DE69003019T2

DE69003019T2 - Kraftstoffniveaumessvorrichtung in einem Behälter eines Kraftfahrzeuges.

Info

Publication number: DE69003019T2
Application number: DE90401659T
Authority: DE
Inventors: Christian Baux; Thierry Salaun
Original assignee: JAEGER LEVALLOIS PERRET SA
Current assignee: TI Automotive Fuel Systems SAS
Priority date: 1989-06-15
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1994-04-07
Anticipated expiration: 2010-06-15
Also published as: DE69003019D1; US5085078A; MX173501B; ES2045846T3; EP0403391B1; EP0403391A1; FR2648557A1; FR2648557B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für das Brennstoffniveau in einem Behälter eines Kraftfahrzeugs.
Sie betrifft genauer bezüglich des Bodens ausgerichtete Vorrichtungen mit einem Schwimmer und einem variablen Widerstand von der Art, welche umfaßt:
- eine Befestigungsfläche, welche dafür vorgesehen ist, an einer Wand des Behälters befestigt zu werden,
- einen Träger, welcher um eine horizontale Achse an dem Teil der Befestigungsfläche, der sich innerhalb des Behälters befindet, schwenkbar ist,
- eine Auflageeinrichtung, welche am unteren Ende des Trägers derart gehalten ist, daß die Auflageeinrichtung auf dem Boden des Behälters ruht,
- ein resistives Element, welches von dem Träger getragen wird,
- einen Schwimmer, welcher von einem Arm getragen wird, der um eine nicht vertikale Achse an dem Träger schwenkbar ist, um den Brennstoffniveau zu folgen, und
- einen Gleitkontakt, welcher von dem Arm getragen wird und auf dem resistiven Element aufliegt, um einen variablen Widerstand als Funktion des Niveaus der Flüssigkeit, die in dem Behälter enthalten ist, festzulegen.
Derartige Vorrichtungen sind z.B. in den Druckschriften US-A 3925747, US-A-3449955 und DE-C-3310704 beschrieben. Diese Vorrichtungen werden üblicherweise als "bodenbezogen" ( indexation sur le fond) bezeichnet.
Insoweit, als der Träger, der das resistive Element trägt, durch Aufliegen auf dem Boden des Behälters beansprucht wird, gestatten es diese bodenbezogenen Vorrichtungen, die Meßgenauigkeit gegenüber früheren Systemen zu verbessern, bei denen der Träger des resistiven Elements starr an der Wand des Behälters gehalten war.
Die Anmelderin hat indessen festgestellt, daß dann, wenn zusätzliche Vorkehrungen hinsichtlich der Geometrie der Auflageeinrichtung nicht getroffen werden, diese herkömmlichen bodenbezogenen Systeme mit einem kleinen Fehler behaftet sind und dieser Fehler kann schwerwiegend sein, wenn es sich darum handelt, eine sehr kleine Reservemenge in dem Behälter zu messen.
Die vorliegende Erfindung hat nun zum Ziel, die Vorrichtungen der vorangehend genannten Art zu perfektionieren, indem ihre Genauigkeit derart verbessert wird, daß für jede Position des Bodens des Behälters infolge von möglichen Deformationen die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung immer dieselbe Information "leerer Behälter" liefert, wenn die Höhe des Brennstoffs derselben minimal meßbaren Höhe oberhalb des Bodens entspricht.
Dieses Ziel wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Meßvorrichtung der vorangehend definierten Art erreicht, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Auflageeinrichtung eine Rotationsachse besitzt und das Auftriebszentrum des Schwimmers sich auf einem Kreis bewegt, der durch diese Rotationsachse verläuft, wobei dieses Auftriebszentrum des Schwimmers koaxial mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung ist, wenn das Brennstoffniveau in dem Behälter mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung zusammenfällt, derart, daß, welches auch immer die Position des Bodens des Behälters aufgrund von möglichen Deformationen des Behälters ist, der Arm des Schwimmers immer die gleiche relative Position gegenüber dem Träger einnimmt, wenn das Brennstoffniveau mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung zusammenfällt.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der detaillierten Beschreibung, die nachfolgt, und beim Betrachten der Zeichnungen deutlich, welche zum Zwecke eines nicht einschränkenden Beispiels gegeben werden und in denen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
Fig. 2 schematisch eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
In der beigefügten Fig. 1 unterscheidet man eine Befestigungsfläche 10, ein Widerstandsgehäuse 20, einen Träger des Widerstandsgehäuses 30, einen Auflieger 40, einen Schwimmer 50 und einen Schwimmerarm 60.
Die Befestigungsfläche 10 ist dafür vorgesehen, an einer Wand des Behälters befestigt zu werden, vorzugsweise einer nicht horizontalen Wand, wie einer Seitenwand des Brennstoffbehälters. Sie trägt vorzugsweise elektrische Kontakte, welche mit dem Widerstand verbunden sind, der in dem Gehäuse 20 vorgesehen ist. Die Befestigungsfläche 10 wird außerdem von Stutzen, wie dem Saugstutzen 12, in für sich bekannter Weise durchsetzt. Die Befestigungsfläche 10 kann der Gegenstand von verschiedenen Ausführungsformen sein und wird daher im folgenden nicht näher beschrieben.
Das Gehäuse 20 beherbergt ein resistives Element, welches mit einem Gleitkontakt zusammenwirkt, der von dem Arm 60 getragen wird, um einen variablen Widerstand in Abhängigkeit von dem Niveau der Flüssigkeit festzulegen, die in dem Behälter enthalten ist.
Das Gehäuse 20 ist starr an dem Träger 30 befestigt. Dieser Träger 30 wird im wesentlichen durch eine längliche Stange gebildet. Diese kann nicht geradlinig sein, wie in der beigefügten Figur dargestellt, insbesondere, um das Einführen der Anordnung in den Behälter zu erleichtern.
Der Träger 30 ist an seinem oberen Ende 32 um eine horizontale Achse 34 an dem Teil der Befestigungsfläche 10, welcher sich innerhalb des Behälters befindet, schwenkbar befestigt. Diese Achse 34 ist daher im Raum fixiert. Der Auflieger 40 ist am unteren Ende 36 des Trägers 30 (oder an dem Ende des Trägers 30 gegenüber der Befestigungsfläche 10) befestigt.
Vorzugsweise beansprucht ein elastisches Element, welches nicht in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, um die Darstellung zu vereinfachen, und das einteilig mit der Befestigungsfläche 10 ausgeführt ist, den Träger 30 nach unten derart, daß der Auflieger 40 stets auf dem Boden 100 des Behälters ruht.
Man definiert so auf eine an sich bekannte Weise einen Bezug der Detektionsanordnung zu dem Boden des Behälters, unabhängig von der Position desselben infolge von möglichen Deformationen.
Der Schwimmer 50 ist an einem ersten Ende des Arms 60 befestigt. Dieser ist um eine nicht vertikale, vorzugsweise horizontale Achse 62 um das Gehäuse 20 an seinem zweiten Ende schwenkbar befestigt. Auf diese Weise verschwenkt sich der Arm 60 um die Achse 62, wenn das Brennstoffniveau sich in dem Behälter verändert, wobei der Schwimmer 50 dem Brennstoffniveau folgt, und definiert durch seinen Gleitkontakt einen Widerstand, welcher charakteristisch für das Brennstoffniveau ist.
Der Arm 60 kann geradlinig sein, wie in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Dies ist jedoch kein zwingendes Erfordernis.
Außerdem ist in der beigefügten Fig. 1 mit 110 das minimal meßbare Brennstoffniveau bezeichnet, welches einem Niveau "leer" auf dem beigefügten Anzeigegerät entspricht.
Genauer ist in vollständig ausgezogenen Linien in der beigefügten Fig. 1 die Position der Detektionsanordnung in einer tiefen Position des Bodens des Behälters 100 dargestellt, während dieselbe Anordnung in unterbrochenen Linien und mit einem Index "b" versehen in einer hohen Position des Bodens des Behälters dargestellt ist.
Die Deformation des Bodens des Behälters von der tiefen Position 100 zu der hohen Position 100b läßt den Träger 30 und das Gehäuse 20, das mit ihm verbunden ist, um einen Winkel α schwenken.
Wie vorangehend angedeutet ist die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung derart konstruiert, daß sie für jede Position des Bodens des Behälters zwischen den Positionen 100 und 100b immer denselben Widerstandswert liefert und daher dieselbe Information über einen leeren Behälter, wenn das Brennstoffniveau derselben minimal meßbaren Höhe oberhalb des Bodens 110 entspricht.
Dies setzt, wie vorangehend angedeutet, voraus, daß für jede Position des Bodens des Behälters 100 der Arm des Schwimmers 60 immer dieselbe Position relativ zu dem Träger 30 und dem damit verbunden Gehäuse 20 annimmt, wenn das Brennstoffniveau der minimal meßbaren Höhe 110 entspricht.
Diese Bedingung ist gemäß der in der beigefügten Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform dank der Vereinigung der folgenden Merkmale erfüllt:
- der Auflieger 40 legt eine einhüllende Auflagefläche auf dem Boden des Behälters 100 fest, welche kreisförmig um eine horizontale Achse zentriert ist; der Auflieger 40 kann z.B. zylindrisch oder sphärisch sein,
- der Radius dieser kreisförmigen Einhüllenden entspricht der Höhe des minimal meßbaren Niveaus 110 über dem Boden des Behälters 100 und
- das Auftriebszentrum 52 des Schwimmers verlagert sich auf einem Kreis, welcher durch die zentrale Achse der kreisförmigen Einhüllenden des Aufliegers derart läuft, daß das Auftriebszentrum 52 des Schwimmers 50 koaxial mit der Achse des Aufliegers 40 ist, wenn der Behälter ein minimal meßbares Niveau 110 enthält.
Außerdem ist die Distanz, welche das Auftriebszentrum des Schwimmers von dem tiefsten Punkt des Schwimmers 50 trennt, höchstens gleich dem Radius der kreisförmigen Einhüllenden des Aufliegers 40.
Der Auflieger 40 kann, wenn er eine kreisförmige einhüllende Auflagefläche festlegt, entweder starr an dem Träger 30 oder um diesen um eine horizontale Achse drehbar befestigt sein, welche mit der Zentralachse der kreisförmigen einhüllenden Auflagefläche zusammenfällt.
Der Auflieger 40 kann aber gleichfalls auch nicht eine kreisförmige Einhüllende zur Auflage auf dem Boden 100 des Behälters festlegen, vorausgesetzt, daß er um eine horizontale Achse drehbar an dem Träger 30 befestigt ist, die von seiner Auflagefläche auf dem Boden des Behälters um einen Abstand entfernt ist, welcher gleich der minimal meßbaren Höhe ist. Für den Rest der vorliegenden Anmeldung werden Rotationsachse des Aufliegers 40 je nachdem sowohl die Achse der kreisförmigen einhüllenden Auflagefläche als auch die Drehachse des Aufliegers an dem Träger genannt.
Gemäß der beigefügten Fig. 1 weist der Schwimmer 50 einen kreisförmigen vertikalen Querschnitt auf (er könnte z.B. zylindrisch oder sphärisch sein). Der Schwimmer kann starr an dem Arm 60 befestigt sein. In diesem Fall kann der Befestigungspunkt des Arms 60 an dem Schwimmer 50 um eine horizontale Achse drehbar an dem Arm 60 angebracht sein, die mit dem Auftriebszentrum 52 des Schwimmers 50 zusammenfällt.
Etwas allgemeiner kann die Geometrie des Schwimmers 50 irgendeine sein, wenn der Schwimmer 50 an dem Arm 60 um eine horizontale Achse drehbar befestigt ist, welche mit seinem Auftriebszentrum 52 zusammenfällt.
Dementsprechend ist in der beigefügten Fig. 2 eine Abwandlung der Realisierung dargestellt, gemäß der
- der Auflieger 40 einen vertikalen Querschnitt mit einer rechteckigen Geometrie aufweist und an dem unteren Ende des Trägers 30 um eine horizontale Achse drehbar befestigt ist, welche von seiner Auflagefläche 42 auf dem Boden des Behälters 100 um einen Abstand entfernt ist, welcher gleich der minimal meßbaren Höhe ist, und
- der Schwimmer 50 mit einem rechteckigen vertikalen Querschnitt um eine horizontale Achse 52 schwenkbar an dem Arm 60 angebracht ist, die durch das Auftriebszentrum des Schwimmers verläuft,
- dieses Auftriebszentrum koaxial mit der Drehachse des Aufliegers 40 an dem Träger 30 ist, wenn das Brennstoffniveau dem minimal meßbaren Niveau 110 entspricht.
Wohlgemerkt ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die beschrieben wurden, sondern erstreckt sich auf alle Varianten, die ihrem Prinzip entsprechen.
Gegebenenfalls kann ein Anschlag, welcher schematisch mit dem Bezugszeichen 120 in Fig. 1 bezeichnet ist, an dem Gehäuse 20 vorgesehen sein, um als Auflage für den Arm 60 zu dienen und die tiefe Position des Arms 60 bezüglich des Trägers zu begrenzen.
Der Auflieger 40 erfüllt im übrigen die Funktionen des Begrenzens der Reibung des Trägers des Widerstandsgehäuses auf dem Boden und eines Schalldämpfers.

Claims

1. Meßvorrichtung für das Brennstoffniveau in einem Behälter eines Kraftfahrzeugs, welche umfaßt:

- eine Befestigungsfläche (10), welche dafür vorgesehen ist, an einer Wand des Behälters befestigt zu werden,

- einen Träger (30), der um eine horizontale Achse (34) an dem Teil der Befestigungsfläche (10), der sich innerhalb des Behälters befindet, schwenkbar ist,

- eine Auflageeinrichtung (40), welche am unteren Ende des Trägers (30) derart gehalten ist, dar die Auflageeinrichtung (40) auf dem Boden des Behälters ruht,

- ein resistives Element (20), das von dem Träger (30) getragen wird,

- einen Schwimmer (50), welcher von einem Arm (60) getragen wird, der um eine nicht vertikale Achse (62) an dem Träger schwenkbar ist, um dem Brennstoffniveau zu folgen, und

- einen Gleitkontakt, der von dem Arm (60) getragen wird und auf dem resistiven Element aufliegt, um einen variablen Widerstand als Funktion des Niveaus der Flüssigkeit, die in dem Behälter enthalten ist, zu definieren,

dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) eine Rotationsachse besitzt und das Auftriebszentrum (52) des Schwimmers (50) sich auf einem Kreis verschiebt, der durch diese Rotationsachse verläuft, wobei dieses Auftriebszentrum (52) des Schwimmers (50) koaxial mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung (40) ist, wenn das Brennstoffniveau in dem Behälter mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung (40) zusammenfällt, derart, daß, welches auch immer die Position des Bodens des Behälters aufgrund von möglichen Deformationen des Behälters ist, der Arm (60) des Schwimmers immer die gleiche relative Position gegenüber dem Träger (30) einnimmt, wenn das Brennstoffniveau mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung zusammenfällt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) eine Fläche für die Auflage auf dem Boden des Behälters (100) festlegt, welche kreisförmig und um eine horizontale Achse zentriert ist, die mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung zusammenfällt.

3. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) zylindrisch oder sphärisch ist.

4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) starr an dem Träger (30) befestigt ist.

5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) an dem Träger (30) um eine horizontale Achse schwenkbar befestigt ist, die mit der Rotationsachse der Auflageeinrichtung (40) zusammenfällt.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageeinrichtung (40) einen nicht kreisformigen vertikalen Querschnitt besitzt und daß sie an dem Träger (30) um eine horizontale Achse schwenkbar befestigt ist, die mit der besagten Rotationsachse zusammenfällt.

7. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer starr an den Arm (60) befestigt ist.

8. Meßvorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (50) an dem Arm (60) um eine horizontale Achse schwenkbar befestigt ist, die mit dem Auftriebszentrum des Schwimmers zusammenfällt.

9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (30) einen Anschlag (120) trägt, der als Auflage für den Arm (60) dient, um die untere Position desselben bezüglich des Trägers (30) zu begrenzen