discharged. The side of the connection facing away from the pane is for this purpose preferably freely accessible through an opening from the outside of the housing.
Das Gehäuse muß nicht unmittelbar am Behälterboden angebracht sein. Beispielsweise kann der Geber in eine vom Kraftstoffbehälter zum Motor führende Leitung geschaltet sein, sofern für eine gleichbleibende Lage relativ zum Behälterboden gesorgt ist. Für eine solche Anbringungsweise geeignet ist eine Ausführungsform, bei der das Widerstandselement eine Wand mit einer Zuflußöffnung und einer Abflußöffnung versehenen, ansonsten geschlossenen Kammer des Gehäuses bildet. Die Zuflußöffnung und die Abflußöffnung sind zweckmäßigerweise auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer vorgesehen und mit Anschlußstutzen für die Kraftstoffleitung versehen.The housing does not have to be attached directly to the bottom of the container. For example, the transmitter can lead from the fuel tank to the engine Line be switched, provided for a constant position relative to the container bottom is taken care of. An embodiment is suitable for such an attachment method, in which the resistance element has a wall with an inflow opening and an outflow opening provided, otherwise closed chamber of the housing forms. The inflow opening and the drainage openings are conveniently on opposite sides of the chamber provided and provided with connecting pieces for the fuel line.
Das Gehäuse des Gebers kann aber andererseits auch unmittelbar am Flüssigkeitsbehälter, insbesondere dessen Boden angebracht sein. Beispielsweise kann die Öffnung in einem in den Behälter einzuschraubenden Rohrnippel oder dergleichen vorgesehen sein. Insbesondere für Kraftfahrzeuge kann hierbei einer der Anschlüsse das Gehäuse bilden. Der andere Anschluß wird dann von einem in das Gehäuse eingesetzten Haltekörper isoliert gehalten.The housing of the encoder can on the other hand also directly on the Liquid container, in particular its bottom be attached. For example can be the opening in a pipe nipple or the like to be screwed into the container be provided. In particular for motor vehicles, one of the connections form the housing. The other connector is then inserted into the housing by one Holding body kept isolated.
Sofern die der Flüssigkeit ausgesetzten Bereiche der Anschlüsse und des Widerstandselements mit der Flüssigkeit aufgrund der chemischen oder elektrischen Eigenschaften der Flüssigkeit nicht in Berührung kommen dürfen, so können diese Bereiche mit einer Isolierschicht elektrisch isoliert sein. Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden.Provided that the areas of the connections and exposed to the liquid of the resistance element with the liquid due to the chemical or electrical Properties of the liquid may not come into contact, so these can Areas to be electrically isolated with an insulating layer. In the following should Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to drawings.
Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Gebers für die elektrische Tankinhaltsanzeige eines Kraftfahrzeugs; Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den Geber nach Fig. 1 und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines Gebers für die elektrische Tankinhaltsanzeige eines Kraftfahrzeugs.1 shows a section through a first embodiment of a Transmitter for the electric tank content display of a motor vehicle; Fig. 2 a partially broken plan view of the transmitter according to FIG. 1 and FIG. 3, a second Embodiment of a transmitter for the electric tank content display of a motor vehicle.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Geber umfaßt ein formgespritztes Gehäuse 1 mit einem rohrförmigen Grundkörper 3, der an seinem einen Ende durch einen Deckel 5 dicht verschlossen ist. Der Deckel 5 begrenzt zusammen mit dem Grundkörper 3 und einem im axialen Abstand von dem Deckel 5 in den Grundkörper 3 dicht eingegossenen Widerstandselement 7 eine Kammer 9, in die auf radial gegenüberliegenden Seiten Anschlußstutzen 11, 13 münden. Mit Hilfe der Anschlußstutzen 11, 13 kann der Geber in eine vom Kraftstoffbehälter zum Motor führende Kraftstoff leitung geschaltet werden. Der Kraftstoff fließt hierbei durch die Kammer 9 und setzt das Widerstandselement 7 dem hydrostatischen Flüssigkeitsdruck des Kraftstoffbehälters aus.The transmitter shown in Figures 1 and 2 comprises an injection-molded one Housing 1 with a tubular base body 3, which at one end by a Lid 5 is tightly closed. The cover 5 limits together with the base body 3 and one tightly cast in the base body 3 at an axial distance from the cover 5 Resistance element 7 a chamber 9, in which on radially opposite sides Connection pieces 11, 13 open. With the help of the connecting pieces 11, 13, the encoder switched into a fuel line leading from the fuel tank to the engine will. The fuel flows through the chamber 9 and sets the resistance element 7 from the hydrostatic fluid pressure of the fuel tank.
Der Geber ist in Höhe des Kraftstoffbehälterbodens oder darunter angeordnet.The sender is arranged at the level of the fuel tank floor or below it.
Das Widerstandselement ist mit zwei Steckanschlüssen 15, 17 kontaktiert; sein elektrischer Widerstand ist abhängig vom hydrostatischen Kraftstoffdruck in der Kammer 9. Das Widerstandselement 7 ist in einen elektrischen Stromkreis des Kraftstoffinhaltmeßgeräts geschaltet. Das Meßgerät umfaßt ein Anzeigeinstrument, das entweder den Strom durch das Widerstandselement 7 oder die Spannung an dem Widerstandselement 7 mißt. Das Meßgerät ist hierzu über nicht dargestellte Zuleitungen an die in Berührungsschutzmuffen 19, 21 sitzenden Steckanschlüsse 15, 17 angeschlossen.The resistance element is contacted with two plug connections 15, 17; its electrical resistance depends on the hydrostatic fuel pressure in the chamber 9. The resistance element 7 is in an electrical circuit of the Fuel content meter switched. The meter includes a display instrument, either the current through the resistance element 7 or the voltage across the resistance element 7 measures. For this purpose, the measuring device is connected to the contact protection sleeves via leads (not shown) 19, 21 seated plug connections 15, 17 connected.
Das Widerstandselement 7 umfaßt zwei flach aneinanderliegende flexible Scheiben 23, 25 aus einem elektrisch leitenden Kunststoffmaterial, beispielsweise aus mit Rußsegmenten versetzten Polyäthylen. Die Steckanschlüsse 15, 17 sind ebenfalls flach und an den einander abgewandten Scheibenseiten der Scheiben 23, 25 mit einem elektrisch leitenden Kleber befestigt. Die Steckanschlüsse 15, 17 stehen über den Rand der Scheiben 23, 25 in Scheibenrichtung vor und stützen sich auf einem Abstandring 27 aus Isoliermaterial aneinander ab. Der Abstandring 27 legt den Abstand der Scheiben 23, 25 fest und verhindert, daß die Scheiben 23, 25 beim Umspritzen des Gehäuses 1 unkontrolliert gegeneinander gepreßt werden. Der auf der Seite der Kammer 9 gelegene Steckanschluß 15 umschließt den Rand der Scheibe 23 ringförmig, so daß die Scheibe 23 im Bereich der dadurch gebildeten Öffnung 29 dem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.The resistance element 7 comprises two flexible ones lying flat against one another Disks 23, 25 made of an electrically conductive plastic material, for example made of polyethylene mixed with carbon black segments. The plug connections 15, 17 are also flat and on the opposite disk sides of the disks 23, 25 with a electrically conductive adhesive attached. The connectors 15, 17 are on the Edge of the disks 23, 25 in front of the disk direction and are supported on a spacer ring 27 made of insulating material from one another. The spacer ring 27 sets the distance between the discs 23, 25 fixed and prevents the disks 23, 25 from being encapsulated in the housing 1 are pressed against each other in an uncontrolled manner. The one on the side of the chamber 9 Plug connection 15 surrounds the edge of the disc 23 in an annular manner, so that the disc 23 exposed to the liquid pressure in the area of the opening 29 formed thereby is.
Ausgehend vom Zentrum der Öffnung 29 wird sich die Scheibe 23 mit wachsendem Flüssigkeitsdruck in einem wachsenden Flächenbereich an die gegenüberliegende Fläche der Scheibe 25 anlegen, wobei der Ubergangswiderstand zwischen den Scheiben 23, 25 abnimmt. Um besonders große Werte des Ubergangswiderstands bei unbelastetem Widerstandselement 7 zu erreichen, kann der Abstandring 27 auch so bemessen sein, daß sich die Scheiben 23, 25 im unbelasteten Zustand gerade nicht mehr berühren.Starting from the center of the opening 29, the disk 23 will move with it increasing fluid pressure in a growing surface area to the opposite Place the surface of the disk 25, with the contact resistance between the disks 23, 25 decreases. By particularly large values of the transition resistance at unloaded To achieve resistance element 7, the spacer ring 27 can also be dimensioned so that the disks 23, 25 just no longer touch in the unloaded state.
Der von der Kammer 9 entfernt gelegene Steckanschluß 17 ist ebenfalls flach ausgebildet und liegt über die gesamte Fläche der Scheibe 25 an dieser an. Der Steckanschluß 17 sorgt für eine plane und sich nur schwer verwerfende Gegendruckfläche. Seine der Scheibe 25 abgekehrte Seite ist durch die Stirnseite des Grundkörpers 3 frei zugänglich und wird durch die Umgebungsluft gekühlt. Die in das Innere der Kammer 9 weisenden Flächen des Steckanschlusses 15 und der Scheibe 23 sind mit einer elektrisch isolierenden Schutzschicht 31 bedeckt.The plug connection 17 located away from the chamber 9 is also flat and lies over the entire Surface of the disc 25 on this one. The plug connection 17 ensures a plane and difficult to reject Counter pressure area. Its side facing away from the disc 25 is through the end face of the base body 3 freely accessible and is cooled by the ambient air. the in the interior of the chamber 9 facing surfaces of the plug connection 15 and the disk 23 are covered with an electrically insulating protective layer 31.
Figur 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Gebers für ein den Kraftstoffinhalt eines kraftstoffbehälteranzeigenden Meßgeräts. Der Geber unterscheidet sich von dem vorstehend erläutertenden Geber im wesentlichen dadurch, daß einer der beiden Anschlüsse eines Widerstandselements 33 durch ein becherförmiges Metallgehäuse 35 gebildet ist, welches an seiner Öffnungsseite einen Ringflansch 37 trägt, mit dessen Hilfe es an einer Öffnung im Boden des Kraftstoffbehälters befestigt werden kann. Das Innere des Metallgehäuses 35 ist deshalb dem hydrostatischen Druck des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter ausgesetzt. In das Metallgehäuse 35 ist ein Isolierkörper 39 eingesetzt, der mit einer Berührschutzmuffe 41 durch eine Öffnung in der Wand des Metallgehäuses 35 nach außen ragt. In der Berührschutzmuffe 41 sitzt ein Anschlußstecker 43, der mit der vom Boden des Metallgehäuses 35 abgewandten, dem Kraftstoffbehälter zugewandten Seite des Widerstandselements 33 kontaktiert ist. Auf dieser Seite des Widerstandselements 33 ist eine flexible Metallfolie 45 aufgebracht, die in Kontakt mit dem Steckanschluß 43 steht. Das Widerstandselement 33 besteht aus einem druckabhängig seinen spezifischen elektrischen Widerstand zwischen der Metallfolie 45 und dem Boden des Metallgehäuses 35 ändernden Kunststoffmaterial. Der hydrostatische Druck in dem Kraftstoffbehälter wirkt über eine öffnung 47 in dem Isolierkörper 39 und dem Steckanschluß 43 auf die Folie 45 und damit das Widerstandselement 33. Das der Messung des elektrischen Widerstands des Widerstandselements 33 dienende Meßgerät kann dem Meßgerät des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 und 2 entsprechen. Anstelle des Widerstandselements 33 kann auch ein dem Widerstandselement 7 der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechendes Element benutzt werden. Ebenso kann anstelle des Widerstandselements 7 der Ausführungsform nach Fig. 1 ein Körper aus druckempfindlich seinen elektrischen Widerstand ändernden Kunststoffmaterial zwischen den Steckanschlüssen 15 und 17 vorgesehen sein.Figure 3 shows another embodiment of a transmitter for a Fuel content of a fuel tank indicating gauge. The giver makes a difference from the above-explained encoder essentially in that one the two connections of a resistance element 33 through a cup-shaped metal housing 35 is formed, which carries an annular flange 37 on its opening side, with the help of which it can be attached to an opening in the bottom of the fuel tank can. The interior of the metal housing 35 is therefore the hydrostatic pressure of the Exposed to fuel in the fuel tank. In the metal housing 35 is an insulating body 39 used, with a protection sleeve 41 through an opening in the wall of the metal housing 35 protrudes outward. In the contact protection sleeve 41 sits a connector 43, the one facing away from the bottom of the metal housing 35, the fuel tank facing side of the resistance element 33 is contacted. On this side of the Resistance element 33 is applied a flexible metal foil 45 which is in contact with the plug connection 43 stands. The resistance element 33 consists of a pressure-dependent its electrical resistivity between the metal foil 45 and the Bottom of the metal case 35 changing plastic material. The hydrostatic pressure in the fuel tank acts via an opening 47 in the insulating body 39 and the plug connection 43 on the film 45 and thus the resistance element 33. The measuring of the electrical resistance of the resistance element 33 is used The measuring device can correspond to the measuring device of the exemplary embodiment in FIGS. Instead of the resistance element 33, a resistance element 7 of the embodiment according to Fig. 1 corresponding element can be used. Likewise, instead of the resistance element 7 of the embodiment of FIG. 1, a body made of pressure-sensitive its electrical Resistance changing plastic material between the plug connections 15 and 17 be provided.
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DE (1) | DE2932246A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2548360A1 (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-04 | Savoyet Jean Louis | DEVICE FOR TAKING AND MEASURING THE FLOW OF A LIQUID IN CONSTANT OR PULSED CIRCULATION |
-
1979
- 1979-08-09 DE DE19792932246 patent/DE2932246A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0132209A1 (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-23 | Jean-Louis Paul Jules Savoyet | Device for taking samples and for measuring flow of a liquid |
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