DE3931635A1 - Messfuehlervorrichtung fuer den kraftstoff-fuellstand in einem fahrzeugtank - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßfühlervorrich­ tung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeugtank in der Bauweise mit einem entlang einem Führungsrohr ver­ schiebbaren Schwimmer.

Bei den bekannten Vorrichtungen der obengenannten Bauweise sitzt auf dem Führungselement ein Widerstand (beispeils­ weise ein um das Führungsrohr gewickelter Draht), über den ein auf dem Schwimmer angeordnetes Kontaktelement streicht. Das Führungselement ist normalerweise an einem Flansch an­ geordnet, der an einer Wand des Tanks befestigt werden kann; häufig ist das Führungselement in einer rohrförmigen Hülse eingekapselt, die insgesamt unterhalb des Flansches angeordnet ist.

Im Falle eines Stoßes mit erheblichen Seitenkräften auf das Führungselement verhindert die höhere Steifigkeit der Hülse einen Bruch; die Kraft überträgt sich auf einen Abschnitt des neben der Hülse befindlichen Flansches, welcher bricht, was in der Folge möglicherweise zu einem Austreten von Kraftstoff aus dem Tank führen kann. Dieser Umstand ist besonders gefährlich, da der Kraftstoff in Berührung mit den elektrischen Anschlüssen auf dem Flansch kommen und dadurch ein Brand entstehen kann.

In einer herkömmlichen Ausführungsform wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß die Hülse mit einer Wandstärke ausge­ bildet ist, die eine Sollbruchstelle aufweist. Diese Lösung löst jedoch nicht das Problem eines Bruchs des Flansches bei Beanspruchungen, die in Richtung der Längsachse des Führungselements auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Meßfühlervorrichtung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeugtank ohne die oben beschriebenen Nachteile, d.h. bei welcher das Zubruchgehen des Flansches verhindert wird, und zwar unabhängig von der Richtung der auf das Führungs­ element übertragenen Beanspruchung.

Diese Aufgabe wird bei einer Meßfühlervorrichtung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeugtank bestehend aus

• - einem Flansch zur Verbindung dieser Vorrichtung mit einer Wand des Fahrzeugtanks;
• - einem über ein Verbindungsstück mit Sollbruch­ stelle an diesem Flansch befestigten Führungselement mit einem Widerstand; und
• - einem entlang diesem Führungselement beweglichen Schwimmer mit einem am Widerstand entlangstreichenden Kon­ taktelement, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ver­ bindungsstück einteilig zwei Abschnitte aufweist, die am Flansch bzw. am Führungselement befestigt und durch minde­ stens einen Steg verbunden sind, der schräg zur Längsachse des Verbindungsstücks verläuft und einen geringere Bruch­ widerstand als die anschließenden Abschnitte aufweist.

Weitere Ausgestaltungen und daraus resultierende Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschrei­ bung einer bevorzugten, aber nicht exklusiven Ausführungs­ form, die in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine zum Teil im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer in der erfindungs­ gemäßen Weise ausgebildeten Vorrichtung;

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den in Fig. 2 gezeigten Teil;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht, entlang der Linie V-V in Fig. 3; und

Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V durch den in Fig. 3 gezeigten Teil, jedoch mit gegenüber der Darstellung in Fig. 5 veränderter Position eines Elements dieses Teils.

In Fig. 1 ist die als Ganzes mit 1 bezeichnete Meßfühler­ vorrichtung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeug­ tank dargestellt.

Die Vorrichtung 1 umfaßt:
einen Flansch 2 zur Verbindung mit einer Wand des genannten Fahrzeugtanks;
einen Schwimmer 5, der sich aufgrund des hydrostati­ schen Drucks (Auftriebs) des Kraftstoffs bewegt und mit (nicht dargestellten, weil herkömmlichen) elektrischen Kontaktelementen versehen ist, die am Widerstand 4 entlang­ streichen und von einer Anschlußplatte 6 auf dem Schwimmer 5 selbst vorstehen.

Das Führungselement 3 besteht aus einem zylindrischen Rohr, auf das der genannte Widerstand 4 gewickelt ist und das mittels eines Verbindungsstücks 7 in eine Hülse 8 gesteckt ist, die von der Unterseite eines Flanschs 2 vorsteht, wobei das Verbindungsstück 7 andererseits ins Innere des oberen Endes des Führungselements 3 eingesteckt ist.

Die Vorrichtung 1 ist außerdem mit einem Gehäuse 11 verse­ hen, dessen Anschlußdeckel durch den Flansch 2 gebildet wird. Das Gehäuse 11 besitzt einen Boden, in dem eine durchgehende (nicht dargestellte) Bohrung vorgesehen ist, durch welche der Kraftstoff in montiertem Zustand ins Innere des Gehäuses 11 einströmt, und eine zylindrische Seitenwand 12, deren oberes Ende 13 sich erweitert. Im Inneren des Gehäuses 11 sind koaxial das Führungselement 3 und der Schwimmer 5 angeordnet.

Von der zum Gehäuse 11 weisenden Seite des Flansches 2 tritt mittig die Hülse 8 und koaxial dazu eine zweite rohr­ förmige Hülse 14 vor. Diese Hülse 14 weist eine größere Längenerstreckung auf als die Hülse 8 und steckt mit ihrem unteren Endabschnitt 15 in zusammengebautem Zustand im erwähnten, sich erweiternden oberen Ende 13 des Gehäuses 11.

Auf der Außenfläche der Hülse 14 ist ein Bajonett-Verschluß herkömmlicher Bauweise vorgesehen, mit dem die Hülse 14 an der Wand des Tanks befestigt werden kann. Dieser Verschluß weist einen ringförmigen Ansatz 16 und unterhalb von diesem einen kreisbogenförmigen Ansatz 17 auf.

Auf dem Flansch 2 sitzen zwei Steckverbinder 18 mit Lamel­ lensteckern, deren erstes Ende aus dem Flanschkörper 2 ragt und deren zweites Ende innen in den Raum zwischen den beiden Hülsen 8 und 14 eintritt, wo es in einen Gehäuse- Bauteil 21 eingreift, der einstückig mit dem Verbindungs­ stück 7 hergestellt ist.

Das zweite Ende eines der Steckverbinder 18 ist mit dem Widerstand 4 über einen Leiter 19 verbunden, der von einer Anschlußplatte 20 abgeht, die in herkömmlicher Weise mit einer Gruppe von Windungen des Widerstands 4 verbunden ist, während das zweite Ende des anderen Steckverbinders 18 mit der Anschlußplatte 6 verbunden ist, und zwar über ein Leiterelement 22, welches das Führungselement 3 spiralför­ mig umgibt. Die Steckverbinder 18 können in montiertem Zustand an die (nicht dargestellte) Klemme eines Anzeige­ instruments bzw. an eine Bezugsmasse angeschlossen werden.

In den Fig. 2, 3 und 4 ist ersichtlich, daß das Verbin­ dungsstück 7 derart ausgebildet ist, daß es eine Sollbruch­ stelle für den Fall einer auf die Vorrichtung 1 und somit auf das Führungselement 3 wirkenden Seiten- oder Längskraft aufweist.

Das Verbindungsstück 7 weist zwei rohrförmige, zueinander koaxiale Abschnitte 23 und 24 auf, die durch zwei Stege 25 verbunden sind, die parallel zueinander schräg zur Längsachse der Abschnitte 23 und 24 verlaufen. Das Verbin­ dungsstück 7 ist einstückig aus Kunststoff, vorzugsweise im Spritzgußverfahren, hergestellt. Die Dicke der Stege 25 ist so berechnet, daß ihr Bruchwiderstand unter demjenigen der anschließenden Abschnitte 23 und 24 liegt, damit bei star­ ken Beanspruchungen zuerst die Stege 25 brechen, und der Flansch 2 unversehrt bleibt.

Der Abschnitt 23 ist innen hohl und weist von oben nach unten einen oberen Teilabschnitt 26, der in eingebautem Zustand in die Hülse 8 eingesteckt ist, einen unteren Teil­ abschnitt 27 mit größerem Außendurchmesser als der Teilab­ schnitt 26 und eine untere Wand 28 als Abschluß des Teilab­ schnitts 27 in einer rechtwinklig zur Längserstreckung der Stege 25 verlaufenden Eben auf.

In analoger Weise ist der Abschnitt 24 innen hohl und weist von unten nach oben einen unteren Teilabschnitt 31, der in eingebautem Zustand im oberen Abschnitt des Führungsele­ ments 3 steckt, einen oberen Teilabschnitt 32 mit einem größeren Außendurchmesser als der Teilabschnitt 31 und eine obere Wand 33 als Abschluß des Teilabschnitts 32 in einer zur gegenüberliegenden Wand 28 parallelen und somit zu den Achsen der Stege 25 rechtwinklig verlaufenden Ebene auf.

Bei unterschiedlichen Längenabmessungen haben die Teilab­ schnitte 26 und 27 des Abschnitts 23 doch einen gleichen Außendurchmesser wie die Teilabschnitte 31 und 32 des Abschnitts 24.

Die Teilabschnitte 26 und 31 weisen axiale Einschnitte 34 auf, die einige Bereiche dieser Teilabschnitte 26 und 31 im wesentlichen so biegsam machen, daß sie in die Hülse 8 bzw. in den oberen Abschnitt des Führungselements 3 leicht ein­ geführt werden können.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist das Gehäuse 21 ein­ stückig mit dem Verbindungsstück 7 hergestellt und insbe­ sondere durch zwei Laschen 35 mit dem Teilabschnitt 27 des Abschnitts 23 verbunden. Die Längsachse des Gehäuse-Bau­ teils 21 verläuft parallal zur Achse des Abschnitts 23, und der Gehäuse-Bauteil 21 liegt im wesentlichen neben dem Abschnitt 23. Der Bauteil 21 ist im Querschnitt rechteckig und weist axial zwei parallele durchgehende Bohrungen 36 mit rechteckigem Querschnitt auf, in die in montiertem Zustand jeweils das besagte zweite Ende eines zugeordneten Steckverbinders 18 eingreift.

Aus den Fig. 2, 3 und 5 ist ersichtlich, daß einstückig mit dem Verbindungsstück 7 auch ein Bauteil 37 zur Halte­ rung der ersten oberen Windung des Leiterelements 22 vorge­ sehen ist. Dieser Bauteil 37 besteht aus zwei Teilen 38 und 41, die durch eine biegsame Lasche 42 verbunden sind. Der Teil 38 ist fest am Teilabschnitt 32 des Abschnitts 24 befestigt; der Teil 41 kann in der in Fig. 5 dargestellten Position nach dem Einführen der besagten Windung des Leiterelements 22 zwischen die beiden Teile in die in Fig. 6 dargestellte Position gebracht werden, in welcher er mit dem Teil 38 verrastet ist.

Insbesondere ist in Fig. 5 der Teil 37 vor dem Einspannen der Windung dargestellt, wobei die beiden Teile 38 und 41 hintereinander in einer Ebene liegen, die rechtwinklig zur Längsachse des Abschnitts 24 verläuft; in Fig. 6 ist der Bauteil 37 dargestellt, der die Windung festhält, indem der Teil 41 um 180° zum Teil 38 um eine Achse verschwenkt ist, die von der Lasche 42 gebildet wird.

Die Teile 38 und 41 sind im wesentlichen prismatisch und weisen eine niedrigere Wand 43 bzw. 44 auf, die sich in Fig. 5 gegenüberliegen und am oberen Rand durch die Lasche 42 verbunden sind. Der Teil 38 weist an der der Wand 43 gegenüberliegenden Wand, die mit dem Abschnitt 32 des Abschnitts 24 verbunden ist, eine durchgehende Bohrung 45 mit rechteckigem Querschnitt und einer zur Achse des Abschnitts 24 parallelen Achse auf. Entlang der Bohrung 45 sind zwei gegenüberliegende Bünde 46 ausgebildet. In der Nähe der Wand 43 des Teils 38 ist ein oben offener Hohlraum 47 vorgesehen; im oberen Rand von Seitenwänden 48, welche den Hohlraum 47 begrenzen, ist ein Einschnitt 51 ausgebil­ det, in welchem in montiertem Zustand die Windung des Leiterelements 22 eingespannt ist.

Der Teil 41 ist im wesentlichen tassenförmig ausgebildet mit einer Bodenwand 52, der Wand 44, einer der Wand 44 gegenüberliegenden parallelen Wand 53 und zwei zueinander parallelen Seitenwänden 54. Von der Innenseite des Teils 41 der Bodenwand 52 treten zwei Laschen 55 aus dem Teil 41 heraus, die jeweils an ihrem Ende mit einem Rastzahn 56 versehen sind, der in montiertem Zustand im Innern der Bohrung 45 an einem zugeordneten Bund 46 verrastet ist.

In montiertem Zustand, wenn die Windung des Elements 22 in die Einschnitte 51 eingeführt ist, wird der Teil 41 auf den Teil 38 geschwenkt, wobei die beiden Laschen 55 sich so lange verformen, bis die Zähne 56 hinter dem jeweils zuge­ ordneten Bund 46 in der Bohrung 45 einrasten. Die Windung des Elements 22 wird vom freien Rand der Wände 54, die sich auf den entsprechenden freien Rand der Wände 48 abstützen, in den Einschnitten 51 festgehalten.

Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ist im wesentlichen bekannt. Insbesondere wird der Widerstand 4 als Rheostat mit einer fest am Anzeigeinstrument angeschlossenen Klemme und einem Schieber verwendet, der sich in Abhängigkeit vom Kraftstoff-Füllstand bewegt und über das Leiterelement 22 an die Bezugsmasse angeschlossen ist. Daraus folgt, daß die Änderung des Kraftstoff-Füllstands eine Änderung des zweck­ mäßigerweise in Reihe mit dem Anzeigeinstrument angeschlos­ senen Widerstands und somit der mit diesem Instrument gemessenen Stromstärke mit sich bringt.

Aus der Untersuchung der Eigenschaften der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung gehen die ersichtlichen und zahlreichen Vorteile hervor, die mit dieser Vorrichtung zu erzielen sind.

Vor allem wird die Möglichkeit des Austretens von Kraft­ stoff aus dem Tank aufgrund eines Bruchs des Verbindungs­ flansches der Meßfühlervorrichtung mit der Tankwand ausge­ schlossen. Dies wird dadurch erreicht, daß zwischen dem Führungselement 3 und dem Flansch 2 das Verbindungsstück 7 angeordnet ist, dessen Mittelstück aus Stegen 25 besteht, deren Stärke und Form so ausgebildet ist, daß sie im Fall von starken Krafteinwirkungen auf das Führungselement 3 zu Bruch gehen.

Besonders hervorzuheben ist die Tatsache, daß die Stege schräg zur Längsachse des Führungselements 3 verlaufen, weshalb sie sowohl bei auftretenden Seitenkräften als auch bei Längskräften brechen können. Es ist leicht ersichtlich, daß auch eine Krafteinwirkung in Längsrichtung aufgrund der schrägen Lage der Stege eine seitliche Kraftkomponente zur Folge hat, welche den Bruch der Stege auslöst.

Das Verbindungsstück 7 wird nicht nur als Sollbruchstelle verwendet, sondern ist auch einstückig mit am Gehäuse-Bau­ teil 21 für die Steckverbinder und dem Bauteil 37 zum Halten der ersten Windung des Leiterelements 22 hergestellt und trägt auf diese Weise zur Verringerung der mechanischen Beanspruchung des Verbindungspunktes zwischen dieser Win­ dung und dem entsprechenden Steckverbinder 18 bei.

Im Rahmen des Schutzumfangs kann die hier beschriebene Vor­ richtung 1 durch Änderungen und Varianten an einsatzspezi­ fische Erfordernisse angepaßt werden.

Claims (12)

1. Meßfühlervorrichtung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeugtank, bestehend aus

• - einem Flansch (2) zur Verbindung der Vorrichtung mit einer Wand des Fahrzeugtanks;
• - einem über ein Verbindungsstück (7) mit Sollbruch­ stelle an diesem Flansch (2) befestigten Führungselement (3) mit einem Widerstand (4); und
• - einem entlang diesem Führungselement (3) verschieb­ lich gehalterten Schwimmer (5) mit einem am Widerstand (4) entlangstreichenden Kontaktelement;

dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (7) einteilig zwei Abschnitte (23 und 24) aufweist, die am Flansch (2) bzw. am Führungsele­ ment (3) befestigt und durch mindestens einen Steg (25) verbunden sind, der schräg zur Längsachse des Verbindungs­ stücks (7) verläuft und einen geringeren Bruchwiderstand als die anschließenden Abschnitte (23 und 24) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (7) einstückig aus Kunststoff gefertigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (7) zwei zueinander parallele Stege (15) aufweist, die jeweils in zueinander parallelen Ebenen und rechtwinklig zur Längserstreckung der Stege (25) angeordnete Wände (28 und 33) der Abschnitte (23 und 24) verbinden.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (7) einen ersten Abschnitt (23) mit einem Teilabschnitt (26), welcher in eine Hülse (S) eingesteckt ist, die von der Innenseite des Flansches (2) ausgeht, sowie einen zweiten Abschnitt (24) mit einem Teilabschnitt (31), welcher in einen Abschnitt des Endes des Führungselements (3) eingesteckt ist, auf­ weist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (7) einen einstückig angesetzten Gehäuse-Bauteil (21) aufweist, der mindestens zwei Steck­ verbinder (18) haltert, von denen einer an den Widerstand (4) und der andere über ein um das Führungselement (3) gewickeltes Leiterelement (22) an das überstreichende Kontaktelement angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verbindungsstück (7) einen einstückig angesetzten Bauteil (37) zur Halterung der dem Flansch (2) nächstgelegenen Windung des Leiterelements (22) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteil (37) zwei Teile (38 und 41) aufweist, von denen der erste fest mit dem Verbindungsstück (7) verbunden ist und einen Einschnitt (51) für die Aufnahme dieser Win­ dung aufweist, und der zweite Teil über eine biegsame Lasche (41) am ersten Teil angelenkt ist und Rastelemente (55, 56) zum Einrasten im ersten Teil (38) aufweist, so daß die Windung zwischen den Teilen (38 und 41) im Einschnitt (51) eingespannt gehalten ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente wenigstens eine Lasche (55) mit einem Rastzahn (56) aufweisen, der einen Bund (46) in einer Bohrung (45) im ersten Teil (38) zu hintergreifen vermag.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse (11) mit einem Boden und einer zylindrischen Seitenwand (12) aufweist, in deren Innerem das Führungselement (3) und der Schwimmer (5) ange­ ordnet sind, und daß vom Flansch (2) eine zweite Hülse (14) vortritt, die in einen Abschnitt des oberen Endes (13) der Seitenwand (12) eingesteckt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche der Hülse (14) Elemente (16 und 17) einer Bajonett-Verbindung mit der Wand des Tanks angeordnet sind.

11. Meßfühlervorrichtung für den Kraftstoff-Füllstand in einem Fahrzeugtank wie beschrieben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.