DE3627109A1

DE3627109A1 - Liquid level sensor

Info

Publication number: DE3627109A1
Application number: DE19863627109
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Werkmann; Peter Kostka; Matthias Schildwaechter; Klaus-Juergen Neidhardt; Walter Decker
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1986-08-06
Publication date: 1988-02-11
Anticipated expiration: 2006-08-07
Also published as: DE3627109C2

Abstract

In the case of a liquid level sensor, in a housing there is arranged not only a chamber (10) with a sliding contact (7) and a resistance strip (8) but also a damping chamber (11). A shutter (12) is seated in the latter in a rotationally fixed manner on a shaft (2), which on the outside of the housing bears a lever (3) with a float. In addition, in the damping chamber (11) there is provided a magnetically operating damping means, which comprises a permanent-magnet disc (13), fastened on the shaft (2), and an outer ring (14) of magnetic material. This brings about a damping both due to magnetic forces and due to the fluid displacement by the shutter (12). <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsniveau geber mit einem einen Schwimmer tragenden, in einem Ge häuse mittels einer Welle schwenkbar gelagerten Hebel, welcher in dem Gehäuse mit einem bei einer Schwenkbewe gung des Hebels entlang einer Widerstandsbahn bewegbaren Schleifkontakt in Wirkverbindung steht. Solche Flüssig keitsniveaugeber werden allgemein in Kraftfahrzeugtanks eingebaut und sind deshalb bekannt.The invention relates to a liquid level with a float in a ge housing pivoted by means of a shaft, which in the housing with a swivel movement movement of the lever movable along a resistance path Sliding contact is in operative connection. Such liquid Level sensors are generally used in motor vehicle tanks installed and are therefore known.

Bei solchen Flüssigkeitsniveaugebern besteht das Pro blem, daß der Kraftstoff im Kraftstofftank durch Fahr bahnstöße hin und her schwappt. Um ein Pendeln des Zeigers der Füllstandsanzeige zu vermeiden, muß man des halb eine Dämpfung vorsehen. Diese soll jedoch möglichst nur bei schnellen, ruckartigen Bewegungen wirksam sein, weil der Zeiger sonst bei einem Starten eines Kraftfahr zeugs unerwünscht lange braucht, um bis zum richtigen Füllstandswert anzusteigen. Auch während einer Kurven fahrt oder Beschleunigungs- und Bremsphasen kommt es zu einer Verlagerung des Tankinhalts und dadurch meist zu einer Falschanzeige, die nach Fortfall des Störeinflus ses möglichst rasch auf den richtigen Wert korrigiert werden soll. The pro is with such liquid level sensors blem that the fuel in the fuel tank by driving railway bumps sloshes back and forth. To swing the To avoid pointer of the level indicator, one has to half provide damping. However, this should be as possible only be effective with quick, jerky movements, because otherwise the pointer when starting a motor vehicle Stuff takes too long to get to the right one Fill level increase. Even during a curve driving or acceleration and braking phases a shift of the tank contents and thereby mostly a false display that occurs after the interference has ceased corrected to the correct value as quickly as possible shall be.

In der Literatur ist bereits ein Flüssigkeitsniveaugeber beschrieben, bei dem an dem den Schwimmer tragenden Hebel eine einen Dämpfungskolben tragende Stange ange lenkt ist. Dieser Dämpfungskolben vermag sich in einem nach oben offenen Zylinder zu bewegen. Dadurch gelangt Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in diesen Zylinder und kann als Dämpfungsflüssigkeit wirken. Nachteilig bei einer solchen Dämpfungseinrichtung ist es jedoch, daß bei geringem Tankinhalt das Kraftstoffniveau so gering ist, daß der Zylinder nicht mehr oder nicht ausreichend mit Kraftstoff gefüllt ist und somit die Schwimmerbe wegungen nicht mehr oder nur noch geringfügig gedämpft werden können. Bei geringem Füllstand werden die Relativbewegungen der Flüssigkeit zum Flüssigkeits niveaugeber größer und somit entstehen größere Füll standsschwankungen auf der Anzeige. Gerade bei geringen Füllständen ist jedoch eine möglichst genaue Füllstands anzeige wichtig, weil gerade dann die Gefahr besteht, daß der Kraftstofftank leergefahren wird.There is already a liquid level transmitter in the literature described in the case of the one carrying the swimmer Lever on a rod carrying a damping piston steers is. This damping piston can do it all in one to move upward open cylinder. This way Fuel from the fuel tank into this cylinder and can act as a damping fluid. A disadvantage of Such a damping device, however, is that the fuel level is so low with a low tank capacity is that the cylinder is no longer or insufficient is filled with fuel and thus the swimmer's leg movements are no longer dampened or only slightly dampened can be. When the level is low, the Relative movements of the liquid to the liquid level transmitter larger and thus larger filling level fluctuations on the display. Especially with low However, filling levels are the most accurate possible display important because there is a risk that that the fuel tank is run empty.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssig keitsniveaugeber der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß mit möglichst geringem Aufwand eine zuver lässige Dämpfung unabhängig von dem jeweiligen Flüssig keitsniveau erzielbar ist.The invention has for its object a liquid level giver of the type mentioned at the beginning design that a verver with as little effort casual damping regardless of the liquid level is achievable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dämpfungseinrichtung eine mit Magnetkraft arbeitende Dämpfungseinrichtung ist.This object is achieved in that the damping device works with magnetic force Damping device is.

Eine solche magnetische Dämpfungseinrichtung ist sehr einfach zu bewerkstelligen und bedingt deshalb nur sehr geringe Kosten. Weiterhin kann eine magnetische Dämpfung sehr unterschiedlich gestaltet sein, so daß man leicht die jeweils gewünschte Dämpfungscharakteristik verwirk lichen kann. Da zur Herbeiführung der Dämpfung der Flüs sigkeitsstand in dem zu überwachenden Behälter keine Rolle spielt, ist auch bei niedrigen Flüssigkeitsständen eine gleichgute Dämpfung zu erzielen wie bei voll gefüll tem Behälter, so daß es insbesondere bei fast leerem Behälter nicht zu Fehlanzeigen infolge einer unzureichen den Dämpfung kommt.Such a magnetic damping device is very easy to do and therefore very limited low cost. Magnetic damping can also be used be designed very differently so that you can easily realizes the desired damping characteristics can. Because of the damping of the rivers level in the container to be monitored none Role plays, even with low fluid levels To achieve the same level of damping as when fully filled tem container, so that it is especially when almost empty Containers do not cause false reports due to insufficient the damping comes.

Die Dämpfungswirkung durch magnetische Kräfte kann beson ders gut mit einer Hysteresedämpfung realisiert werden, wenn auf der Welle eine Dauermagnetscheibe und koaxial zur Dauermagnetscheibe ein Koerflex vorgesehen ist, wobei vorzugsweise die Dauermagnetscheibe aus Hartferrit und der als Außenring ausgebildete Koerflexring aus Eisenkobald besteht.The damping effect by magnetic forces can be special which can be implemented well with hysteresis damping, if on the shaft a permanent magnet disc and coaxial a Koerflex is provided for the permanent magnetic disk, preferably the permanent magnet disk made of hard ferrite and the Koerflex ring designed as an outer ring Iron shortage exists.

Eine gute Dämpfung läßt sich ebenfalls erzielen, wenn die Dauermagnetscheibe mit mehreren auf ihrem Außenum fang angeordneten, wechselnden Polen und der Außenring an seinem Innenumfang mit ebenfalls wechselnden Dauer magnetpolen ausgebildet ist.Good damping can also be achieved if the permanent magnetic disc with several on its outer surface arranged, changing poles and the outer ring on its inner circumference with an alternating duration magnetic poles is formed.

Eine gute Überdeckung der Pole in allen Hebelstellungen läßt sich auf einfache Weise erreichen, wenn die Dauer magnetscheibe 24 Pole und der Außenring 6 Pole hat. Durch diese Anzahl von Polen ist ausgeschlossen, daß die Welle des den Schwimmer tragenden Hebels durch Magnet kräfte in einer Zwischenstellung stehenbleiben kann.A good coverage of the poles in all lever positions can be easily achieved if the permanent magnetic disc has 24 poles and the outer ring has 6 poles. By this number of poles it is excluded that the shaft of the lever carrying the float can remain in an intermediate position by magnetic forces.

Eine Dämpfung durch Hystereseeffekte läßt sich auch erzielen, wenn auf der Welle eine Dauermagnetscheibe mit zumindest zwei Polen und koaxial zur Dauermagnetscheibe ein von der Dauermagnetscheibe magnetisierbarer, gehäuse fester Außenring vorgesehen ist. Damping by hysteresis effects can also be achieve if a permanent magnetic disc is on the shaft at least two poles and coaxial to the permanent magnet disc a housing that can be magnetized by the permanent magnet disc fixed outer ring is provided.

Die Dämpfungswirkung durch magnetische Kräfte kann auch mit einer hydraulischen Dämpfung kombiniert werden, wenn die Dauermagnetscheibe und der Außenring in einer mit Dämpfungsflüssigkeit gefüllten Kammer neben einer auf gleicher Welle angeordneten Stauklappe vorgesehen sind.The damping effect by magnetic forces can also can be combined with hydraulic damping if the permanent magnet disc and the outer ring in one Damping fluid filled chamber next to one same shaft arranged damper are provided.

Dichtungsschwierigkeiten können vermieden werden, wenn die Dämpfungskammer allseitig geschlossen und in ihr koaxial zur Welle in der Kammer eine die Stauklappe tragende Welle mit einem Kupplungsmagneten unmittelbar vor einer die Dämpfungskammer von der Kammer trennenden Trennwand vorgesehen ist, und wenn die Welle in der Kammer einen entsprechenden Kupplungsmagneten auf der anderen Seite der Trennwand aufweist.Sealing difficulties can be avoided if the damping chamber closed on all sides and in it the damper coaxial to the shaft in the chamber load-bearing shaft with a clutch magnet directly in front of a separating the damping chamber from the chamber Partition is provided, and when the shaft in the Chamber a corresponding clutch magnet on the other side of the partition.

Vorteilhaft ist auch eine Magnetdämpfung mittels einer Wirbelstrombremse. Dadurch ergibt sich eine beschleuni gungsabhängige Dämpfungswirkung, so daß bei geringen Be schleunigungswerten und damit geringen Stellkräften den noch eine richtige Anzeige erfolgt.Magnetic damping by means of a is also advantageous Eddy current brake. This results in an acceleration tion-dependent damping effect, so that at low loading acceleration values and thus low actuating forces there is still a correct display.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Drei davon sind in der Zeichnung dargestellt und werden nach folgend beschrieben. In ihr zeigen dieThe invention allows numerous embodiments. Three of which are shown in the drawing and are shown below described below. They show in her

Fig. 1 eine teilgeschnittene Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsniveaugebers, Fig. 1 is a partially sectioned front view of a liquid level sensor according to the invention,

Fig. 2 eine teilgeschnittene Seitenansicht des Flüssigkeitsniveaugebers nach Fig. 1, Fig. 2 is a partially sectioned side view of the fluid level sensor of FIG. 1,

Fig. 3 eine teilgeschnittene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Flüssigkeits niveaugebers, Fig. 3 is a partially sectioned side view of a second embodiment of a liquid level sensor,

Fig. 4 eine Teilansicht einer dritten Ausführungs form eines Flüssigkeitsniveaugebers. Fig. 4 is a partial view of a third embodiment of a liquid level sensor.

Die Fig. 1 zeigt von einem Flüssigkeitsniveaugeber ein Gehäuse 1, welches allseitig geschlossen ist und das eine Welle 2 drehbar lagert. Mit dieser Welle 2 sind auf der Außenseite des Gehäuses 1 ein Hebel 3 und gehäuse innenseitig ein Schleiferarm 4 drehfest verbunden. Im Hebel 3 ist eine Stange 5 eingeklipst, welche an ihrem dem Hebel 3 abgewandten Ende einen Schwimmer 6 trägt. Fig. 1 shows a liquid level sensor, a housing 1 which is closed on all sides and which rotatably supports a shaft 2 . With this shaft 2 on the outside of the housing 1, a lever 3 and housing inside a grinder arm 4 are connected in a rotationally fixed manner. In the lever 3, a rod 5 is clipped, which at its end remote the lever 3 carries a float. 6

Der Schleiferarm 4 trägt an seinem freien Ende einen Schleifkontakt 7 aus elektrisch leitendem Material, der mit Federkraft gegen eine Widerstandsbahn 8 anliegt. Ein Kabel 9 verbindet den Schleifkontakt 7 mit einer nicht gezeigten Spannungsquelle.The wiper arm 4 carries at its free end a sliding contact 7 made of electrically conductive material, which rests against a resistance track 8 with spring force. A cable 9 connects the sliding contact 7 to a voltage source, not shown.

Die Fig. 2 läßt die für die Erfindung wichtigen Merk male des Flüssigkeitsniveaugebers erkennen. Zu sehen ist dort, daß neben einer Kammer 10, die den Schleiferarm 4 mit dem Schleifkontakt 7 und auch die Widerstandsbahn 8 enthält, eine Dämpfungskammer 11 angeordnet ist, in die die Welle 2 hineinführt. Innerhalb dieser Dämpfungs kammer 11 sitzt drehfest auf der Welle 2 eine Stauklappe 12, die sich mit der Welle 2 in einer Dämpfungsflüssig keit bewegt. Neben der Stauklappe 12 ist auf der Welle 2 eine Dauermagnetscheibe 13 aus Hartferrit koaxial zu einem gehäusefesten Außenring 14 aus Eisenkobald ange ordnet. Die Dauermagnetscheibe 13 kann so magnetisiert sein, daß auf ihrem Außenumfang wechselnde Pole, vorzugs weise insgesamt 24, entstehen. Entsprechend ist der Außenring 14 so zu magnetisieren, daß dieser auf seinem Innenumfang wechselnde Pole, vorzugsweise 6 Pole, er hält. Es ergibt sich dann eine magnetische Dämpfung, die durch die hydraulische Dämpfung mittels der Stauklappe 12 ergänzt wird. Fig. 2 shows the important characteristics of the invention for the liquid level sensor. It can be seen there that, in addition to a chamber 10 , which contains the wiper arm 4 with the sliding contact 7 and also the resistance path 8 , a damping chamber 11 is arranged, into which the shaft 2 leads. Within this damping chamber 11 sits rotatably on the shaft 2, a damper 12 which moves with the shaft 2 in a damping fluid speed. In addition to the baffle plate 12 , a permanent magnet disk 13 made of hard ferrite is coaxially arranged on the shaft 2 to form a housing-fixed outer ring 14 made of iron wedge. The permanent magnet disk 13 can be magnetized so that changing poles, preferably a total of 24, arise on its outer circumference. Correspondingly, the outer ring 14 is to be magnetized in such a way that it holds changing poles, preferably 6 poles, on its inner circumference. Magnetic damping then results, which is supplemented by hydraulic damping by means of the baffle flap 12 .

Möglich ist es jedoch auch, einen nicht magnetisierten Außenring 14 vorzusehen, so daß die Dauermagnetscheibe 13 dem Außenring 14 Magnetpole aufprägt. Dreht sich die Dauermagnetscheibe 13 relativ zum Außenring, dann ent steht durch Hysterese eine Dämpfung.However, it is also possible to provide a non-magnetized outer ring 14 , so that the permanent magnet disk 13 imprints magnetic poles on the outer ring 14 . If the permanent magnet disk 13 rotates relative to the outer ring, then there is damping due to hysteresis.

Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 3 durchdringt die Welle 2 in der Kammer 10 nicht eine sie von der Dämpfungskammer 11 trennende Trennwand 15. Stattdessen ist in der Dämpfungskammer 11 eine weitere Welle 16 fluchtend zur Welle 2 angeordnet. Auf dieser Welle 16 sitzt die Stauklappe 12. Weiterhin ist auf der Welle 16 unmittelbar neben der Trennwand 15 ein Kupplungsmagnet 17 angeordnet. Ein entsprechender Kupplungsmagnet 18 sitzt auf der anderen Seite der Trennwand 15 koaxial zum Kupplungsmagneten 17 auf der Welle 2. Durch diese Gestal tung kann man die Dämpfungskammer 11 völlig geschlossen ausführen, so daß keine Dichtungsprobleme auftreten können.In the embodiment according to FIG. 3, the shaft 2 in the chamber 10 does not penetrate a partition 15 separating it from the damping chamber 11 . Instead, a further shaft 16 is arranged in alignment with the shaft 2 in the damping chamber 11 . The stowage flap 12 sits on this shaft 16 . Furthermore, a coupling magnet 17 is arranged on the shaft 16 directly next to the partition 15 . A corresponding clutch magnet 18 sits on the other side of the partition 15 coaxially to the clutch magnet 17 on the shaft 2 . By this design device you can run the damping chamber 11 completely closed, so that no sealing problems can occur.

Die Fig. 4 zeigt, daß auf der Welle 2 zur Dämpfung auch eine Wirbelstrombremse 19 angeordnet sein kann. Diese besteht aus einem auf der Welle 2 angeordneten Dauerma gneten 20 und einer gehäusefesten Wirbelstromglocke 21 aus elektrisch gut leitendem Material, beispielsweise Aluminium. Außenseitig um die Wirbelstromglocke 21 herum und koaxial zu ihr kann noch ein Rückschlußring 22 aus magnetischem Werkstoff vorgesehen sein. FIG. 4 shows that an eddy current brake 19 can also be arranged on the shaft 2 for damping. This consists of a arranged on the shaft 2 permanent magnet 20 and a housing-fixed eddy current bell 21 made of electrically highly conductive material, such as aluminum. On the outside around the eddy current bell 21 and coaxially to it, a return ring 22 made of magnetic material can also be provided.

Dreht sich der Dauermagnet 20, so werden in der Wirbel stromglocke Wirbelströme induziert, die durch Magnet kräfte die Bewegung des Dauermagneten 20 und damit der Welle 2 beschleunigungsabhängig dämpfen.If the permanent magnet 20 rotates, current bell eddy currents are induced in the eddy currents, which dampen the movement of the permanent magnet 20 and thus the shaft 2 as a function of acceleration by magnetic forces.

Claims

1. Liquid level transmitter with a float-carrying lever in a housing by means of a shaft pivotally mounted lever, which is in operative connection with a pivoting movement of the lever along an opposing path movable sliding contact and which is provided with a damping device, characterized that the Dämpfungseinrich tung an operating with magnetic force Dämpfungseinrich is tung.

2. Liquid level sensor according to claim 1, characterized in that on the shaft (2) has a permanent magnet disc (13) and a Koerflexring is provided coaxially with the permanent magnet disc (13).

3. Liquid level transmitter according to claim 2, characterized in that the permanent magnet disc ( 13 ) consists of hard ferrite and the outer ring ( 14 ) formed Koerflexring consists of iron cob.

4. Liquid level transmitter according to claim 2, characterized in that the permanent magnet disc ( 13 ) with a plurality of arranged on its outer circumference, changing poles and the outer ring ( 14 ) is formed on its inner circumference with also changing permanent magnet poles.

5. Liquid level transmitter according to one of claims 2 to 4, characterized in that the permanent magnet disc ( 13 ) has 24 poles and the outer ring ( 14 ) has 6 poles.

6. fluid level transmitter according to claim 1, characterized in that on the shaft (2) has a permanent magnet disc (13) having at least two poles and a magnetizable of the permanent magnet disc (13) outer ring (14) is provided coaxially with the permanent magnet disc (13).

7. Liquid level transmitter according to claims 2 to 6, characterized in that the permanent magnet disc ( 13 ) and the outer ring ( 14 ) in a damping liquid filled damping chamber ( 11 ) are provided next to an on the same shaft ( 2 ) arranged damper ( 12 ).

8. liquid level sensor according to claim 1, characterized in that the damping chamber ( 11 ) closed on all sides and in it coaxially to the shaft ( 2 ) in the chamber ( 10 ) a damper ( 12 ) carrying shaft ( 16 ) with a coupling magnet ( 17 ) is provided directly in front of a partition ( 15 ) separating the damping chamber ( 11 ) from the chamber ( 10 ), and that the shaft ( 2 ) in the chamber ( 10 ) has a corresponding coupling magnet ( 18 ) on the other side of the partition ( 15 ).

9. Liquid level transmitter according to claim 1, characterized in that the damping device is a vortex current brake ( 19 ).