DE3011357A1

DE3011357A1 - Hebelgeber zur fuellstandsmessung in nicht stationaeren fluessigkeitsbehaeltern, insbesondere fuer brennstoffbehaelter von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3011357A1
Application number: DE19803011357
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl.-Ing. 8011 Kirchstockach Kraft; Georg Dipl.-Ing. 8011 Neubaldham Wissenbach
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1980-03-25
Filing date: 1980-03-25
Publication date: 1981-10-01
Also published as: DE3011357C2

Description

Hebelgeber zur FUllstandsmessung in nicht stationären
FlUssigkeitsbehältern, insbesondere fUr Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Hebelgeber zur Füllstandsmessung in nicht stationären FlUssigkeitsbehältern, insbesondere fUr Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen, mit einem um eine horizontaie Achse schwenkbaren Hebel, an dessen freiem Ende ein Schwimmer angeordnet ist, sowie einer Einrichtung, die plötzlichen Schwenkbewegungen des Hebels entgegenwirkt.
Bei einem bekannten derartigen Hebelgeber (DE-AS 12 28 814) ist eine aus einem Dämpfungszylinder und einem darin verschiebbaren Kolben bestehende Dämpfungseinheit vorgesehen, die einerseits mit dem Hebel des Füllstandsgebers verbunden ist und sich andererseits unmittelbar oder mittelbar an der Montageplatte des Gebers abstUtzt. Heftiges Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs verursacht plötzliche starke Schwappbewegungen der in dem Brennstoffbehälter befindlichen Flüssigkeit, die ein entsprechend heftiges Verschwenken des Hebels und damit auch in unerwünschter Weise der Nadel des Anzeigeinstruments verursachen wurde. Diesen plötzlichen Bewegungen des Hebels wirkt die bekannte Dämpungseinrichtung entgegen. Zylinder/Kolben-Einheiten sind aber störanfällig und verändern mit zunehmendem Verschleiss der FUhrungsflächen des Zylinders bzw. des Kolbens ihr Dämpfungsverhalten. Wegen des über den Schwimmer anzuhebenden Kolbengewichts und der zu überwindenden Gleitreibung muss ein grosser Schwimmer vorgesehen werden, der aber wiederum das nutzbare Tankvolumen und die Meßstrecke vermindert. DarUber hinaus erscheint die Bauweise aufwendig.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hebelgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Vermeidung der vorbeschriebenen Nachteile verhältnismäßig einfach ist und trotzdem zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird bei einem Hebelgeber der vorausgesetzten Bauart dadurch gelöst, daß mit der Achse des Hebels eine Bremsrolle oder -scheibe fest verbunden ist, auf die eine bei auftretendon Beschleunigungen wirksame Tragheitsrmâsse eirnirkt. Die Brernsrolle oder -scheibe kann ohne großen zusjtziichen Aufwand an der für den Hebel ohnehin erforderlichen Drehachse befestigt werden. Die Trägheitsmasse kann, wie in folgenden noch näher erläutert werden wird, ebenfalls mit einfachen Mitteln an dem Bauteil gelagert werden, das zur Lagerung des Hebels und zur Aufnahme des Verschiebewiderstands bei einer elektrischen Füllstandsmesseinheit ohnehin erforderlich ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Trägheitsmasse durch ein Nassependel gebildet, das um eine zur Schwenkachse des Hebels parallele Achse drehbar und mit wenigstens einer Bremsfläche versehen ist, die nach dem Auslenken des Pendels aus seiner Ruhelage gegen die Bremsrolle oder -scheibe drückt. Ein derartiges Massependel reagiert schnell auf Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs oder bei entsprechender Anlenkung auch auf Querbeschleunigungen, die bei schnellerer Kurvenfahrt auftreten. Die Bremsflächen blockieren schon kurz nach dem Auftreten der Beschleunigungskräfte den Hebelgeber, so daß die durch das Schwappen des Brennstoffs bedingten örtlichen 7dilstandsschwan'{ungen nicht mehr an das Anzeigeinstrument weitergegeben werden.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht eine segmentförmige Bremssc>.eibe vor, die ein Zahnsegment tragt, das über eine Verzahnung mit einer Drehmasse in Verbindung steht. Das Zahnsegment und die Verzahnung - in der Regel die eines einzigen Ritzels - bilden ein hoch-übersetztes Getriebe. Bei kurzzeitigen Brennstoffspiegel-Änderungen, kann der Sch-rilver des Hebels die plötzlichen Schwenkbewegungen nicht mitmachen, da die Drehmasse durch ihren Trgreitswiderstand in Verbindung mit der hohen Getriebeübersetzung dem Schwenken des Hebels einen sehr großen Widerstand entgegensetzt. Langsame Hebelbewegungen, zum Beispiel bei Brennstoffniveau-Abnahme im Fahrbetrieb, läßt die Drehmasse bei ausgewogenen Nassenverhältnissen Jedoch zu.
Die Erfindung, sowie weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Kombinationen der Erfindung, die Gegenstand von Unteransprüchen sind, werden im folgenden anhand mehrerer Ausfuhrungsbeispiele erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine (zum Teil schematisierte) Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Hebelgebers; Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1 und Fig. 3 und 4 bzw. 5 und 6 den Ansichten nach den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen zweier weiterer Ausführungsbeispiele.
Die in der Zeichnung dargestellten Hebelgeber sind zur FUllstandsmessung in Brennstoffbehältern von Kraftfahrzeugen vorgesehen. Das Prinzip dieser Hebelgeber könnte auch zum Bestimmen des Flüssigkeitsniveaus des Schmieröls oder der Bremsflüssigkeit venzendet werden. In all diesen erwähnten oder gleichgelagerten Fällen kann es wünschenswert sein, Niveauänderungen, die nur kurzzeitig durch das Schwappen der Flüssigkeit etwa bei starkem Bremsen oder bei Kurvenfahrt auftreten, nicht an einem Anzeigeinstrument oder einer Signal einrichtung wiederzugeben.
Der Hebelgeber nach Fig. 1 weist einen um eine horizontale Achse 1 schwenkbaren Hebel 2 auf, an dessen freiem Ende ein Schwimmer 3 angeordnet ist. Die Achse 1 ist in einem Aufnahmeteil 4 gelagert, das auch den Verschiebewiderstand 5 trägt, der mit einer auf der Achse 1 befestigten Kontaktfeder 6 zusarnirentirkt. Uber einen Lagerdeckel 7 ist der Hebelgeber mit einer horizontalen Wandung 8 des Brennstoffbehälters dicht verbunden.
Nit der Achse 1 des Hebels 2 ist eine Bremsrolle 9 fest verbunden, auf die eine bei auftretenden Beschleunigungen wirksame Trägheitsmasse 10 einwirkt. Anstelle der Bremsrolle 9 könntb auch eine - flachere - Bremsscheibe vorgesehen sein.
Wie man den Fig. 1 und 2 weiter entnehmen kann, ist die Trägheitsmasse im wesentlichen durch ein itasse?endel 11 gebildet, das um eine zur Schwenkachse 1 des Hebels 2 parallele Achse 12 drehbar ist. Das Nassependel 11 ist mit zwei Bremsflächen 13 und 13 versehen, von denen eine nach Auslenken des Pendels aus seiner vertikalen Ruhelage gegen die Bremsrolle 9 drückt und diese sowie den Hebel 2 festbremst.
Wenn man insbesondere die durch Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrt verursachten plötzlichen und kurzzeitigen Schwenkbewegungen des Hebels 2 verhindern will, ist es zwecknäßig, die Achse 12 des Pendels 11 in Fahrtrichtung F verlaufen zu lassen (Fig. 2).
In Weiterbildung der Erfindung kann die Bremsrolle nur - wie in Fig. 1 etwa in strichpunktierten Linien dargestellt - segment- oder sektorförmig ausgebildet sein, wobei die Größe des Sektors auf den maximalen Schwenkbereich des Hebels 2 abgestimmt sein muß.
An dem Massependel 11 nach Fig. 1 sind zwei Bremsflächenabschnitte 13 und 13' vorgesehen, die symmetrisch zu der die Achsen 1 und 12 des Pendels und des Hebels 2 enthaltenden Ebene angeordnet sind. Die resflächenabschnitte 13 und 13' sind dabei oberhalb der Achse 12 des Nassependels 11 vorgesehen. Sie schließen einen zur Schwenkachse 1 des Hebels 2 offenen Winkel ein. ach Auslenkung des Massependels 11 in die in Fig. 1 in strichlierten Linien dargestellte Lage drückt die (in Fig. 1 linke) Bremsfläche 13 gegen den Umfang/der Bremsrolle 9 und verhindert durch das dabei übertragene Reibmoment ein Verschwenken des Hebels 2, wie es ohne die Bremseinrichtung der Fall wäre, wenn der Schwimner 3 dem, ebenfalls in strichlierten Linien angedeuteten, aufgrund von Querbeschleuntgungen sich einstellenden Flüssigkeitsniveau folgen würde.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von den Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß die Bremsflächenabschnitte 14, 14' nach einem Kreisbogen geformt sind, dessen Mittelpunkt 15 unterhalb der Achse 12 des Nassependels 11' liegt. Bei dem dargestellten Ausflührungsbeispiel sind die zwei kreis bogenförmigen Brernsflächenabschnitte 14, 14' Teile eines durchgehenden Kreissegmenis. Durch die Exzentrizität e des Kreismittelpunkts 15 zur ficnfeS;achse 12 des Hebels tritt eine gewisse Selbstverstärkung des Reibmoments ein, wenn das Massependel 11' ausgelenkt und dabei die Bremsrolle 9 festgebremst wird. Der Hebel 2 wird dabei noch sicherer in seiner Ausgangslage gehaiten.
Wie man in den Fig. 1 und 3 erkennt, ist jeweils das untere Ende des Massependels 11 bzw. 11' mit einer Trägheitsmasse in Form eines flachen langgestreckten Körpers 16 bzw. 16' versehen, der sich im wesentlichen in der Schwenkebene des Pendels erstreckt. Hierdurch wirkt dem Ausschwenken des Massependels 11 bzw. 11' jeweils nur ein vergleichsweise geringer Strömungswiderstand der Flüssigkeit entgegen, in die das Pendel eintaucht, so daß die Bremseinrichtung sehr schnell anspricht. Bei den Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Körper 16 der Trägheitsmasse ferner noch in der Schwenkebene gekrr:mt, wobei der Krümmungsmittelpunkt zumindest annähernd im Bereich der Achse 12 des Massependels 11 liegt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist mit der Achse 17 des Hebels 18 eine Bremsscheibe 19 fest verbunden, die segnentförmig ausbebildet ist. Das Segment ist ein Zahnsegment, das Uher eine Verzahnung 20, die mit einem Ritzel 21 kärnrnt, mit einer Drehmasse 22 in Verbindung steht. Die Drehmasse 22 und das Ritzel 21 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel direkt verbunden und durch eine gemeinsame Lager;e'le 23 in dem Aufnahmeteil 24 gelagert. Das Zahnsegment und das Ritzel 21 bilden ein hoch-übersetztes Getriebe. Bei kurzzeitigen Brennstoffspiegel-nderunzen, die durch Beschleunigen oder Verzögern des Fahrzeugs oder auch durch schnelle Kurvenfahrt verursacht sein können, kann der Schwimmer die Niveauänderungen nicht mitmachen, da die Drehmasse einem schnelleren Verschwenken des Hebels 18 ber aMe Öbersetzung ihren Tragheitswiderstand entgegensetzt. Langsame Hebelbewegungen dagegen, die sich et;& durch zle Brennstoffniveau-Abnahme im Fahrbetrieb ergeben, werden durch die Drehmasse kaum behindert, wenn die Nasse des Hebels und die Drehmasse 22 entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 hat gegenüber den Ausführungabeispielen mit einem Massependel noch den Vorteil, daß die Beschleunigungsrichtung keinen Einfluß auf die auf den Hebel ausgeübte Bremswirkung hat.
Die beschriebenen Bremseinrichtungen für den Hebel eines Hebelgebers lassen sich mit verhältnismäßig geringen zusätzlichen Aufwand realisieren, so daß sie beispielsweise kostengünstiger sind als bekannte elektronische Dämpfungsglieder.

Claims

Hebelgeber zur FUllstandsmessung in nicht stationären FlUssigkeitsbehältern, insbesondere fUr Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen '1 PatentansprUche 1. Hebelgeber zur Füllstandsmessung in nicht stationären Flüssigkeitsbehältern, insbesondere für Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen, mit einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Hebel, an dessen freiem Ende ein Schwimmer angeordnet ist, sowie einer Einrichtung, die plötzlichen Schwenkbewegungen des Hebels entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Achse des Hebels (2, 18) eine Bremsrolle (9) oder -scheibe (19) fest verbunden ist, auf die eine bei auftretenden Beschleunigungen wirksame Trägheitsmasse (10) einwirkt.
2. Hebelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (10) durch ein Massependel (11, 11') gebildet ist, das um eine zur Schwenkachse (1) des Hebels (2) parallele Achse (12) drehbar und mit wenigstens einer Bremsfläche versehen ist, die nach Auslenken des Pendels-aus seiner Ruhelage gegen die Bremsrolle (9) oder -scheibe (19) drUckt.
3. Hebelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsrolle (9) oder -scheibe (19) nur segmentförmig ausgebildet und die Größe des Segments auf den maximalen Schwenkbereich des Hebels (2) abgestimmt ist.
4. Hebelgeber nach Anspruch 2 für einen Brennsto4f- oder Ölbehälter eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (12) des Pendels (11, 11') in Fehrtrichtung verläuft.
5. Hebelgeber nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch zwei am Massependel (11) vor6esehene Bremsflächenabschnitte (13, 13'), diesymmetrisch zu der die Achsen (1, 12) des Pendels (11) und des Hebels (2) enthaltenden Ebene angeordnet sind.
6. Hebelgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die BremsClachenabschnitte (13, 13') oberhalb der Achse (12) des Massependels (11, 11') vorgesehen ist.
7. Hebelgeber nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsflächenabschnitte (13, 13') einen zur Schwenkachse (1) des Hebels (2) offenen Winkel einschließen.
8. Hebelgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsflächenabschnitte (14, 14') nach einem Kreisbogen geformt sind, dessen Mittelpunkt (15) unterhalb der Achse (12) des Massenpendels (11') liegt.
9. Hebelgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei kreisbogenförmigen Bremsflächenabschnitte (14, 14') Teile eines durchgehenden Kreissegments sind.
10. Hebelgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Massependels (11, 11') mit einer Trägheitsmasse (16, 16') in Form eines flachen, langgestreckten Körpers (16, 16') versehen ist, der sich im wesentlichen in der Schwenkebene des Pendels erstreckt.
11. Hebelgeber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (16) der Trägheitsrnasse in der Scharenkebene gekrümmt ist und der Krümmungsittelpunkt zumindest annähernd im Bereich der Achse (12) des Wiassependels (11) liegt.
12. Hebelgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment der 3remsscheibe (19) ein Zahnsegment ist, das Uber eine Verzahnung (20, Ritzel 21) mit einer Drehmasse (22) in Verbindung steht.