DE3011357C2 - Hebelgeber zur Füllstandsmessung in nicht stationären Flüssigkeitsbehältern, insbesondere für Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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 auftretenden Beschleunigungen wirksame Trägheitsmasse einwirkt Die Bremsrolle oder -scheibe kann ohne großen zusätzlichen Aufwand an der für den Hebel ohnehin erforderlichen Drehachse befestigt werden. Die Trägheitsmasse kann, wie im folgenden noch näher erläutert werden wird, ebenfalls mit einfachen Mitteln an dem Bauteil gelagert werden, das ?nr 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 Massependel gebildet, das ι ί um eine zur Schwenkachse des Hebels parallele Achse drehbar und mit wenigstens einer Bremsfläche versehen ist, die nach dem Auslenken des Pendels aus seiner Runelage gegen die Bremsrolle oder -scheibe drückt. Ein derartiges Massependel reagiert ichnell auf 2i> 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 Füllstandsschwankungen nicht mehr an das Anzeigeinstrument weitergegeben werden.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht eine segmentförmige Bremsscheibe vor, die ein Zahnsegment trägt, 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 s? Schwimmer des Hebels die plötzlichen Schwenkbewegungen nicht mitmachen, da die Drehmasse durch ihren Triigheitswiderstand in Verbindung mit der hohen Getriebeübersetzung dem Schwenken des Hebels einen sehr großen Widerstand entgegensetzt. Langsame Hebelbewegungen, zum Beispiel bei Brennsloffniveau-Abnahme im Fahrbetrieb, läßt die Drehmasse bei ausgewogenen Massenverhältnissen jedoch zu.

Die Erfindung, sowie weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Kombinationen der Erfindung, die Gegenstand von Unteransprüchen sind, werden im folgenden anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert. F.s zeigt

Fig. 1 eine (zum Teil schematisierte) Seitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel des neuen Hebeige- 5ü bers;

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 Füllstandsmessung in Brennstoffbehältern von Kraftfahrzeugen vorgesehen. Das Prinzip dieser Hebelgeber könnte auch zum Bestimmen des Flüssigkeitsniveaus des Schmieröls oder der Bremsflüssigkeit verwendet 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 Signaleinrichtung wiederzugeben.

Der Hebelgeber nach Fig. 1 waist 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 Aufnahmeieil 4 gelagert, das auch den Verschiebewiderstand 5 trägt, der mit einer auf der Achse 1 befestigten Kontaktfeder 6 zusammenwirkt- Über einen Lagerdeckel 7 ist der Hebelgeber mit einer horizontalen Wandung 8 des Brennstoffbehälters dicht verbunden.

Mit 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 könnte auch eine — flachere — Bremsscheibe vorgesehen sein.

Wie man den F i g. 1 und 2 weiter entnehmen kann, ist die Trägheitsmasse im wesentlichen durch ein Massependel 11 gebildet, das um eine zur Schwenkachse 1 des Hebels 2 parallele Achse 12 drehbar ist. Das Massependel 11 ist mit zwei Bremsflachen 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 fesibremst.

Wenn man insbesondere die durch Querbeschleunigungen bei Kurvenfahrt verursachten plötzlichen und kurzzeitigen Schwenkbewegungen des Hebels 2 verhindern will, ist es zweckmäßig die Achse 12 des Pendels 11 in Fahrtrichtung Fver'aufen zu lassen (F i g. 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 de? Hebels 2 abgestimmt sein muß.

An dem Massependel 11 nach Fig. 1 sind zwei Bremsflächenabscnnitte 13 und 13' vorgesehen, die symmetrisch zu der die Achsen 1 und 12 des Pendeis und des Hebels 2 enthaltenden Ebene angeordnet sind. Die Bremsflächenabschnitte 13 und 13' sind dabei oberhalb der Achse 12 des Massependels 11 vorgesehen. Sie schließen einen zur Schwenkachse I des Hebels 2 offenen Winkel ein. Nach Auslenkung des Massepcndels 11 in die in F i g. 1 in strichlierten Linien dargestellte Lage drückt die (in F i g. 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 Schwimmer 3 dem, ebenfalls in strichlierten Linien angedeuteten, aufgrund von Querbeschleunigungen sich einstellenden Flüssigkeitsniveau folgen würde.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 unterscheidet sich von dem 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 Massependels 1Γ liegt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zwei kreisbogenförmigen Bremsflächenabschnitte 14,14' Teile eines durchgehenden Kreissegments. Durch die Exzentrizität e des Kreismittelpunkts 15 zur Schwenkachse 12 des Hebels tritt eine gewisse Selbstverstärkung des Reibmoments ein, wenn das Massependel 1Γ ausgelenkt und dabei die Bremsrolle 9 festgebremst wird. Der Hebel 2 wird dabei noch sicherer in seiner Ausgangslage gehalten.

Wie man in den F i g. 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. 1 Γ jeweils nur ein vergleichsweise geringer Strömungswiderstand der Flüssigkeit entgegen, in die das Pendel eintaucht, so daß die Bremseinrichtung sehr schnell ■> anspricht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Körper 16 der Trägheitsmasse ferner noch in der Schwenkebene gekrümmt, wobei der Krümmungsmittelpunkt zumindest annähernd im Bereich der Achse 12 des Massependels 11 liegt. to

Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist mit der Achse 17 des Hebels 18 eine Bremsscheibe 19 fest verbunden, die segmentförmig ausgebildet ist. Das Segment ist ein Zahnsegment, das über eine Verzahnung 20, die mit einem Ritzel 21 kämmt, 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 Lagerwelle 23 in dem Aufnahmeteil 24 gelagert. Das Zahnsegment und das Ritzel 21 bilden ein hoch-übersetztes Getriebe. Bei kurzzeitigen Brennstoffspiegel-Änderungen, 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 über die Übersetzung ihren Trägheitswiderstand entgegensetzt. Langsame Hebelbewegungen dagegen, die sich etwa durch die Brennstoffnivau-Abnahme im Fahrbetrieb ergeben, werden durch die Drehmasse kaum behindert, wenn die Masse des Hebels und die Drehmasse 22 entsprechend aufeinander abgestimmt sind. Das Ausführungsbeispiel nach den Fi g. 5 und 6 hat gegenüber den Ausführungsbcispielen 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 geringem zusätzlichen Aufwand realisieren, so daß sie beispielsweise kostengünstiger sind als bekannte elektronische Dämpfungsglieder.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche: Ritzel 21) mit einer Drehmasse (22) in Verbindung steht.

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 Massependd (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) drückt.

3. Hebelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsrolle (9) oder -scheibe (19) nur segmcntförmig ausgebildet und die Größe des Segments auf den maximalen Schwenkbereich des Hebels (2) abgestimmt ist.

4. Hebelgeber nach Anspruch 2 für einen Brennstoff- oder Ölbehälter eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (12) des Pendels (11, 11') in Fahrtrichtung verläuft.

5. Hebelgeber nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch zwei am Massopendel (11) vorgesehene Bremsflächenabschnitte (13, 13'), die symmetrisch zu der die Achsen (1, 12) des Pendels (11) und des Hebels (2) enthaltenden Ebene angeordnet sind.

b. Hebelgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsflächeiiabschnitte (13, 13') oberhalb der Achse (12) des Massependels (Π, 1Γ) vorgesehen sind.

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 Bremsflächenabsclinilte (14, 14') nach einem Kreisbogen geformt sind, dessen Mittelpunkt (15) unterhalb der Achse (12) des Massependels (1Γ) 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, 1Γ) 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 Trägheitsmasse in der Schwenkebene gekrümmt ist und der Krümmungsmittelpunkt zumindest annähernd im Bereich der Achse (12) des Massependels (11) liegt.

12. Hebelgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Segment der Bremsscheibe (19) ein Zahnsegment ist, das über eine Verzahnung (20,

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hebelgeber zur Füllstandsmessung in nicht stationären Flüssigkeitsbehältern, insbesondere für Brennstoffbehälter von Kraftfahrzeugen, mit einem um eine horizontale Achse ίο 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 is 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 ode,- mittelbar an der Montageplatte des Gebers abstützt. 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 würde. Diesen plötzlichen Bewegungen des Hebels wirkt die bekannte Dämpfungseinrichtung entgegen. Zylinder/Kolben-Einheiten sind aber störanfällig und verändern mit zunehmendem Verschleiß der Führungsflächen 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. Darüber hinaus erscheint die Bauweise aufwendig.

Ein anderer bekannter Hebelgeber (FR-PS 6 01 334) umfaßt zwei Hebel, die etwa in Tankmitte gelenkig miteinander verbunden sind und deren von einander weg und in entgegengesetzte Tankbereiche gerichtete Hebelenden jeweils mit einem Schwimmer versehen sind. Jeder Einzelhebel ist über eine Kuppelstange — in einem Ausführungsbeispiel auch noch über weitere Zwischenglieder — mit dem Zeiger eines Anzeigeinstruments verbunden. Dabei soll nur die Summe der Vertikalbewegungen beider Schwimmer am Instrument angezeigt werden. Dieser bekannte Hebelgeber ist verhältnismäßig bauaufwendig und daher auch schwer. Wegen der vielen Gelenkverbindungen erscheint er darüber hinaus auch störanfällig.

Durch die US-PS 17 46 828 ist auch bereits ein Hebelgeber bekannt, dessen die Anzeigeeinrichtung betätigender Hebel an seinem freien Ende einen doppelarmigen Hebel mit je einem Schwimmer an den Enden trägt. Die Schwimmer ragen ebenfalls in entgegengesetzte Bereiche des Tanks und an der Gelenkverbindung des doppelarmigen Hebels mit dem Anzeigehebel wird ebenfalls nur die Summe der Vertikalbewegungen beider Schwimmer übertragen, so daß ein schwappender Tankinhalt die Tankinhaltsanzeige nur wenig beeinflußt. Auch diese Bauweise ist verhältnismäßig aufwendig und beansprucht einen beträchtlichen Raum innerhalb des Tanks.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Hebelgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Vermeidung der vorbeschriebeneri Nachteile verhältnismäßig einfach ist und trotzdem zuverlässig arbeitet.