DE3640444A1 - Einrichtung zur erfassung des fuellstandes in einem behaelter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Er­ fassung des Füllstandes von insbesondere einer Flüssig­ keit in einem Behälter, mit einem auf einer Membran ange­ ordneten Piezoelement, welches mittels einer an einem Innenteil abgestützten Kontaktierungseinrichtung kontak­ tiert ist.

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.

Problematisch bei Einrichtungen dieser Art ist die Kon­ taktierung des Piezoelementes, da diese möglichst an einem Punkt erfolgen soll. Das ist schwierig einzuhal­ ten, da das Piezoelement bestimmungsgemäß schwingen soll, so daß insbesondere bei Verwendung einer Schrau­ benfeder als Signalkontaktfeder die Gefahr eines Weg­ wanderns des das Piezoelement kontaktierenden Kontaktes besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrich­ tung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß ihre Kontaktierungseinrichtung das Piezoelement mög­ lichst exakt und unveränderlich an einer Stelle kontak­ tiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktierungseinrichtung am Innenteil oder einem mit ihm verbundenen Bauteil unverschiebbar befestigt und in axialer Richtung weich, quer dazu jedoch steif ausge­ bildet ist.

Durch diese Gestaltung ergibt es sich, daß die Kontaktie­ rungseinrichtung das gewünschte Schwingen der Membran mit dem Piezoelement in axialer Richtung nur sehr gering dämpft und die Kontaktierungsstelle sehr genau festge­ legt ist. Letzteres führt wiederum dazu, daß die Kontak­ tierungseinrichtung mit geringen axialen Kräften aus­ kommt, was für das Schwingungsverhalten günstig ist.

Besonders einfach ist die Kontaktierungseinrichtung gestaltet, wenn sie eine U-förmig gebogene, mit einem Schenkel an einem Leiter befestigte Blattfeder ist, die an ihrem anderen Schenkel einen Kontaktpunkt zum Kontak­ tieren des Piezoelementes hat.

Die gewünschte Federcharakteristik läßt sich mit sehr geringem Aufwand optimal erreichen, wenn die Blattfeder in ihrer Breite vom Befestigungspunkt am Leiter zum Kon­ taktpunkt hin gleichmäßig abnimmt.

Eine von ihrer Funktion her vergleichbar gute Ausfüh­ rungsform der Erfindung besteht darin, daß die Kontak­ tierungseinrichtung einen axial geführten, auf dem Piezo­ element aufsitzenden, mittels einer Druckfeder zum Piezo­ element hin vorgespannten Kontaktstift hat. Bei dieser Ausführungsform wird durch die Führung des Kontaktstif­ tes jedes seitliche Auswandern des Kontaktpunktes auf dem Piezoelement verhindert.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist schematisch in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In ihr zeigen die

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen die Erfindung betreffenden Bereich der Einrich­ tung,

Fig. 2 eine Abwicklung einer für die Erfindung wesentlichen Signalkontaktfeder,

Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Kontaktierungseinrichtung.

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 mit elek­ trischer Energie des Piezoelementes 4 führt von ihm eine flexible Kontaktierungseinrichtung 5, bei der es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine Blattfeder 6 han­ delt zu einer das Innenteil 1 durchdringenden Leiter 7.

Die Kappe 2 ist über einen zweiten Leiter 8 und einen in das Innenteil 1 eingespritzten Metallscheibe 9 mit Masse verbunden. Wichtig für die Erfindung ist die Gestaltung der Kontaktierungseinrichtung 5, welche derart ist, daß durch das Schwingen des Piezoelementes 4 sich die Kon­ taktierungsstelle auf ihm nicht verlagert. Hierzu ist die Kontaktierungseinrichtung als sich zum Piezoelement 4 hin gleichmäßig verjüngende Blattfeder 6 ausgebildet, was die Fig. 2 zeigt. An ihrem breiteren Ende hat die Blattfeder 6 ein Loch 10, welches zur Befestigung am Leiter 7 dient, und an ihrem schmaleren Ende einen Kon­ taktpunkt 11, mit dem sie das Piezoelement 4 zu kontak­ tieren vermag.

Die in der Fig. 3 gezeigte Kontaktierungseinrichtung 5 hat einen in einem Federgehäuse 12 gegen die Kraft einer Druckfeder 13 axial verschieblichen Kontaktstift 14, welcher zur Kontaktierung des Piezoelementes 4 dient. An seinem oberen Ende hat das Federgehäuse 12 einen Löt­ punkt 15, der zum Verbinden der Kontaktierungseinrich­ tung mit dem Leiter 7 oder einem anderen zur Zuführung der Spannung dienenden Bauteil vorgesehen ist.

Claims (4)

1. Einrichtung zur Erfassung des Füllstandes von insbe­ sondere einer Flüssigkeit in einem Behälter, mit einem auf einer Membran angeordneten Piezoelement, welches mittels einer an einem Innenteil abgestützten Kontak­ tierungseinrichtung kontaktiert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kontaktierungseinrichtung (5) am Innen­ teil (1) oder einem fest mit ihm verbundenen Bauteil unverschiebbar befestigt und in axialer Richtung weich, quer dazu jedoch steif ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungseinrichtung (5) eine U-förmig ge­ bogene, mit einem Schenkel an einem Leiter (7) befestig­ te Blattfeder (6) ist, die an ihrem anderen Schenkel einen Kontaktpunkt (11) zum Kontaktieren des Piezoelemen­ tes (4) hat.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (6) in ihrer Breite vom Befestigungs­ punkt am Leiter zum Kontaktpunkt (11) hin gleichmäßig abnimmt.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontak­ tierungseinrichtung (5) einen axial geführten, auf dem Piezoelement (4) aufsitzenden, mittels einer Druckfeder (13) zum Piezoelement (4) hin vorgespannten Kontaktstift (14) hat.