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Die
Erfindung betrifft eine elektrische Kontaktvorrichtung zur Erfassung
eines Flüssigkeitsstands
in einem Behälter.
Sie kann insbesondere bei einem Bremsflüssigkeitsbehälter für ein Kraftfahrzeug
angewendet werden, um einen Bremsflüssigkeitsstand zu erfassen,
der niedriger ist als ein Mindestfüllstand.
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Kraftfahrzeuge
sind nun im Prinzip mit Systemen ausgestattet, die die Erfassung
eines Bremsflüssigkeitsstands
ermöglichen,
wenn dieser unter einen Mindestfüllstand
sinkt, und die die Abgabe eines Warnsignals an den Fahrzeugfahrer
ermöglichen. Diese
Erfassungssysteme sind im Allgemeinen elektrische Erfassungssysteme.
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Die
1a bis
1c stellen
Grundschemata eines elektrischen Systems zur Erfassung eines Flüssigkeitsstands
dar, das üblicherweise
bei Bremsflüssigkeitsbehälter für Fahrzeuge
verwendet wird. Das Dokument
US-A-1
759 503 beschreibt eine weitere elektrische Kontaktvorrichtung
zur Erfassung des Flüssigkeitsstands
in einem Behälter.
Die
1a und
1c stellen
Schnittansichten des Behälters dar,
und
1b stellt eine Draufsicht dar. Der Behälter
1,
der Flüssigkeit
2 enthält, ist
mit einem Schwimmer
3 ausgestattet, der auf der Flüssigkeit
2 schwimmt.
Dieser Schwimmer weist einen vertikalen Stab
30 auf, dessen
oberer Abschnitt mit einem beweglichen, Strom leitenden Kontaktteil
31 ausgestattet
ist. Es sind ferner zwei feste Kontaktteile
4 und
4', die ebenfalls
Strom leiten, im oberen Abschnitt des Behälters angeordnet. Wenn der
Behälter
angemessen gefüllt
ist, befindet sich der Schwimmer in einer in
1a dargestellten
Stellung, und es besteht kein Kontakt zwischen dem Kontaktstück
31 und
den Kontaktteilen
4 und
4'. Wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter sinkt,
bewegt sich der Schwimmer nach unten und nimmt das Kontaktteil
31 mit.
Dieses stellt dann eine elektrischen Verbindung zwischen den beiden
Kontaktteilen
4 und
4' her. Diese Kontaktteile
4 und
4' sind über elektrische
Drähte
5 und
5' mit einem elektrischen
Kreis (in den Figuren nicht dargestellt) verbunden, der den Stromdurchgang
zwischen den Kontaktteilen
4 und
4' erfasst. Der Fahrzeugfahrer kann
somit von diesem elektrischen Kreis mittels eines hörbaren und/oder
leuchtenden Warnsignals über
das Absinken des Flüssigkeitsstands
im Behälter
informiert werden. Dies ist umso wichtiger, als es sich um den Bremsflüssigkeitsstand
handelt.
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2 stellt
ein Ausführungsbeispiel
des oberen Abschnitts des Behälters
dar, wobei die Kontaktteile 31, 4 und 4' genauer gezeigt
sind. Der Stab 30 weist ein Führungsteil 32 auf,
das in einer Aufnahme 10 gleitet, die sich im oberen Abschnitt
des Behälters 1 befindet.
Am Ende 33 des Stabs 30 kann auch eine Führungsvorrichtung
(nicht dargestellt) vorgesehen sein. Die Kontaktteile 4 und 4' müssen außerdem durch
die Wand der Aufnahme 10 des Behälters verlaufen, um den Stromdurchgang
zwischen ihren Enden, die dazu bestimmt sind, mit dem Kontaktteil 31 in
Kontakt zu sein, und ihren Enden zu gewährleisten, an die die elektrischen
Drähte 5 und 5' angeschlossen
sind. Die Kontaktteile 4 und 4' sind in einem Dichtungsteil 11 angeordnet,
das dazu vorgesehen ist, mit Kraft in die Öffnung 12 des Behälters eingesetzt
zu werden, die mit der Aufnahme 10 kommuniziert.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 2 ist das Dichtungsteil 11 dazu auf die
Kontaktteile 4 und 4' aufgeformt. Bei der Montage wird
der Stab 30 des Schwimmers, der das Kontaktteil 31 trägt, in die Aufnahme 10 des
Behälters
eingesetzt. Anschließend
wird das Dichtungsteil 11 mit Kraft in die Öffnung 12 eingesetzt,
wobei seine Kontaktteile 4 und 4' unter dem Kontaktteil 31,
d.h. zwischen dem Kontaktteil 31 und dem Führungsteil 32 angeordnet
werden.
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Die
Erfindung betrifft die Anordnungen, die eine Vereinfachung der Montage
des Schwimmers und seines Stabs 30 in der Aufnahme 10 des
Behälters
ermöglichen,
bei der das Kontaktteil 31 über den Kontaktteilen 4 und 4' angeordnet
ist.
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Darüber hinaus
erfolgt das Füllen
des Behälters
im Werk üblicherweise
unter Druck. Es stellt sich heraus, dass die Gefahr eines Auslaufens
zwischen dem Dichtungsteil 11 und der Wand der Öffnung 12 vom
Innenbereich zum Außenbereich
des Behälters bestehen
kann. Die Erfindung ermöglicht
es auch, dieses Problem zu lösen.
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Die
Erfindung betrifft somit eine elektrische Kontaktvorrichtung zur
Erfassung des Flüssigkeitsstands
in einem Behälter
mit einem Schwimmer, der im Behälter
angeordnet sein und auf einer Flüssigkeit schwimmen
soll, die in diesem Behälter
enthalten ist. Dieser Schwimmer weist einen Stab auf, der im Wesentlichen
senkrecht zum Flüssigkeitsstand
verlaufen und sich über
diesem Flüssigkeitsstand
befinden soll. Der Stab des Schwimmers weist in einem oberen Abschnitt
ein erstes Kontaktteil aus leitendem Material auf, das mit einem zweiten
und einem dritten Kontaktteil, die auch aus leitenden Materialien
bestehen, in Kontakt treten soll, wenn der Flüssigkeitsstand im Behälter unter
einen vorbestimmten Füllstand
fällt.
Dieses zweite und dritte Kontaktteil besitzen einen vorbestimmten
Abstand zueinander und sind auf der einen und auf der anderen Seite
des Stabs angeordnet. Erfindungsgemäß besteht das erste Kontaktteil
aus einem elastischen Material, so dass zwei seiner Enden normalerweise
mit einer Länge
voneinander beabstandet sind, die größer ist als der vorbestimmte
Abstand, und diese sich durch die Wirkung einer Kraft dem Stab annähern können, damit
der Abstand zwischen diesen beiden Enden kleiner ist als der vorbestimmte
Abstand.
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Das
erste Kontaktteil weist vorzugsweise einen mittleren Abschnitt auf,
der senkrecht zur Achse des Stabs verläuft und gemäß der Achse des Stabs angeordnet
ist. Dieser mittlere Abschnitt ist an jeder Seite durch zwei geneigte
und bezüglich
der Achse des Stabs symmetrisch verlaufende Abschnitte verlängert. Diese
geneigten Abschnitte münden
jeweils in ein Kontaktende.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umklammert eine Wand des Behälters oder ein mit dem Behälter fest
verbundenes Teil direkt das zweite und das dritte Kontaktteil über eine vorbestimmte
Länge.
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Außerdem sind
die Enden des zweiten und dritten Kontaktteils, die sich im Inneren
des Behälters befinden
sollen, von einem Halteteil gehalten.
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Das
Halteteil weist dann vorzugsweise eine Vertiefung auf, die den Zugang
zu den Enden der Kontaktteile ermöglicht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Vertiefung so geformt, dass sie das Einsetzen und das Führen des
ersten Kontaktteils gemäß einer
zum Stab parallelen Achse ermöglicht.
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Das
Halteteil ist vorzugsweise im Behälter in dessen oberem Abschnitt
angeordnet.
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Eine
Wand des Behälters
ist vorzugsweise um das Halteteil und um einen Abschnitt des zweiten und
dritten Kontaktteils aufgeformt.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen elektrischen
Kontaktvorrichtung ist vorgesehen, dass der Stab ein Führungsteil
aufweist, das in einer Aufnahme des Behälters gleitet. Das erste Kontaktteil
ist dazu vorgesehen, in dieser Aufnahme angeordnet zu sein, und
das zweite und das dritte Kontaktteil sind dazu vorgesehen, in dieser
Aufnahme hervorzutreten. Das Führungsteil
weist mindestens eine Führungsrille
(oder eine Führungsrippe) auf,
die gleitend an einer Führungsrippe
(bzw. an einer Führungsrille)
angebracht ist, welche in der Innenwand der Aufnahme vorgesehen
ist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen
Kontaktvorrichtung, das die folgenden Schritte umfasst:
- – Ausbilden
eines Halteteils an den Enden des zweiten und dritten Kontaktteils,
die im Inneren des Behälters
angeordnet sein sollen,
- – Einsetzen
der Kerne einerseits um die Enden der Teile herum, die sich außerhalb
des Behälters befinden
sollen, und andererseits am unteren Abschnitt des Halteteils,
- – Aufformen
um die so erhaltene Baugruppe, um den oberen Abschnitt eines Behälters zu
bilden,
- – Ausbilden
des ersten elastischen Kontaktteils, das sich verformen kann, um
zwischen den Kontaktteilen zu verlaufen, und Befestigen an einem Ende
des Stabs des Schwimmers,
- – Durchführen des
ersten Kontaktteils zwischen dem zweiten und dem dritten Kontaktteil
und Einsetzen des ersten Kontaktteils in die Vertiefung über dem
zweiten und dem dritten Kontaktteil.
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Die
verschiedenen für
die Erfindung kennzeichnenden Gegenstände werden aus der nachfolgenden
Beschreibung und den beigefügten
Figuren klarer. In den Figuren zeigen:
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1a bis 2 ein
Beispiel für
ein im Stand der Technik bekanntes Kontaktsystem zur Erfassung des
Flüssigkeitsstands
in einem Behälter,
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3a bis 3c ein
Ausführungsbeispiel eines
beweglichen Kontaktteils einer erfindungsgemäßen elektrischen Kontaktvorrichtung,
die dazu vorgesehen ist, eine elektrische Verbindung zwischen den
feststehenden Kontaktteilen des Behälters herzustellen,
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4a bis 4d das
Verfahren zum Anbringen des Kontaktteils aus den 3a und 3b,
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5 ein
Grundschema eines Beispiels für das
Anbringen von feststehenden Kontaktteilen und eines beweglichen
Kontaktteils,
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6a und 6b ein
Teil zum Halten der feststehenden Kontaktteile des Behälters,
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6c und 6d ein
Aufformen des Halteteils und der feststehenden Kontaktteile durch
das Material des Behälters,
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7a und 7b einen
Vorgang zum Anbringen eines erfindungsgemäßen beweglichen Kontakts über den
feststehenden Kontakten eines Behälters.
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Bezugnehmend
auf die 3a und 3b wird
nun ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kontaktvorrichtung
beschrieben.
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Wie
oben anhand der 1a bis 2 beschrieben
wurde, weist der Flüssigkeitsbehälter einen
Schwimmer 3 auf, über
dem ein Stab 30 angebracht ist, der in 3b zu
sehen ist. Der obere Abschnitt des Stabs 30 weist das Führungsteil 32 auf, und über diesem
Führungsteil
ist das Kontaktteil 31 angeordnet. Das Kontaktteil 31 besteht
erfindungsgemäß aus einem
elastischen Material. Es besitzt beispielsweise eine Form, wie in 3a dargestellt ist.
Seine Elastizität
ist derart, dass sich die Enden 33 und 33' dem Stab 30 so
annähern
können,
dass der Abstand zwischen den beiden Enden 33 und 33' kleiner ist
als die Länge
D des Zwischenraums zwischen den beiden Kontaktteilen 4 und 4'. In der Ruhestellung
des Kontaktteils 31 muss jedoch der Abstand zwischen den
beiden Enden 33 und 33' größer sein als die Länge D.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel
aus 3a weist das Kontaktteil 31 einen mittleren
Abschnitt auf, der im Wesentlichen senkrecht zum Stab 30 verlaufen
soll und ein Loch 34 aufweist, um das Teil 31 am
oberen Ende des Stabs 30 zu befestigen. Das Kontaktteil 31 weist
auch zwei geneigte Abschnitte 35 und 35' auf, die bezüglich des
mittleren Abschnitts symmetrisch angeordnet sind. Diese geneigten
Abschnitte münden
in Kontaktenden 33 und 33'. Wie im Nachfolgenden zu sehen
sein wird, soll diese Form des Kontaktteils 31 mit geneigten Abschnitten
das Einsetzen dieses Kontaktteils 31 über die Kontaktteile 4 und 4' vereinfachen.
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3c stellt
eine Art der Führung
des Führungsteils 32 in
der Aufnahme 10 des Behälters
dar. Diese 3c stelle eine Schnittansicht
des Führungsteils 32 dar,
das senkrecht zur Achse des Stabs 30 verläuft.
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Das
Kontaktteil 31 muss in der Aufnahme 10 eine vorbestimmte
Ausrichtung haben, damit seine Kontaktenden 33 und 33' mit den Kontaktteilen 4 und 4' in Kontakt
sein können.
Dazu weist die Innenwand 18 der Aufnahme 10 Rippen 50 und 50' auf, die vorzugsweise
diametral entgegengesetzt sind. Das Führungsteil 32 weist
ferner Einkerbungen 40 und 40' auf, deren Form komplementär zu derjenigen
der Rippen 50 bzw. 50' ist. Das Führungsteil 32 gleitet entlang
der vertikalen Achse der Aufnahme, wobei es aufgrund der Führung der
Rippen 50 und in den Rillen 40 und 40' nicht drehen
kann.
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In 3c ist
klar zu sehen, dass es statt Rillen am Führungsteil 32 vorzusehen,
möglich
wäre, Rippen
vorzusehen. In der Wand 18 der Aufnahme 10 müssten dann
Rillen mit zu diesen Rippen komplementären Formen vorgesehen sein.
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Die 4a bis 4c zeigen
das Verfahren zum Anbringen des Stabs 30 des Schwimmers
und des Kontaktteils 31 zwischen den Kontaktteilen 4 und 4'.
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Das
Kontaktteil 31 ist über
das Loch 34, das sich im Wesentlichen in der Mitte des
Kontaktteils befindet, am oberen Abschnitt des Stabs 30 angebracht.
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Wie
in 4a dargestellt, sind der Stab 30 des
Schwimmers 3 und sein Kontaktteil zwischen den beiden Kontaktteilen 4 und 4' angeordnet.
Wie in 4b dargestellt, wird anschließend die
Baugruppe aus Stab 30 und Kontaktteil 31 zwischen
die Kontaktteile 4 und 4' gedrückt, so dass das Kontaktteil 31 gebogen
wird und sich seine Enden 33 und 33' dem Stab 30 nähern. Wie
in 4c dargestellt, geht das Kontaktteil 31 über die
Kontaktteile 4 und 4' hinaus. Das Kontaktteil 31 befindet
sich somit nun über
den Kontaktteilen 4 und 4'. In der in 4c dargestellten Stellung
besteht kein Kontakt zwischen dem Kontaktteil 31 und den
Teilen 4 und 4'.
Wenn jedoch der Flüssigkeitsstand
im Behälter
sinkt, bewegt sich der Schwimmer, wie zuvor erläutert, nach unten, und unter
einem vorbestimmten Füllstand
stellen die Enden 33 und 33' einen Stromdurchgang zwischen
den Kontaktteilen 4 und 4' her, wie in 4d dargestellt.
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Das
Anbringen des Kontaktteils 31 am Stab 30 erfolgt
entweder durch Aufformen des Stabs 30 auf das Kontaktteil 31,
oder durch Aufstecken des Lochs 34 des Kontaktteils 31 auf
das Ende des Stabs 30 und durch anschließendes Verformen
dieses Endes des Stabs, damit das Kontaktteil 31 und der
Stab 30 fest miteinander verbunden sind.
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Wie
zuvor erwähnt,
kann ferner, wenn die Kontaktteile 4 und 4' in einem Dichtungsteil 11 enthalten
sind, das mit Kraft in der Öffnung 12 des
Behälters
angebracht ist (s. 2), die Gefahr eines Auslaufens
bestehen, wenn der Behälter
unter Druck befüllt
wird. Diese Technik des Anbringens mit einem Dichtungsteil war im
Stand der Technik erforderlich, da die Kontaktteile 4 und 4' erst dann in
den Behälter eingesetzt
werden konnten, wenn der Stab 30 des Schwimmers und das
Kontaktteil 31 eingesetzt waren.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
eine Wand des Behälters
(den oberen Abschnitt) auf die Kontaktteile 4 und 4' aufzuformen.
Wie in 5 schematisch dargestellt, erhält man die beiden Kontaktteile 4 und 4', die in einer
Wand 13 des Behälters eingeschlossen
sind, wobei sich Enden außerhalb des
Behälters
befinden, an die die Drähte
zur elektrischen Verbindung 5 und 5' angeschlossen sind, und wobei
die Enden 40 und 40' im
Behälter
angeordnet sind, die über
das Kontaktteil 31 zusammengeschaltet werden können. Unter
diesen Bedingungen muss, nachdem die Kontaktteile 4 und 4' durch Aufformen
in einer Wand des Behälters
angebracht wurden, das Kontaktteil 31 mit dem zuvor anhand
der 4a bis 4c beschriebenen
Verfahren über
den Kontaktteilen 4 und 4' angeordnet werden.
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Bezugnehmend
auf die 6a bis 6d wird
nun ein Beispiel für
das Anbringen der Kontaktteile 4 und 4' am oberen Abschnitt
eines Behälters beschrieben.
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Die 6a und 6b stellen
ein Halteteil 6 dar, das die Kontaktteile 4 und 4' und insbesondere die
Enden dieser Kontaktteile halten soll, die sich im Behälter befinden.
Das Halteteil 6 weist eine Vertiefung 60 (6b)
auf, in der die Kontaktteile zugänglich
sind. Die Vertiefung 60 ist so dimensioniert, dass sie
das Durchführen
des Kontaktteils 31, wie nachfolgend zu sehen sein wird,
und dessen Einsetzen über die
Kontaktteile 4 und 4' ermöglicht.
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Die
Kontaktteile 4 und 4' sind in das Halteteil 6 eingesetzt,
oder dieses ist auf die Kontaktteile 4 und 4' aufgeformt.
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Wenn
die Baugruppe aus den Kontaktteilen 4–4' und dem Halteteil 6 gebildet
ist, wird ein Aufformen des Gehäuses
des Behälters
und insbesondere des oberen Abschnitts des Behälters auf diese Baugruppe durchgeführt, wie
in 6c dargestellt.
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6c zeigt
einen Schritt des Aufformverfahrens. Um das Aufformen des Behälters auf
eine wie in den 6a und 6b dargestellte
Baugruppe durchzuführen,
wird diese nämlich
mit Kernen 70 und 71 versehen, die nach dem Aufformen
entfernt werden. Der Kern 70 ist an den Enden der Kontaktteile 4 und 4' angeordnet,
die sich außerhalb
des Behälters
befinden sollen. Dieser Kern lässt
eine Länge L
dieser Kontaktteile frei.
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Der
Kern 71 befindet sich im unteren Abschnitt des Halteteils 6,
um insbesondere zu verhindern, dass Formmaterial in die Vertiefung 60 dringt. Das
Formmaterial wird auf diese Baugruppe aufgeformt, wie in 6b dargestellt.
Man erhält
den in 6d dargestellten oberen Abschnitt
des Behälters.
Das Halteteil 6 und die Kontaktteile 4 und 4' sind im Material
des Behälters
eingeschlossen. Die Kontaktteile 4 und 4' weisen Enden
auf, die einerseits außerhalb
des Behälters
und andererseits innerhalb des Behälters zugänglich sind. Die Kontaktteile
haften jedoch über
die Länge
L in dichter Weise am Material des Behälters, es kann somit kein Auslaufen mehr
auftreten, wenn der Behälter
unter Druck befüllt wird.
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Die
Kontaktteile 4 und 4' sind somit perfekt abdichtend
im Gehäuses
gehalten, wobei Enden außerhalb
des Gehäuses
hervorstehen, um elektrische Verbindungen zu ermöglichen, und Enden innerhalb des
Gehäuses
angeordnet sind.
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Das
Kontaktteil 31, wie es in den 3a und 3b dargestellt
ist, hat zwischen diesen beiden Enden 33 und 33' vorzugsweise
eine langgestreckte Form. Die Eingangsfläche der Vertiefung 60 hat
auch eine langgestreckte, bezüglich
der Kontaktteile 4 und 4' querverlaufende Form. Auf diese
Weise ermöglicht die
Form der Vertiefung eine Ausrichtung des Kontaktteils 31,
damit es nach seinem Einsetzen in die Vertiefung 60 über die
Kontaktteile 4 und 4' mit diesen Enden 33 und 33' den Kontaktteilen 4 bzw. 4' gegenüberliegt.
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Die 7a und 7b stellen
das Einsetzen des Kontaktteils 31 in die Vertiefung 60 über die Kontaktteile 4 und 4' dar, so dass
die Vorrichtung zur Erfassung des Flüssigkeitsstands in einem Behälter (s. 7b)
erhalten wird.
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Die
Erfindung betrifft somit auch ein Verfahren zur Herstellung einer
derartigen Vorrichtung.
- – Ein Halteteil 6 wird
zunächst
auf die Enden 40 und 40' der Kontaktteile 4 und 4' aufgeformt,
die sich im Inneren des Behälters
befinden sollen.
- – Es
werden Kerne 70 und 71 einerseits um die Enden
der Teile 4 und 4',
die sich außerhalb
des Behälters
befinden sollen, und andererseits am unteren Abschnitt des Halteteils 6 angeordnet.
- – Ein
Aufformen wird um die so erhaltene Baugruppe durchgeführt, um
den oberen Abschnitt eines Behälters
zu bilden.
- – Darüber hinaus
wird ein elastisches Kontaktteil 31, das sich verformen
kann, um zwischen den Kontaktteilen 4 und 4' zu verlaufen,
an einem Ende eines Stabs 30 eines Schwimmers 3 befestigt.
- – Schließlich wird
das Kontaktteil 31 zwischen den Kontaktteilen 4 und 4' durchgeführt, damit
es in die Vertiefung 60 des Halteteils 6 über die
Kontaktteile 4 und 4' eingesetzt wird.