DE4030401C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruches 1 angegebenen Art. Die Verwendung von Thermoelementen
als Sensoren erhält man bereits ein elektrisches Meßsignal, das zur
Ermittlung des Flüssigkeitsstandes in einem Behälter bequem verarbeitet
werden kann. Eine Schar solcher Thermoelemente wird in unterschiedlicher
Höhe im Behälter angebracht, und zwar in einem der gewünschten
Meßgenauigkeit des zu ermittelnden Flüssigkeitsstandes gewünschten
Abstand. Die Thermospannung kommt dabei dadurch zustande, daß
die eine der beiden Verbindungsstellen des zum Aufbau des Thermoelements
verwendeten Thermopaares erwärmt wird. In Abhängigkeit davon, ob
das Thermoelement innerhalb der Flüssigkeit, also unterhalb des Flüssig
keitsspiegels, oder außerhalb der Flüssigkeit, also oberhalb des Flüssigkeits
spiegels, sich befindet, fallen unterschiedliche Thermospannungen an,
weil innerhalb der Flüssigkeit Wärme abgeführt wird. Diese Thermospannungen
werden ausgewertet und dienen zur eindeutigen Bestimmung des
gegebenen Flüssigkeitsstandes im Behälter.
Bei der bekannten Vorrichtung (DE-OS 37 36 208) dieser Art wurden
auf ein Substrat zwei übereinander liegende Metallschichten aufgebracht,
von denen die erste aus Konstanten und die zweite aus Kupfer bestand.
Dann wurden durch Ätzen bereichsweise Abschnitte der zweiten Metallschicht,
nämlich Kupfer, entfernt, so daß auf diesem Wege mehrere
Thermopaare eines Flüssigkeitsstand-Meßsystems entstanden. Auf der
Rückseite des Substrats
befand sich ein Heizleiter, welcher jeweils die eine Verbindungsstelle
dieser Thermopaare erwärmte und dadurch eine Thermospannung zwischen
den beiden Verbindungsstellen der Metalle erzeugte. Die Herstellung
dieser Vorrichtungen ist umständlich und kostenaufwendig. Bei dieser
Vorrichtung wurde auch vorgeschlagen, die eine Verbindungsstelle des
Thermopaares durch einen Heizstrom zu beheizen, der durch eine Zuleitung
des Thermoelements fließt (DE-OS 38 02 225).
Es ist auch bekannt (DE-OS 25 03 084) in einem in den Behälter eintauchenden Rohr
die zur Überwachung des Flüssigkeitsstandes zwischen Rohöl und Seewasser
dienenden Thermoelemente vertikal an einer Tragstange anzuordnen,
die zugleich im Bereich der einen Verbindungsstelle des Thermopaares
einen Wärmeleitkörper mit einem Heizwiderstand trägt. Das Rohr ist
mit einer Vergußmasse ausgefüllt. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist
platzaufwendig und kostspielig.
Bei einer Vorrichtung zum Ermitteln des Badspiegels einer Metallschmelze
in einer Kokille (DE-OS 27 17 277) verwendet man Thermopaare, in deren Stromkreis
eine elektrische Stromquelle über einen hohen Widerstand parallel ange
schlossen ist. Die elektrische Stromquelle hat eine größere Spannung
als die maximal von den Thermopaaren zu erwartende Thermospannung.
Dadurch sollen Drahtdurchbrüche bei den Thermopaaren aufgefunden
werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige, leicht
handhabbare Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen
Art zu entwickeln, die sich leicht und kostengünstig herstellen läßt
und, bei Anwendung im Kraftfahrzeugbereich, unempfindlich gegenüber
Kraftstoffeinflüssen ist. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen
des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende
besondere Bedeutung zukommt:
Das Aufdampfen und Aufdrucken von Werkstoffen im Siebdruckverfahren
sind schnell, präzise und sehr kostengünstig auszuführende Vorgänge.
Die Sensoren haben Stegform und befinden sich in einem der gewünschten
Meßfeinheit entsprechenden Abstand. Wird der Abstand so gewählt,
wie der Flüssigkeitsspiegel beim Zuführen einer gegebenen Flüssigkeits
menge ansteigt, so lassen sich damit bereits beliebig komplizierte Behälter
formen für eine in gleichbleibenden Meßschritten erfolgende Meßwertanzeige
auflösen. Die Erfindung hat vor allem erkannt, daß ein zusätzlicher
Werkstoff für das Thermopaar entbehrlich ist, weil durch das Aufdrucken
vom Metall-Leitklebern aus Leitungen auf die beiden Enden der Stege
überraschenderweise ein Thermoelement entsteht, das als Sensor genutzt
werden kann. Zweckmäßigerweise wird auch der Heizleiter auf der
Rückseite des Trägers durch Aufdrucken mit einem Metall-Leitkleber
erzeugt. Für das Aufdampfen der Stege bzw. Sensoren genügt Material
in einer Stärke von wenigen Mikrometern. Auch für das Drucken der
Verbindungsstellen und Leiterzüge genügen minimale Materialmengen.
Dadurch wird eine kostengünstige Herstellung der Vorrichtung erreicht.
Die Anwendung von Halbleitermaterialien
in Verbindung mit Metall-Leitklebern erzeugt überraschend hohe Thermospan
nungen an den Verbindungsstellen. Für die Stege eignen sich
Halbleitermaterialien, wie z. B., die Werkstoffe Te, Si, Ge, GaAs.
Als Metall-Leitkleber wird zweckmäßigerweise eine silberhaltige Substanz
verwendet.
Auch der Heizleiter sollte auf der Rückseite des Trägers aufgedruckt
sein, wie Anspruch 2 vorschlägt. Der einfachste Aufbau erfordert normaler
weise für jeden Sensor-Satz einen eigenen Heizleiter, zumal, wenn
ein Aufbau gemäß Anspruch 13 vorliegt. Es kann jedoch ein Heizleiter
gemäß Anspruch 12 zum Erwärmen von mehreren Sätzen der Sensoren
dienen. Aus Gründen der Energie-Ersparnis ist es sehr wichtig, daß
die Füllstandsanzeige im Falle eines Kraftfahrzeugs nur bei eingeschalteter
Zündung betriebsbereit ist. Weiterhin sollte gemäß Anspruch 14 die
Leistung des Heizleiters konstant gehalten werden, um Meßwertabweichungen
zu vermeiden.
Bewährt hat sich eine Aufbringung der Stege bzw. Sensoren in Form
eines aus Anspruch 4 entnehmbaren Kamms. Die gemeinsame Anschlußleitung
kann dann, wie es Anspruch 5 vorschlägt, im Endbereich des Kamm
längsholms angreifen, günstiger ist es aber, das Aufdrucken gemäß
Anspruch 6 über die ganze Holmlänge auszuführen, weil sich dadurch
ein relativ geringer Leitungswiderstand ergibt. Die Herstellung eines
solchen Kamms aus aufgedampftem Material ist besonders einfach
und präzise ausführbar, wenn man gemäß Anspruch 7 vorgeht, wobei
präzise Umrisse der Kammform sich durch einen Stanzling nach Anspruch 8
ergeben. Die Verarbeitung eines solchen Stanzlings ist durch die
Maßnahmen nach Anspruch 9 und 10 erleichtert. Zur Herstellung eines
kammförmigen Gebildes wäre es aber auch denkbar, das in Pastenform
vorliegende Halbleiter-Material durch ein Siebdruckverfahren direkt
auf die Trägerfolie aufzubringen.
Zur Erhöhung der anfallenden Thermospannung und damit zur Vereinfachung
der Auswertung empfiehlt es sich, wenigstens zwei Stege im wesentlichen
in der gleichen Höhe im Behälter anzuordnen und diese in Reihe zu
schalten, wie es die Maßnahmen nach Anspruch 11 vorschlagen. Eine
Möglichkeit besteht darin, die Stege in nebeneinanderliegenden Längszonen
anzuordnen, was verhältnismäßig einfach zu verwirklichen ist. Eine
andere sehr vorteilhafte Möglichkeit der Meßwerterfassung besteht
darin, entsprechend Anspruch 3 alle Sensoren hintereinander, d. h.
in Serie zu schalten. Dies hat den Vorteil, daß man mit einer Meßleitung
am einen Ende und einer Anschlußleitung am anderen Ende des Sensor-Satzes
auskommt. In diesem Sinne kann man auch mit zwei oder mehr
Sätzen von Stegen verfahren. Dadurch addieren sich die einzelnen Thermo
spannungen. Man erhält so eine zwar dem Füllstand analoge, aber reziproke
Gesamtspannung. Geht man dabei von zwei kammförmigen Stanzlingen
aus, so ist es gemäß Anspruch 16 notwendig, die beiden Holme durch
Ausstanzungen oder Trennschnitte zu unterbrechen. Durch eine optimierte
Anordnung nach Anspruch 15 lassen sich die räumlichen Abmessungen
und damit die Herstellungskosten des erfindungsgemäßen Tankgebers
erheblich verkleinern. Die spiegelbildliche Anordnung und der Versatz
zweier Stanzlinge ermöglichen linienförmige Ausrichtung der einen
Verbindungsstelle, womit der bereits in Anspruch 12 hervorgehobene
gemeinsame Heizleiter anwendbar ist. Die reziproke Gesamtspannung
muß in einem IC des Auswertegeräts oder in einem Bord-Computer
in eine dem Füllstand analoge Meßwertspannung umgewandelt werden.
Insbesondere bei der Anwendung der Vorrichtung in Kraftfahrzeugtanks
hat sich bewährt, Abdeckfolien gemäß Anspruch 17 zu verarbeiten.
Mit Epoxidharz lassen sich die Abdeckfolien kraftstoffdicht und blasenfrei
auflaminieren. Bei einer Verwendung von Kraftstoffen mit Alkoholzusatz,
wie Methanol, ist eine kraftstoffdichte Umhüllung des Thermoelement-
Trägers gemäß Anspruch 18 sehr wichtig. Derartige Kraftstoffe haben
nämlich in der Regel einen hohen Leitwert und es könnten dann elektrische
Nebenschlüsse auftreten, die zu Meßwert-Verfälschungen führen. Eine
Metallkaschierung nach Anspruch 19 der Abdeckfolien verhindert, daß
Störsignale mitgemessen werden und zu Fehlern führen. Zur Vermeidung
von Kurzschlüssen muß allerdings im Bereich der Kontaktelemente
die Metallkaschierung ausgespart werden. Um die dort anfallenden
Fremd- und Störspannungen abzuleiten, sollte man für eine Verbindung
der Metallschicht mit dem System-Masse sorgen. Als Metallbeschichtung
hat sich Kupfer oder Aluminium bewährt. Das Folienmaterial sollte,
gemäß Anspruch 22, aus temperatur- und kraftstoffbeständigem Werkstoff
bestehen.
Platzsparend ist es, gemäß Anspruch 23, einen IC-Baustein für die
Signalverarbeitung unmittelbar am Träger aufzubringen und diesen
unter die Abdeckfolie gleich mit einzulaminieren. Dafür bietet sich
der Platz im oberen Endbereich des Trägers an, weil dieser für die
Messung des Flüssigkeitsspiegels nicht benötigt wird und zum Anschluß
von Verbindungsleitungen zum Meßgerät bzw. zum Bord-Computer
und für den Heizleiteranschluß dient. Durch diese Maßnahme sind die
zahlreichen Leitungen auf diesen Bereich des Trägers beschränkt, weil
es zur Auswertung bereits in dem dort aufgebrachten IC kommt. Der
IC wird zweckmäßigerweise der jeweiligen speziellen Anwendung der
Vorrichtung angepaßt, ist also kundenspezifisch (ASIC) gestaltet und
kann durch Programmieren die individuelle Tankform bereits berücksichtigen.
Dabei kann auch die "Reserve"-Anzeige durch Spreizung des dortigen
Anzeigefeldes genauer abgelesen werden. Die vom trägerseitigen Baustein
zum Anzeigegerät führende Verbindungsleitung hat daher einen besonders
einfachen Aufbau. Zur Sicherung einer reproduzierbaren Meßwertspannung
trotz schwankender Bordnetzspannung muß die Versorgungsspannung
des IC-Bausteins stabilisiert werden. Hierfür befindet sich ein Spannungs
konstanthalter in der Kupplung, wie noch näher beschrieben wird. Bei
Fahrzeugen mit eigenem Bord-Computer kann dieser die Funktion des
IC-Bausteins mit übernehmen, wodurch das Auswertegerät entfällt.
In diesem Fall ist die erwähnte Hintereinanderschaltung aller Sensoren
sehr nützlich. Das Anzeige-System arbeitet in Form einer Spannungs
Codierung, d. h. die Meßwertspannung ändert sich analog zum Füllstand
im Tank.
Eine weitere wichtige Arbeits- und Platzersparnis ergibt sich, wenn
man den Träger der Thermoelemente bzw. den Verbund eines solchen
Trägers mit Folien gemäß Anspruch 20 oder 21 durch Falten und/oder
Rollen in seinen Abmessungen verkleinert. Zu Messungen des Flüssigkeitsni
veaus in bewegten Behältern ist es bedeutsam, die Sensoren in Inneren
eines Rohres unterzubringen, welches durch Strömungswiderstände an
seinen Rohrenden, wie z. B. durch Blenden, mit dem übrigen Raum
des die Flüssigkeit aufnehmenden Behälters in Verbindung steht. Infolge
solcher Strömungswiderstände ergibt sich eine Vergleichmäßigung des
Niveaustands im Rohr-Inneren, weil sich dort Wellenbildungen infolge
Bewegung des Behälters nicht mehr bemerkbar machen, die andernfalls
zu Fehlmessungen führen würden. Durch die erwähnte Formveränderung
des Trägers erhält man eine Anpassung an die Rohrform, wie auch
der Träger selbst zum Aufbau des Rohres mit herangezogen werden
kann.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der
nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen
ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es
zeigen:
Fig. 1, schematisch, einen Anwendungsfall der Vorrichtung im Kraftstoff
tank eines Fahrzeugs,
Fig. 2, perspektivisch, teilweise im Ausbruch, das zur Vorrichtung
von Fig. 1 gezeigte Meßgerät mit darin erkennbarem Meßglied,
Fig. 3, schematisch, die Vorderseite eines solchen Meßglieds mit den
ausgebildeten Sensoren,
Fig. 4 Rückseite des Meßglieds von Fig. 3 mit der Heiz- und Rückleitung,
Fig. 5, schematisch, die prinzipielle elektrische Parallel-Schaltung der
Sensoren des Meßglieds,
Fig. 6 schematisch prinzipielle elektrische Serien-Schaltung (Hinterein
anderschaltung) der erfindungsgemäßen Sensoren einer alternativen
Ausführung des Meßglieds,
Fig. 7, in starker Vergrößerung, ein Teilstück eines Querschnitts durch
den Schichtaufbau des in Fig. 3 gezeigten Meßglieds zur Verdeutlichung
der Kontaktierungen für eine weiterführende Verbindungslei
tung,
Fig. 8, in starker Vergrößerung, die Querschnittsansicht durch eine
Folie mit ober- und unterseitiger Beschichtung zur Verdeutlichung
einer ersten Verfahrensstufe zur Herstellung der Sensoren,
Fig. 9, in annähernd natürlicher Größe, die Draufsicht auf ein sich
aus Fig. 8 ergebendes Zwischenprodukt,
Fig. 10, in starker Vergrößerung und nicht maßstäblich, die Querschnittansicht
durch den Schichtaufbau des Meßglieds nach Vollzug einer
weiteren Stufe seiner Herstellung,
Fig. 11 in einer analogen, vergrößerten Darstellung die Querschnittansicht
durch den Aufbau eines anderen Meßglieds mit zwei in Reihe
geschalteten Sensoren,
Fig. 12, schematisch und im Ausbruch, die vergrößerte Draufsicht auf
ein Teilstück einer vierten Ausführungsform des Meßglieds mit
paarweise hintereinander geschalteten Sensoren, und
Fig. 13 eine optimierte Ausführungsform einer Reihenschaltung der Sensoren
mit verkürzten Leitungswegen und nur einem gemeinsamen Heizleiter
für die beiden kammförmigen Reihen hintereinandergeschalteter
Sensoren.
Wie Fig. 1 verdeutlicht, kann die Vorrichtung 10 zur Bestimmung des
jeweils vorliegenden Füllinhalts eines Behälters 11 dienen, wofür im
vorliegenden Fall der Kraftstofftank eines Fahrzeugs verwendet wird.
Dieser kann wegen besserer Ausnutzung der verfügbaren Räume im
Fahrzeug eine komplizierte Raumform aufweisen. Die Vorrichtung
umfaßt ein summativ mit 12 in Fig. 1 bezeichnetes Meßgerät im Behälter
inneren 19, das über eine Verbindungsleitung 18 die Signale zu einem
Auswertegerät 13 weiterleitet, wo sie verarbeitet werden und, über
die Verbindungsleitungen 18′, ein damit verbundenes Anzeigegerät
14 steuern. Die Vorrichtung ist nach Einschaltung der Zündung an
die fahrzeugseitige Stromversorgung angeschlossen, wie im Bereich
des Auswertegeräts 13 in Fig. 1 verdeutlicht ist. Das Meßgerät 12
taucht in definierter Höhe in die vom Behälter 11 aufgenommene Flüssigkeit
15 ein, deren durch den Pfeil 16 verdeutlichte Füllstandshöhe
von der Vorrichtung 10 ermittelt werden soll. Wie noch näher erläutert
wird, erfolgt dies durch elektronische Messung der gegebenen Höhenlage
des Flüssigkeitsspiegels 17 im Behälter 11.
Wie Fig. 2 näher verdeutlicht, umfaßt das Meßgerät 12 ein Tauchrohr
22, das, im Bereich der zu messenden Füllstandshöhe 16, fest im Behälter
inneren 19 von Fig. 1 angeordnet ist. Im Inneren 25 des Tauchrohres
22 befindet sich das eigentliche, noch näher zu beschreibende Meßglied
20, das mit einer Schar besonderer Sensoren 30 ausgerüstet ist. Am
oberen Ende des Meßglieds 20 kann auch noch ein IC-Baustein 21
mit integrierten Schaltkreisen sitzen, der dem spezifischen Anwendungsfall
der Vorrichtung 10 angepaßt ist und die von den Sensoren 30 kommenden
Signale ganz oder teilweise bereits auswertet, bevor sie dann über
die Verbindungsleitung 18 weitergeleitet werden. Bei der Anwendung
in einem Fahrzeug ist die Fahrzeugbewegung zu berücksichtigen, die
zu einer unkontrollierten Wellenbewegung im gegebenen Flüssigkeitsspiegel
17 führen würde. Obwohl bereits die Stirnöffnung des Tauchrohres
22 zu einer Vergleichmäßigung des Flüssigkeitsspiegels im Rohrinneren
25 führt, empfiehlt es sich, unterseitig eine Blende mit einer verengten
Öffnung 23 vorzusehen. Die angedeutete Strömung 24 der Flüssigkeit
kann durch diese Verengung 23 nur langsam durchströmen, weshalb
plötzliche, kurzzeitige Höhenveränderungen des Flüssigkeitsspiegels
17 außerhalb des Tauchrohres 22 sich nicht in einer entsprechenden
Höhenänderung im Rohrinneren 25 auswirken können. Der Flüssigkeitsspiegel
17 bleibt im Bereich des Meßglieds 20 im wesentlichen in der gegebenen
Höhe stehen und spricht nur auf tatsächliche Änderungen des Füllstands
an.
Eine erste Möglichkeit für die Schaltung der Sensoren 30, nämliche
eine Parallelschaltung, ist in Fig. 5 näher erläutert. Als Sensor wird
eine Schar von besonderen Thermoelementen 30 verwendet, die auf
einem erst in den nachfolgenden Figuren näher gezeigten Träger 27 positioniert
sind, der in Fig. 5 weggelassen wurde. Die Thermoelemente 30
sind in einem definierten Höhenabstand 31, 31′ zueinander angeordnet,
welcher der gewünschten Meßgenauigkeit der vorerwähnten Füllstandshöhe
16 angepaßt ist. Die Höhenabstände 31, 31′ können, wie in Fig. 5 angedeu
tet ist, zueinander unterschiedlich gestaltet sein, um auch dann gleichmäßige
Meßschritte entsprechend einer gegebenen Volumeneinheit in solchen
Behältern 11 zu erfassen, die eine höhenmäßig ungleichförmige Form
aufweisen. Eine solche unterschiedliche Zunahme der Füllstandshöhe
aufgrund der komplizierten Behälterform könnte auch durch das Auswertegerät
13 oder den am Meßglied 20 integrierten IC-Baustein 21 ganz
oder wenigstens teilweise erfaßt werden.
Die Thermoelemente bestehen aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen.
Als erste Werkstoffkomponente werden Metalle und Halbleiter bzw.
deren Verbindungen verwendet, wie Silizium, Germanium, Gallium-Arsenid,
Zinnoxid (SnO), Selen oder Tellur. Dies geschieht durch Aufdampfen
auf eine dünne Folie 41, was noch näher im Zusammenhang mit Fig. 8
bis 10 erläutert wird. Es entstehen dabei aus diesem Material eine
Schar von in Abstand 31, 31′ übereinanderliegenden Stegen 34. Die
zweite Werkstoffkomponente des zu bildenden Thermoelements 30
entsteht durch Aufdrucken von Leitungen in Form eines Metall-Leitklebers,
vorzugsweise Silberleitklebers, an den beiden Stegenden 32, 33, wie
noch näher erläutert werden wird.
Die aufgedruckten Metall-Leitkleber erzeugen zugleich die von der
einen Verbindungsstelle 32 ausgehenden Leitungen, die, wie Fig. 5
zeigt, für alle Sensoren 30 in eine gemeinsame Leitung 35 übergehen.
Diese Leitung führt zum Leiterende 37 und soll nachfolgend kurz "An
schlußleitung 35" bezeichnet werden. Am gegenüberliegenden Ende
33 eines jeden Steges 34 greifen aber zueinander isoliert verlaufende
Leitungen 36 aus diesen Metall-Leitklebern an, die mit 38, 38′ bezeichnete
Leiterenden aufweisen und nachfolgend kurz "Meßleitungen 36" bezeichnet
werden sollen. Zwischen diesen beiden Verbindungsstellen 32, 33 entsteht
dann eine Thermospannung, wenn sie sich auf einer zueinander unterschiedlichen
Temperatur befinden. Dies wird im vorliegenden Fall durch
einen zwar elektrisch isolierten, aber thermisch in Kontakt stehenden
gemeinsamen Heizleiter 26 an der einen Verbindungsstelle 33 der Stege
34 erreicht, welche im Fall der Fig. 5 diejenige ist, von welcher die
einzelnen Meßleitungen 38 bzw. 38′ der Sensoren 30 ausgehen. In Fig. 5
ist eine Füllstandshöhe 16 angenommen, die den Flüssigkeitsspiegel
17 in den Höhenbereich zwischen den letzten und vorletzten Sensor
30 bringt. Das hat zur Folge, daß die vom Heizleiter 26 erzeugte
Wärme bei jenen Sensoren 30, die noch in die Flüssigkeit 15 eintauchen,
besser weggeführt wird, als bei dem in Fig. 5 erkennbaren obersten
Sensor 30, der sich bereits oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 17 befindet.
Wegen der dort auftretenden größeren Temperaturdifferenz seiner
beiden Verbindungsstellen 32, 33 fällt eine größere Thermospannung
an, als in den darunterliegenden, innerhalb der Füllstandshöhe 16 liegenden
Sensoren 30. Vom Auswertegerät 13 bzw. von dem beschriebenen
IC-Baustein 21 werden nacheinander die anfallenden Spannungen zwischen
dem
gemeinsamen Leiterende 37 der Anschlußleitung 35 einerseits und den
einzelnen Leiterenden 38 der diversen Meßleitungen 36 andererseits
gemessen. Dabei ergibt sich, daß zwischen dem Leitungsende 38′ der
letzten Meßleitung 36 gegenüber dem Leitungsende 37 eine höhere
Thermospannung anfällt als zwischen den Meßleitungs-Enden 38 und dem
gemeinsamen Leitungsende 37 aller übrigen, darunterliegenden Sensoren
30. Daraus entnimmt das Auswertegerät, daß der Flüssigkeitsspiegel 17
zwischen dem letzten und vorletzten Sensor 30 liegen muß, was dann über
die Elektronik im Anzeigegerät 14 entsprechend kundbar gemacht wird.
Diese Messungen können in 4 bis 5 Meßzyklen pro Minute erfolgen. Für
den Heizleiter genügt zwecks Energieersparnis und geringer Wärmeentwicklung
eine Einstelldauer von ca. 5 Sekunden pro Meßzyklus.
Eine weitere Möglichkeit für die Schaltung der Sensoren 30 ist in Fig. 6
gezeigt, wo die Sensoren 30 hintereinander, also in Serie, geschaltet sind.
Zur Bezeichnung entsprechender Bauteile sind die gleichen Bezugszeichen
wie in Fig. 5 verwendet, weshalb insoweit die bisherige Beschreibung gilt.
Es genügt lediglich auf die Unterschiede einzugehen. Die kalten und
warmen Verbindungsstellen 32, 33 benachbarter Sensoren 30 sind untereinander
durch Verbindungsleitungen 79 fortlaufend verbunden. Somit wird eine
summative aber reziproke Gesamtspannung analog zum vorbeschriebenen
Flüssigkeitsstand 16 im Behälter 11 generiert. Der Vorteil diese Schaltung
liegt in der Reduzierung der Anzahl der Meßleitungen 36. Im Optimalfall
reichen eine einzige Meßleitung 36 und eine einzige Anschlußleitung 35
aus, um die Gesamtspannung an das Auswertegerät 13 oder an einen Bord-Computer
weiterzuleiten. Das Anzeigesystem arbeitet in Form einer
Spannungs-Codierung.
Ausweislich der Fig. 8 bis 10 kommt das die Sensoren umfassende Meßglied
20 auf folgendem Wege zustande. Auf einer flexiblen Kunststoff-Folie 41,
gemäß Fig. 8, wird eine Schicht 40 aus beispielsweise Te von 0,5 bis ca.
3,5 µm Dicke aufgedampft, wobei auf der Unterseite sich eine Schmelzkleberschicht
39 befindet, welche die weitere Verarbeitung vereinfacht. Aus
diesem Flächengebilde 42 von Fig. 8 wird nun ein Stanzling 43 ausgeschnitten,
dessen Schnittstellen in Fig. 8 durch Strichpunktlinien angedeutet sind
und der beispielsweise den Umriß eines "Kamms" aufweist, bestehend aus
einem Kamm-Längsholm 44, an welchem eine Schar von Kamm-Zinken 34
abgehen, welche die obenerwähnte Funktion der Stege erfüllen. Dieser
Stanzling 43 wird mit seiner Klebeschicht 39, wie Fig. 10 verdeutlicht, auf
der Vorderseite 28 eines bereits erwähnten Trägers 27 befestigt, der aus
einem blattförmigen Kunststoff besteht, wofür ebenfalls eine flexible Folie
verwendet werden sollte. Dieses Vorprodukt 27, 43 wird nun, wie in Fig. 10
dargestellt, dem bereits erwähnten Siebdruckverfahren unterzogen, wo
auf die beiden Stegenden 32, 33 der aufgedampften Metallschicht 40 eine
Auflageschicht 45, 46 aufgebracht wird, welche aus dem bereits erwähnten
Metall-Leitkleber besteht und welche die bereits beschriebenen Anschluß-
und Meßleitungen 35, 36 gleich miterzeugt, deren Verlauf sich prinzipiell
aus der Vorderansicht des Trägers von Fig. 3 ergibt. Im oberen Bereich des
Trägers 27 ist ein freies Feld 49 angeordnet, wo die beschriebenen
Leiterenden 37, 38 liegen und über nicht näher gezeigte Schaltverbindungen
mit dem bereits in Fig. 2 erwähnten IC-Baustein 21 in Verbindung stehen.
Beim Aufdrucken des Metall-Leitklebers 46 wird gemäß Fig. 3, so verfahren,
daß die erwähnte Anschlußleitung 35 auf dem in Fig. 9 ersichtlichen,
beschriebenen Kamm-Längsholm 44 längs verläuft und dadurch alle
Fußpunkte der Sensoren verbindet, an welchen die Verbindungsstellen 32
von Fig. 5 entstehen. Dadurch ergibt sich unter anderem auch eine
Reduzierung des Leiterbahn-Widerstandes.
Aus dem gleichen Metall-Leitkleber wird auch auf der Trägerrückseite 29
der bereits erwähnte Heizleiter 26 aufgedruckt, der, wie die Rückseite 29
von Fig. 4 in Verbindung mit der Vorderseite 28 von 3 zeigt, in
Ausrichtung mit den erwähnten freien Enden 32 der einzelnen Stege 34
steht. In manchen Fällen empfiehlt es sich aber auch umgekehrt zu
verfahren. Außer dem Heizleiter 26 wird ebenfalls durch Bedrucken mittels
des zweckmäßigerweise aus gleichem Metall bestehenden Leitklebers die
aus Fig. 4 ersichtliche Rückleitung 47 auf der Trägerrückseite 29 aufgebracht,
die aber gegenüber dem Heizleiter 26 eine wesentlich größere
Schichtbreite 48 aufweist. Beide Leitungen 26, 47 werden zwar von dem
gleichen Strom durchflossen, doch erwärmt sich wegen der wesentlich
geringeren Breitenbemessung nur der Heizleiter 26, während die Rückleitung
47 kalt bleibt. Oberhalb des in Fig. 3 und 4 markierten Feldes 49
zum Anschluß des IC-Bausteins 21 befindet sich ein Anschlußelement 78,
das den Träger 27 fortsetzt. Dort verlaufen Bahnen 52, 52′, die als
Ausgangsleitungen für die im IC-Baustein 21 verarbeiteten Signale dienen.
Nach Anbringung des IC-Bausteins 21 wird sowohl über die Vorderseite 28
als auch über die Rückseite 29 des Trägers 27 eine Abdeckfolie 50, 51
auflaminiert, und zwar kraftstoffdicht und blasenfrei durch Verwendung von
Epoxidharz, was aus dem in starker Vergrößerung gezeichneten Bruchstück
des fertigen Folienpakets 20 in Fig. 7 zu erkennen ist. Der verwendete
Träger 27 und die Abdeckfolien 50, 51 besitzen in Wirklichkeit nur eine
Dicke in der Größenordnung von 30 µm. Zur Abschirmung des so entstehenden
Meßglieds 20 dient eine Metallkaschierung 59 der Abdeckfolien 50,
51. Wie anhand des Ausführungsbeispiels von Fig. 11, betreffend ein
abgewandeltes Meßglied 20′, zu erkennen ist, sind die Metallkaschierungen
59 über Kontaktelemente mit der System-Masse 71 verbunden. Im Bereich
des Anschlußelements 78, dessen Aufbau noch näher beschrieben werden
wird, muß allerdings die Metallkaschierung 59 zur Vermeidung von
Kurzschlüssen ausgespart sein, wie bei 80 in Fig. 7 angedeutet ist.
Für den leichten elektrischen Anschluß des fertigen Meßglieds verwendet
man metallische, klammerartige Kontaktelemente 53, deren Querschnittaufbau
in Fig. 7 erkennbar ist. Sie besitzen zwei Klammerenden 54, die
durch das Folienpaket 20 im Bereich seines Anschlußelements 78 die
Bahnen 52, 52′ von Fig. 3 und 4 durchstoßen und umgebördelt werden. Die
Klammerenden 54 durchdringen gemäß Fig. 7 alle Schichten und sorgen
einerseits für eine mechanische Verbindung und andererseits auch für die
elektrische Verbindung beim Durchdringen der ihnen jeweils zugeordneten
Leiterbahn 52, 52′. Einstückig mit den Kontaktelementen 53 entstehen die
in Fig. 3 und 4 angedeuteten Steckerteile 55. Die Steckerteile 55 überragen
die obere Kante des Anschlußelements 78. Im Verwendungsfall werden
die Steckerteile 55 in komplementäre Hülsen eingekuppelt, die Bestandteile
der in Fig. 1 angedeuteten Verbindungsleitung 18 sind, die sich in folgende
Teil-Leitungen gliedert. An Anschlußelement 78 gibt es Steckerteile 73 für
die Heizleitung, ferner einen oder mehrere Steckerteile 74 für eine bzw.
mehrere Meßleitungen, dann einen Steckerteil 75 für den Spannungsanschluß
des IC-Bausteins, ferner einen Steckerteil 76 für die Steuerleitung des IC-Bausteins
und schließlich den bereits erwähnten Steckerteil 71 für den
Anschluß der System-Masse. Um die empfindlichen Kontaktelemente 53 aus
dem korrosiven und halbleitenden Bereich des Kraftstoffs herauszuhalten,
wird das Meßglied nach dieser Kontaktierung mit seinem Anschlußelement
78 durch einen Montageschlitz eines in Fig. 3 und 4 angedeuteten Deckels
77 des Behälters 11 gesteckt, bis das Anschlußelement 78 mit seiner aus
Fig. 3 erkennbaren Anschlagschulter 81 an den Deckel 77 stößt und
anschließend maßhaltig durch einen Epoxydharz-Verguß 72 allseitig
verbunden. Durch das allseitige Vergießen 72 des Anschlußelements 78
erhalten die Kontaktelemente 53 sowie deren Steckerteile 55 die notwendige
Stabilität für einen sicheren Anschluß. Es liegt jetzt das fertige
Meßglied 20 vor, das im Inneren 25 des in Fig. 2 gezeigten Tauchrohres 22
in einer Strecklage durch z. B. nicht näher gezeigte Halteglieder positioniert
wird. Es gibt aber auch die bereits oben erwähnten alternativen
Möglichkeiten für eine raumsparende Gestaltung des Meßglieds 20.
Die Flexibilität des als Folienpaket 20 ausgebildeten Meßglieds kann dazu
genutzt werden, die geometrischen Abmessungen zu reduzieren. Hierzu
dienen Faltungen und/oder Rollverformungen des Folienpakets 20. In
gerolltem Zustand läßt sich ein solches Folienpaket 20 formgerecht in dem
Tauchrohr 22 positionieren. Darüber hinaus kann eine solche gerollte Form
zugleich zum Aufbau oder zur Unterstützung eines Tauchrohres 22
mitgenutzt werden. Damit bildet die Erfindung nicht nur ein äußerst
dünnes Folienpaket 20, sondern auch die Breiten eines solchen Pakets
lassen sich durch diese Verformungen wesentlich reduzieren, so daß im
wesentlichen ein langgestrecktes Gebilde besteht, dessen Sensoren 30 in
dem bereits beschriebenen definierten Höhenabstand 31, 31′ von Fig. 5
bzw. 6 angeordnet bleiben und sich über die gesamte zu überwachende
Füllstandshöhe 16 im Behälterinneren 19 von Fig. 1 erstrecken.
Obwohl wegen der vorbeschriebenen Werkstoffkombination beim Aufbau der
Thermoelemente 30 eine unerwartet hohe Thermospannung anfällt, läßt sich
diese durch eine Reihenschaltung von wenigstens zwei Sätzen von Sensoren
30, 30′ verdoppeln bzw. von mehreren Sensor-Sätzen um ein Mehrfaches
erhöhen. Die Fig. 11 zeigt dazu eine Möglichkeit anhand eines abgewandelt
ausgebildeten Folienpakets 20′, welches in starker Vergrößerung, aber nicht
maßstabsgerecht, im Querschnitt gezeigt ist. Zur Bezeichnung entsprechender
Bauteile sind die gleichen Bezugszeichen wie im vorausgehenden
Ausführungsbeispiel verwendet, weshalb insoweit die bisherige Beschreibung
gilt. Es genügt, lediglich auf die Unterschiede einzugehen.
Beim Folienpaket 20′ der Fig. 11 werden zwei Stanzlinge 43, 43′ der in
Fig. 9 beschriebenen Art verwendet, die in zwei nebeneinanderliegenden
Längszonen 56, 57 auf einem gemeinsamen Träger 27 aufgebracht werden.
Dann werden nicht nur die bereits im Zusammenhang mit Fig. 10 beschriebenen
Metall-Leitkleber 45, 46 aufgedruckt, welche die im Zusammenhang
mit Fig. 3 und 5 bereits beschriebenen weitergehenden Anschluß- und
Meßleitungen 35, 36 erzeugen, sondern es werden zwischen den beiden
Stanzlingen 43, 43′ als Verbindungen 58 die beidseitigen Kamm-Zinken
einzelweise kontaktierende weitere Streifen eines Leitklebers aufgebracht,
wie aus Fig. 11 zu entnehmen ist. Derjenige Kamm-Zinken, der mit den
Meßleitungen 36 verbunden ist, erhält Unterbrechungen 63, wie sie bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel 20′′ in Fig. 12 dargestellt sind.
Dadurch entstehen zwei Sätze von Thermoelementen 30, 30′, die paarweise
in gleicher Höhe im Folienpaket 20′ liegen und miteinander in Reihe
geschaltet sind. Bei diesem Folienpaket 20′ sind zwei Heizleiter 26, 26′
angeordnet, die an den beiden Thermoelementen 30, 30′ die warmen
Verbindungsstellen erzeugen, wie dies für eine einzelne Schar bereits im
Zusammenhang mit Fig. 10 erläutert worden ist. Zu diesem Folienpaket 20′
gehören wieder die bereits beschriebenen äußeren Abdeckfolien 50, 51, die
zweckmäßigerweise, wie Fig. 11 erkennen läßt, mit einer vorzugsweise
nach außen weisenden Metallschicht 59 kaschiert sind. Diese Metallkaschierung
59 ist, wie bereits erwähnt wurde, bei 71 an die System-Masse
angeschlossen. Diese Metallschicht 59 kann eine Dicke von 0,01 bis 1,5 µm
aufweisen und z. B. aus Aluminium oder Kupfer bestehen. Sie dient
zur Abschirmung der elektrischen Leitungen im Inneren dieses Folienpakets
20′.
Die Fig. 12 zeigt eine alternative Ausführung eines Folienpakets 20′′ mit
einer Reihenschaltung von zwei Sätzen von Thermoelementen 30, 30′,
wobei der Verlauf der auch hier durch Druck mit Metall-Leitkleber
erzeugten Leitungen und Verbindungen lediglich durch Strichlinien eingezeichnet
ist, welche die Schaltverbindungen zu verdeutlichen haben. Hier
sind auf der gemeinsamen Vorderseite 28 eines Trägers 27 die beiden
Stanzlinge 43, 43′ spiegelbildlich zueinander angeordnet, also die Längsholme
44, 44′ voneinander weggerichtet. Die freien Enden 33, 33′ der
entstehenden Kamm-Zinken 34, 34′ sind dabei einander zugekehrt und
befinden sich in einer Längszone 61, auf welcher sich trägerrückseitig ein
gemeinsamer Heizleiter 26 befindet. Es werden also die beiden zu
erwärmenden Enden 33, 33′ zwar elektrisch isoliert nebeneinanderliegend
angeordnet, aber zugleich von demselben Heizleiter 26 erwärmt. Dies hat
im Gebrauchsfall den Vorteil eines minimalen Energieverbrauchs und einer
geringen Erwärmung der zu überwachenden Flüssigkeit. Man muß allerdings
das Aufdrucken der durch Metall-Leitkleber erzeugenden Leitungen
mehrstufig ausführen und eine Zwischenfolie 60 zur Isolierung sich
kreuzender Leitungszüge einsetzen.
In einer ersten Verfahrensstufe wird sowohl auf den Holm 44 des einen
Stanzlings 43 als auch auf den Holm 44′ des anderen Stanzlings 43′ der
aus Fig. 12 ersichtlichen beiden Auflageschichten 45, 58 aufgebracht, von
denen die Auflageschicht 45 als gemeinsame Anschlußleitung 35 weitergeführt
ist und im Sinne der Fig. 5 bei der Messung fungiert. Bei bestimmungsgemäßen
Gebrauch dieses Folienpakets 20′′ entstehen an diesen
Stellen die kalten Verbindungsstellen 32, 32′. Von den kalten Verbindungsstellen
32′ des dem Kammlängsholms 44′ gehen individuelle Verbindungsleitungen
58 zu den warmen Verbindungsstellen 33 des benachbarten Stanzlings
43 und sorgen so für die spätere elektrische Reihenschaltung je einer
warmen Verbindungsstelle 33 und der gegenüberliegenden kalten Verbindungsstelle
32′. Unterbrechungen 63, die nach dem Aufkleben des
Stanzlings 43′ auf dem Träger z. B. durch Ausstanzen erzeugt werden,
vereinzeln die Kamm-Zinken 34′ am Kammlängsholm 44′.
Nach Fertigstellung dieses Vorprodukts wird eine Zwischenfolie 60 gemäß
Fig. 12 so auf den einen, am Träger 27 befestigten Stanzling 43′ aufgeklebt,
daß seine Folienkante 62 gegenüber den erwähnten warmen Verbindungsstellen
33′ zurückgesetzt ist und diese frei läßt. Dann erst werden,
auf der nach oben weisenden Vorderseite der Zwischenfolie 60, in einer
weiteren Verfahrensstufe, die individuellen Auflageschichten 46 des Metall-Leitklebers
aufgedruckt, die über die Bandkante 62 der Zwischenfolie 60
hinweg die warmen Verbindungsstellen 33′ überdecken und dort die
erforderliche Thermoelement-Kontaktierung erzeugen. Diese Auflageschichten
46 können dann im Sinne der Fig. 5 durch die jeweiligen Meßleitungen
36 fortgeführt werden.
In Fig. 13 ist eine besonders raum- und kostensparende Ausführung eines
Meßglieds 20′′′ dargestellt. Auch hier gibt es zwei Sätze von Sensoren 30,
30′, doch werden hier alle hintereinander, d. h. in Serie geschaltet. Es
wird eine summative, aber reziproke Meßspannung generiert, die sich
analog zur Füllstandshöhe 16 im Behälter 11 ändert. Die Sensoren 30, 30′
entstehen durch ebenfalls kammförmige Stanzlinge 43, 43′, die zueinander
spiegelbildlich angeordnet sind. Diese Spiegelbildlichkeit erfolgt aber im
Versatz um eine halbe Kammteilung 70 zueinander, wodurch eine Verschachtelung
der einzelnen Stege 34, 34′ möglich ist. Die warmen Verbindungsstellen
33, 33′ liegen in linienförmiger Ausrichtung und bestimmen die
Längszone 61 zur Anordnung eines Heizleiters. Die Breite der Längszone
61 kann dadurch minimiert werden. In jedem Fall ist ein einzelner
Heizleiter erforderlich, dessen Vorteile bereits im Zusammenhang mit Fig. 12
erläutert wurden.
Entlang der beidseitigen Holme 44, 44′ der aufgeklebten Stanzlinge 43, 43′
werden Unterbrechungen 63 eingestanzt, wodurch L-förmige Abschnitte aus
den ursprünglich kammförmigen Stanzlingen 43, 43′ entstehen, die für eine
Vereinzelung der Sensoren 30, 30′ sorgen. Durch diese winkelförmige
Sensor-Geometrie und die ineinandergeschachtelte Sensor-Anordnung liegen
die warmen Verbindungsstellen 33, 33′ den kalten Verbindungsstellen 32, 32′
direkt gegenüber, wodurch äußerst kurze Verbindungsleitungen 58 aus dem
erwähnten Metall-Leitkleber ausreichen. Durch den kreuzungsfreien Aufbau
der Schaltung wird der Einsatz einer Zwischenfolie vermieden. Damit ist
die Anzahl der Arbeitsgänge zur Herstellung dieses Meßglieds 20′′′
reduziert. Wie bereits erwähnt wurde, sind wegen der Hintereinanderschaltung
aller Sensoren 30, 30′ nur eine Anschlußleitung 35 und eine Meßleitung
36 erforderlich, die zum Auswertegerät 13 bzw. zu einem Bord-Computer
geführt werden. Durch die Einsparung aller weiteren Meßleitungen
und der zugehörigen Kontaktelemente 53 gemäß Fig. 3 und 4 wird eine
bedeutende Kostenreduzierung erreicht.
Claims (23)
1. Vorrichtung (10) zum elektronischen Messen der Füllstandshöhe (16)
einer Flüssigkeit (15) in einem Behälter (11), insbesondere im
Kraftstofftank eines Fahrzeugs,
mit einer Schar von Thermoelementen (30) als Sensoren, die jeweils zwei Verbindungsstellen (32, 33) zwischen zwei unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen, auf der Vorderseite (28) eines elektrisch isolierenden, blattförmigen Trägers (27) angebracht und mit diesem in unterschiedlicher, definierter Höhe (31; 31′) im Behälterinneren (19) angeordnet sind,
wobei auf der Rückseite (29) des Trägers (27) ein elektrischer Heizleiter (26) im Bereich der einen Verbindungsstelle aller Thermoelemente (30) angeordnet ist,
ferner die Verbindungsstellen (32; 33) der Thermoelemente (30) durch Leitungen (35, 36) mit einem Auswertegerät (13) verbunden sind, das eine Anzeige (14) der Füllstandshöhe (16) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der eine Werkstoff der Thermoelemente (30) durch Aufdampfen eines Materials (40) erzeugt ist und in Form einer Schar von in Abstand (31) zueinander angeordneten Stegen (34) am Träger (27) sitzt,
die Leitungen (35; 36) durch linienförmiges Bedrucken des Trägers auf der Vorderseite (28) mit einem Metall-Leitkleber (45, 46) erzeugt sind, und
die Leitungen einerseits auf dem einen (32) und andererseits auf dem anderen Ende (33) der einzelnen Stege (Sensoren) eine Auflageschicht (45, 46) aus ihrem Metall-Leitkleber erzeugen, dadurch nicht nur die Kontaktierung zwischen den Leitungen (35, 36) und den Thermoelementen (30), sondern gleichzeitig den für die Generierung einer Thermospannung erforderlichen anderen Werkstoff bilden und folglich die Stege zu Thermoelementen (30) komplettieren.
mit einer Schar von Thermoelementen (30) als Sensoren, die jeweils zwei Verbindungsstellen (32, 33) zwischen zwei unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen, auf der Vorderseite (28) eines elektrisch isolierenden, blattförmigen Trägers (27) angebracht und mit diesem in unterschiedlicher, definierter Höhe (31; 31′) im Behälterinneren (19) angeordnet sind,
wobei auf der Rückseite (29) des Trägers (27) ein elektrischer Heizleiter (26) im Bereich der einen Verbindungsstelle aller Thermoelemente (30) angeordnet ist,
ferner die Verbindungsstellen (32; 33) der Thermoelemente (30) durch Leitungen (35, 36) mit einem Auswertegerät (13) verbunden sind, das eine Anzeige (14) der Füllstandshöhe (16) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
der eine Werkstoff der Thermoelemente (30) durch Aufdampfen eines Materials (40) erzeugt ist und in Form einer Schar von in Abstand (31) zueinander angeordneten Stegen (34) am Träger (27) sitzt,
die Leitungen (35; 36) durch linienförmiges Bedrucken des Trägers auf der Vorderseite (28) mit einem Metall-Leitkleber (45, 46) erzeugt sind, und
die Leitungen einerseits auf dem einen (32) und andererseits auf dem anderen Ende (33) der einzelnen Stege (Sensoren) eine Auflageschicht (45, 46) aus ihrem Metall-Leitkleber erzeugen, dadurch nicht nur die Kontaktierung zwischen den Leitungen (35, 36) und den Thermoelementen (30), sondern gleichzeitig den für die Generierung einer Thermospannung erforderlichen anderen Werkstoff bilden und folglich die Stege zu Thermoelementen (30) komplettieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Heizleiter (26) und dessen Rückleitung (47) durch streifenförmiges
bzw. bahnförmiges Bedrucken der Trägerrückseite (29) mit einem
Metall-Leitkleber erzeugt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
alle Sensoren (30, 30′) in Serie geschaltet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das den ersten Werkstoff des Thermoelements
(30) bildende, auf dem Träger (27) befindliche Material
einen kammförmigen Umriß (43) aufweist, dessen Kamm-Zinken
(34) die Stege bilden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
aufgedruckte Leitung (35) lediglich den Endbereich des Kamm-Längsholms
(44) überdeckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine
aufgedruckte Leitung (35) im wesentlichen über die ganze Länge des
Kamm-Längsholms (44) sich erstreckt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß das den ersten Werkstoff des Thermoelements
bildende Material (40) auf einer vom Träger (27) getrennten
Folie (41) aufgedampft und das so beschichtete Flächengebilde
(42) am Träger (27) befestigt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie
(41) zwar vollflächig mit dem Material (40) bedampft ist, aber aus
der so beschichteten Folie (42) ein den Kamm (44, 34) bildender
Stanzling (43) ausgeschnitten und auf dem Träger
(27) befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die den Kamm bildende Folie (41) bzw. der aus der beschichteten
Folie (42) geschnittene Kamm-Stanzling (43) auf der Folien-Rückseite
mit einem Kleber (39) beschichtet ist, der zur Befestigung am
Träger (27) dient.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Kleber (39) ein durch Wärme sich verflüssigender Schmelzkleber ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Sätze (43, 43′) von
Stegen (34, 34′) am Träger (27) nebeneinander liegen, wobei beim
die Thermoelemente (30, 30′) erzeugenden Bedrucken mit dem
Metall-Leitkleber (45, 46) zugleich streifenförmige Verbindungsleitungen
(58) zwischen den Stegen (34, 34′) entstehen, welche, zwecks
Erhöhung der Thermospannung, die aus diesen Stegen erzeugten
Thermoelemente (30, 30′) in Serie schalten.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein
gemeinsamer Heizleiter (61) zur Erwärmung der Verbindungsstellen
(33; 33′) von mehreren Sätzen (43; 43′) von Thermoelementen dient.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die im
wesentlichen höhengleich angeordneten Stege (34, 34′) in getrennten
Längszonen (56, 57) des Trägers liegen und eigene Heizleiter (26,
26′) aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strom, der nach dem Einschalten
den bzw. die Heizleiter (26, 26′; 61) durchfließt,
konstant gehalten wird im Sinne der gleichbleibenden Heizleistung.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Minimierung der Leitungswege zwei
kammförmige Stanzlinge (43; 43′) spiegelbildlich zueinander angeordnet
sind und mit ihren Stegen (34; 34′) um ca. eine halbe Kammteilung
(70) gegeneinander versetzt angeordnet sind sowie im Sinne
einer Verschachtelung wechselseitig in die freien Abstände zwischen
den Stegen (34, 34′) ineinander greifen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von zwei kammförmigen
Stanzlingen (43, 43′) der eine oder beide Kamm-Längsholme (44; 44′) durch
Ausstanzungen (63) oder Trennschnitte (63) unterbrochen und die
zugehörigen Stege (34, 34′) vereinzelt sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß äußere Abdeckfolien (50, 51) auf die
Vorder- und/oder Rückseite des Thermoelement-Trägers (27)
mit Epoxidharz auflaminiert sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
auflaminierten Abdeckfolien (50, 51) kraftstoffbeständig sowie
kraftstoffdicht sind.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdeckfolien (50, 51) mit einer Metallschicht (59) kaschiert sind,
wobei im Bereich von Kontaktelementen (53) die Metallschicht (59)
ausgespart ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoelement-Träger (27)
durch bereichsweises Falten und/oder Rollen in seinen
Abmessungen verkleinerbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
Thermoelement-Träger (27) nach dem
Rollen entlang seiner überlappenden Längsseite zu einem rohrförmigen
Gebilde verbunden ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß das Folien-Material (41, 41′, 60, 50, 51)
und das Trägermaterial (27) temperaturbeständig sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger (27) ein IC-Baustein
(21) für die elektronische Signalverarbeitung der ermittelten
Meßwerte sitzt, der mit den Leitungen (35, 36) über deren
Endpunkte (37, 38) verbunden und unter die Abdeckfolien (50, 51)
mit einlaminiert ist.
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