DE3640443C2

DE3640443C2 - Device for detecting the level in a container

Info

Publication number: DE3640443C2
Application number: DE19863640443
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Werkmann; Reiner Liebl
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1986-11-27
Filing date: 1986-11-27
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2006-11-28
Also published as: DE3640443A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Er fassung des Füllstandes eines Füllgutes, insbesondere einer Flüssig keit in einem Behälter, mit einer dichtend an einem Bauteil angeordneten, metallischen Kappe, deren Außenseite dem Füllgut zugewandt und auf deren Stirn fläche innenseitig ein Piezoelement angeordnet ist.The invention relates to a device for He Detection of the level of a product, in particular a liquid in a container, with a seal on one Component arranged, metallic cap, the On the outside facing the product and on its forehead A piezo element is arranged on the inside.

Solche Einrichtungen werden zum Beispiel in Kraftfahr zeugen eingesetzt, um bei Erreichen eines Mindestfüll standes ein Warnsignal erzeugen zu können. Die Wirkung dieser Einrichtung beruht darauf, daß die Schwingungen der eine Membran bildenden Stirnfläche der Kappe durch die auf sie einwirkende Flüssigkeit gedämpft werden. Das unterschiedliche Schwingungsverhalten bei Vorhandensein oder Fehlen von Flüssigkeit wird in einer Auswerteinrich tung erfaßt, so daß das gewünschte Warnsignal erzeugt werden kann. Such devices are used, for example, in motor vehicles witness used to when a minimum fill is reached able to generate a warning signal. The effect this device relies on the vibrations through the end face of the cap forming a membrane the liquid acting on them are dampened. The different vibration behavior when present or lack of liquid is detected in an evaluation unit tion detected so that the desired warning signal is generated can be.

Problematisch bei Einrichtungen dieser Art ist die Befestigung der Kappe am Innenteil. Üblicherweise wird die Kappe durch radiale Verformungen mit dem aus Kunststoff bestehenden Innenteil verbunden. Da Kunststoff sich jedoch durch Altern verändert, besteht die Gefahr, daß sich die Kappe mit der Zeit lockert. Dem versucht man durch Verwendung vorgealterten Kunststoffes zu begegnen, was zu erheblichen, zusätzlichen Kosten führt. Zu bedenken ist im Zusammenhang mit der Befestigung der Kappe auch, daß durch sie keine Spannungen in die Kappe gelangen dürfen, weil dadurch ihr Schwingungsverhalten verändert würde. In Extremfällen könnte die Kappe sogar zumindest beim Schwingen unterhalb ihrer Befestigungsstelle gegen das Innenteil gelangen und dadurch eine ordnungsgemäße Funktion der Einrichtung ausschließen.Fastening is problematic with devices of this type the cap on the inside. Usually the cap due to radial deformation with the plastic one Inner part connected. However, since plastic stands out Aging changes, there is a risk that the cap with the time loosens. One tries to do this by using pre-aged ones To encounter plastic, which leads to significant leads to additional costs. It is worth considering in the context with the attachment of the cap that no through it Tensions may enter the cap because of this Vibration behavior would be changed. In extreme cases the cap even at least when swinging below hers Attachment point against the inner part and thereby preclude proper functioning of the facility.

Aus der DE-OS 16 73 972 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die metallische Kappe an ihrer Mündungsöffnung mit einer Gewinde versehen und auf ein mit einem entsprechenden Gewinde versehenen Gehäuseoberteil aufgeschraubt ist.From DE-OS 16 73 972 is a device of the beginning known type, in which the metallic cap threaded their mouth opening and onto a with a corresponding threaded housing top is screwed on.

Je nach der Intensität, mit der die Verschraubung vorgenommen wird, kommt es zu einer verspannenden Beeinträchtigung der das Piezoelement tragenden Stirnfläche der Kappe.Depending on the intensity with which the screw connection is made there is a tense impairment the end face of the cap carrying the piezo element.

Aus der DE-OS 25 12 060 ist ebenfalls eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der die Kappe an ihrer Mündungsöffnung mit einem radialen Kragen versehen ist. Mit diesem Kragen wird die Kappe in eine Stufenbohrung einer Halterungsmutter eingesetzt, eine Packung und Verschlußteil auf den radialen Kragen aufgesetzt und die Halterungsmutter das Verschlußteil umgreifend umgebördelt. Dabei entstehen unkontrollierbare Verspannungen an dem radialen Kragen, die auch auf die das Piezoelement tragende Stirnfläche der Kappe einwirken.From DE-OS 25 12 060 is also a device of known type, in which the cap on her Mouth opening is provided with a radial collar. With This collar is the cap in a stepped bore Bracket nut inserted, a pack and fastener placed on the radial collar and the mounting nut crimped around the closure part. This creates uncontrollable tension on the radial collar, the also on the end face of the cap carrying the piezo element act.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß ihre Kappe auf möglichst einfache Weise und für die Funktion der Einrichtung optimal mit dem Innenteil der Einrichtung verbunden ist.The invention has for its object a device of the type mentioned in such a way that their Cap in the simplest possible way and for the function of the Device optimally connected to the inside of the device is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of Claim 1 solved.

Durch diese Metallscheibe und die Laserschweißung entsteht eine zuverlässige und dauerhafte Verbindung zwischen dem Innenteil und der Kappe, ohne daß es zu Spannungen in der Kappe kommt. Dadurch ist eine optimale Funktion der Einrichtung sichergestellt. Da die Metallscheibe tief in das Innenteil hineinreichen kann, kommt es auch durch ein Altern des Kunststoffes des Innenteils nicht zu einem schädlichen Lockern oder Lösen des Metallringes und damit der Kappe. This metal disc and the laser welding create a reliable and lasting connection between the Inner part and the cap without causing tension in the Cap is coming. This is an optimal function of the facility ensured. Since the metal disc goes deep into that Can reach inside, it also comes from aging the plastic of the inner part does not become harmful Loosen or loosen the metal ring and thus the cap.

Fertigungstechnisch günstig ist es, wenn die Metall scheibe in die Ausnehmung eingespritzt ist.In terms of production technology, it is cheap if the metal is injected into the recess.

Die Metallscheibe sitzt besonders fest im Kunststoff des Innenteils, wenn sie im Bereich ihrer Stirnseiten von dem aus Kunststoff bestehenden Innenteil umspritzt ist.The metal disc sits particularly firmly in the plastic of the Inner part if they are in the area of their end faces of the plastic inner part is molded.

Vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung zwischen dem Innenteil und der Innenmantel fläche der Kappe in einer umlaufenden Nut des Innenteils ein gegen die Innenmantelfläche der Kappe anliegender O-Ring vorgesehen ist. Ein solcher O-Ring vermag eine Mehrfachfunktion auszuüben. In erster Linie sorgt er für eine Entkopplung der Schwingungen. Weiterhin hält er die Kappe schon bei der Montage vor dem Verschweißen mit der Metallscheibe auf konstantem Abstand vom Innenteil und dichtet den Innenraum der Kappe nach außen hin ab.It is advantageous if, according to an embodiment Invention between the inner part and the inner jacket surface of the cap in a circumferential groove of the inner part one against the inner surface of the cap O-ring is provided. Such an O-ring can Perform multiple functions. First and foremost, he takes care of a decoupling of the vibrations. He continues to hold the Cap already during assembly before welding to the Metal disc at a constant distance from the inner part and seals the interior of the cap from the outside.

Da der O-Ring eine Dichtwirkung ausübt, genügt es gemäß einer anderen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin dung, wenn die Kappe nur an einigen Punkten durch die Laserschweißung mit der Metallscheibe verbunden ist.Since the O-ring has a sealing effect, it is sufficient another, advantageous embodiment of the Erfin if the cap only passes through the Laser welding is connected to the metal disc.

Doppelte Sicherheit gegen ein Eindringen von Flüssigkeit in das Innere der Kappe erzielt man, wenn die Kappe durch eine umlaufende Laserschweißung dichtend mit der Metallscheibe verbunden ist.Double security against liquid ingress inside the cap is achieved when the cap by a circumferential laser welding sealing with the Metal disc is connected.

Die erforderliche Massezuführung zur Kappe ist sehr ein fach zu verwirklichen, wenn ein durch das Innenteil in die Ausnehmung reichender, mit Masse verbindbarer, elek trischer Leiter mit der Metallscheibe leitend verbunden ist. The required mass supply to the cap is very easy fold to realize if one through the inner part in the recess-reaching, connectable to ground, elec tric conductor conductively connected to the metal disc is.

Konstruktiv zweckmäßig ist es, wenn die Metallscheibe ringartig ausgebildet ist und im Bereich des Leiters einen radial in das Innenteil ragenden Vorsprung hat.It is constructively expedient if the metal disc is ring-shaped and in the area of the conductor has a projection protruding radially into the inner part.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Metallscheibe mehrere vom Kunst stoff des Innenteils durchdrungene Bohrungen, eine Bohrung für den als Massekontakt dienenden Leiter und eine Bohrung für die Durchführung des als Pluskontakt dienenden Leiters hat.A particularly advantageous embodiment of the invention is that the metal disc is several of art Drilled holes in the inner part, one Hole for the conductor and a hole for the implementation of the as a positive contact serving director.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen dieThe invention permits numerous embodiments. A of which is shown schematically in the drawing and is described below. They show in her

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen die Erfindung betreffenden Bereich der Einrich tung, Fig. 1 a vertical section through a processing related to the invention the area of Einrich

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Einrichtung ent lang der Linie II-II in Fig. 1. Fig. 2 shows a cross section through the device ent along the line II-II in Fig. 1st

In Fig. 1 ist ein aus Kunststoff bestehendes Innenteil 1 dargestellt, auf welches von unten her eine Kappe 2 aus Metall geschoben ist. Diese Kappe 2 hat eine als Membran wirkende Stirnfläche 3, auf deren Innenseite ein Piezoelement 4 angeordnet ist. Zur Versorgung des Piezo elementes 4 mit elektrischer Energie führt von ihm eine flexible Kontaktfeder 5 zu einem das Innenteil 1 durch dringenden Leiter 6.In Fig. 1, an inner part 1 made of plastic is shown, onto which a metal cap 2 is pushed from below. This cap 2 has an end face 3 acting as a membrane, on the inside of which a piezo element 4 is arranged. To supply the piezo element 4 with electrical energy, a flexible contact spring 5 leads from it to an inner part 1 through an urgent conductor 6 .

Wichtig für die Erfindung ist die Art der Verbindung der Kappe 2 mit dem Innenteil 1. Hierzu hat das Innenteil 1 eine radial umlaufende Ausnehmung 7, in der eine aus ihr herausragende Metallscheibe 8 angeordnet ist. Gegen diese Metallscheibe 8 stößt die Kappe 2 an und ist dort an der Stoßstelle mittels einer Laserschweißung 9 ver bunden. Diese Laserschweißung 9 kann entweder umlaufend und dadurch die Kappe 2 dichtend mit der Metallscheibe 8 verbindend oder aber nur an wenigen Stellen punktförmig ausgeführt sein.The type of connection of the cap 2 to the inner part 1 is important for the invention. For this purpose, the inner part 1 has a radially circumferential recess 7 , in which a metal disk 8 protruding from it is arranged. Against this metal disc 8 abuts the cap 2 and is there ver at the joint by means of a laser welding 9 connected. This laser welding 9 can either be circumferential and thereby connect the cap 2 sealingly to the metal disc 8 or can be designed only in a few points.

In der Zeichnung gesehen unterhalb der Metallscheibe 8 ist in einer umlaufenden Nut 10 des Innenteils 1 ein O-Ring 11 eingelegt, der dichtend gegen die Innenmantel fläche der Kappe 2 anliegt.In the drawing, seen below the metal disc 8 , an O-ring 11 is inserted in a circumferential groove 10 of the inner part 1 , which rests sealingly against the inner surface of the cap 2 .

Das Innenteil 1 wird zusätzlich zum Leiter 6 von einem zweiten Leiter 12 durchdrungen, der jedoch nur bis in die Metallscheibe 8 reicht und auf diese Weise die Kappe 3 mit Masse verbindet.The inner part 1 is penetrated in addition to the conductor 6 by a second conductor 12 , which, however, only extends into the metal disc 8 and in this way connects the cap 3 to ground.

Zur Herstellung des aus dem Innenteil 1 und der Metall scheibe 8 gebildeten Bauteils wird die fertige Metall scheibe 8 in eine Spritzgießform eingelegt und mit Kunst stoff umspritzt. Der Kunststoff durchdringt dabei in Fig. 2 gezeigte Bohrungen 14, 15 und 16 in der Metall scheibe 8, so daß ein einteiliges, sich nach beiden Seiten der Metallscheibe 8 erstreckendes Bauteil ent steht. Eine Bohrung 18 in der Metallscheibe 8 dient der Durchführung des Leiters 6, während eine entsprechende durchmesserkleinere Bohrung 17 zur Aufnahme des Endes des Leiters 12 dient.To produce the component formed from the inner part 1 and the metal disc 8 , the finished metal disc 8 is placed in an injection mold and molded with plastic. The plastic penetrates holes shown in Fig. 2, 14 , 15 and 16 in the metal disk 8 , so that a one-piece, extending to both sides of the metal disk 8 is ent. A hole 18 in the metal disc 8 serves to pass the conductor 6 , while a corresponding smaller diameter hole 17 serves to receive the end of the conductor 12 .

Claims

1. A device for detecting the level of a filling, in particular a liquid in a container, with a sealing on an inner part ( 1 ) made of plastic, metallic rule's cap ( 2 ), the outside of which faces the filling and on the end face inside a piezo element ( 4 ) is arranged, the cap ( 2 ) being connected by means of a laser welding ( 9 ) to a circumferential metal disc ( 8 ) arranged in a radially circumferential recess ( 7 ) of the inner part.

2. Device according to claim 1, characterized in that the metal disc ( 8 ) in the recess ( 7 ) is injected.

3. Device according to claim 2, characterized in that the metal disc ( 8 ) in the region of its end faces from the plastic inner part ( 1 ) is injected around.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that between the inner part ( 1 ) and the inner surface of the cap ( 2 ) in a circumferential groove ( 10 ) of the inner part ( 1 ) against the inner surface of the cap ( 2 ) O-ring ( 11 ) is provided.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cap ( 2 ) is only connected at some points by laser welding ( 9 ) to the metal disc ( 8 ).

6. Device according to one of the preceding claims 1-4, characterized in that the cap ( 2 ) by a circumferential laser welding ( 9 ) is sealingly connected to the metal disc ( 8 ).

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a through the inner part ( 1 ) in the recess ( 7 ) reaching, connectable to ground, electrical conductor ( 12 ) with the metal disc ( 8 ) is conductively connected.

8. Device according to claim 7, characterized in that the metal disc ( 8 ) is ring-shaped and in the region of the conductor ( 12 ) has a radially projecting into the inner part ( 1 ).

9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the metal disc ( 8 ) a plurality of the plastic of the inner part ( 1 ) penetrated bores ( 14 , 15 , 16 ), a bore ( 17 ) for the conductor serving as ground contact ( 12 ) and a bore ( 18 ) for the passage of the conductor ( 6 ) serving as a positive contact.