DE69019897T2

DE69019897T2 - Flüssigkeits-Messschwimmer und Schwimmergestänge.

Info

Publication number: DE69019897T2
Application number: DE69019897T
Authority: DE
Inventors: Robert Duane Gaston
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1989-09-11
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2010-08-11
Also published as: US5333499A; EP0417907A1; JPH03100427A; EP0417907B1; DE69019897D1; JP2931646B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Flotationsvorrichtung zum Messen eines Flüssigkeitsstandes und noch spezifischer Mittel zur Verbindung eines Schwimmers und einer Schwimmerstange.
Das Erfassen des Kraftstoffstandes in Kraftstoffbehältern von Fahrzeugen wird normalerweise unter Anwendung eines drehbaren Schwimmers ausgeführt, der die Bewegung eines Schiebenockens über einen Widerstand betätigt. Aus den elektrischen Anschlüssen mit dem Nocken und dem Widerstand ergeben sich unterschiedliche Messungen des Rheostats, da der Schwimmer sich je nach dem Stand des Kraftstoffs im Kraftstoffbehälter bewegt. Ein Signal, das von dem variablen Widerstand herrührt, wird zu einem Anzeiger, wie zum Beispiel einem elektronischen Messgerät gesandt, um dem Autofahrer das Volumen des im Behälter verbleibenden Kraftstoffs anzugeben.
Der variable Widerstandsmechanismus und der Schwimmerkörper sind normalerweise durch einen Schwimmerstangenarm aus Stahl verbunden, der sich zwischen beiden befindet. Verschiedene technische Möglichkeiten sind bekannt, um den Schwimmer mit der Schwimmerstange zu verbinden.
Zum Beispiel das U.S. Patent 2 325 582, das Anderson erteilt wurde und das U.S. Patent 3 316 763, das an De Giers erteilt wurde, zeigen einen Schwimmerstangen-arm, der in eine U-förmige Stütze ausläuft, die eine Achse trägt. Ein Schwimmerglied wird durch Drehungen auf der Achse gehalten. Durch die Drehung des Schwimmerkörpers behält der Körper eine waagerechte Orientierung an der Oberfläche der Flüssigkeit, die gemessen werden soll, bei. Dieser Typ des Schwimmers und Schwimmerarmsystems ist wegen seiner Kosten und wegen der Komplexität bei der Herstellung und Montage einer derartig grossen Anzahl der Teile unerwünscht.
Das U.S. Patent 3 361 156, das Klingle erteilt wurde, betrifft einen Schwimmerkörper, der durch Barten an einem Ventilarm befestigt wird, die aus dem Ventilarm herausragen und in den Schwimmerkörper hineingehen. Bei der Herstellung grosser Quantitäten werden das niedrige Gewicht und die geringen Kosten einer dünnen Schwimmerstange aus Stahl der breiten Stütze, die bei Klingle erforderlich ist, vorgezogen. Ausserdem können Barten nicht leicht in Schwimmerkörper aus Kunststoff eindringen, die normalerweise wegen ihrer Undurchlässigkeit gegenüber Verbrennungskraftstoffen in Kraftstoffbehältern verwendet werden.
Das U.S. Patent 3 200 646, das an Donko et al. erteilt wurde, handelt über eine sogenannte Schäferhakenbefestigung zwischen einem Schwimmerkörper und einer Schwimmerstange. Ein zylinderförmiger Schwimmerkörper enthält eine Aussparung, in die der genau gebogene Endteil einer Schwimmerstange kommt. Der Schäferhakenausführung mangelt es an Haltbarkeit und sie bietet keinen gleichmässig starken Rückhalt für den Schwimmerkörper gegen Belastungen, die aus allen Richtungen auf den Schwimmerkörper einwirken. Es ist auch möglich, dass der Schwimmerkörper in der falschen Richtung orientiert in den Schäferhaken eingebaut würde.
DE-3 817 895 (entspricht GB-2 207 079) beschreibt einen Endstützteil für einen Kraftstoffstandanzeiger in einem Kraftstoffbehälter für Fahrzeuge. Die Figuren 3 und 4 stellen den Standanzeiger dar, in dem eine Schwimmerstange (12) der Länge nach durch die Innenseite eines Schwimmerkörpers (11) geht und durch eine "C-clip" Lasche in der Lage gehalten wird wo die Schwimmerstange aus dem hinteren Teil des Körpers herausragt.
Dies sind einige der Nachteile, die die vorliegende Erfindung behebt. Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es einen Schwimmermechanismus anzubieten, der einfach und preiswert in der Herstellung und im Zusammenbau ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Schwimmer- bis Schwimmerstangensystem anzubieten, das sehr widerstandsfähig ist und das wiederholten, starken Stossbelastungen zwischen dem Schwimmer und einem Behälter widerstehen kann, wenn der Kraftstoff schwappt, ohhe weder den Schwimmermechanismus noch den Behälter zu beschädigen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Messgenauigkeit des Flüssigkeitsstandes unter Verwendung eines Schwimmermechanismus zu verbessern.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Schwimmermechanismus angeboten, der eine Schwimmerstange enthält, die von einer Drehachse an Zwischenteilen entlang bis zu einem Schwimmerkörper reicht, der in paralleler Richtung zur besagten Drehachse verlängert ist, die besagte Schwimmerstange ist so gebogen, dass sie ein äusseres Ende im rechten Winkel bildet, das an dem Schwimmerkörper befestigt wird, das äussere Ende bildet eine Drehachse, die im wesentlichen zu der besagten Drehachse parallel ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkörper mit einem Durchgang für die Stange versehen ist, der an einem Ende geschlossen ist und in dem die Breite des Durchgangs im allgemeinen vom Eingang bis zum Ende schmaler wird und in welchen das besagte äussere Ende hineinreicht, sowie eine Einschnappklemme, die das besagte Zwischenteil darin festhält.
Die Erfindung wird jetzt anhand von Beispielen, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, näher beschrieben, in denen:
Figur 1 ein perspektiver Aufriss eines Kraftstoffsendersystems ist, das über eine Befestigung zwischen einer Schwimmerstange und einem Schwimmerkörper nach dem vorausgegangenen Fachwissen verfügt.
Figur 2 eine perspektive Darstellung des Prinzips eines Schwimmerkörpers und einer Schwimmerstange nach der vorliegenden Erfindung ist.
Figur 3 ein partieller Seitenquerschnitt eines Schwimmerkörpers nach der vorliegenden Erfindung ist.
Figur 4 eine Seitenansicht ist, die die Befestigung des Schwimmerkörpers und der Schwimmerstange nach der vorliegenden Erfindung darstellt.
Figur 5 eine Vorderansicht ist, die entlang der Linien 5-5 der Figur 4 dargestellt ist.
Figur 6 eine Obenansicht eines alternativen Prinzips des Schwimmer-körpers nach der vorliegenden Erfihdung ist, und
Figur 7 eine Seitenansicht ist, die die Zwischenverbindung der Schwimmerstange mit dem Schwimmerkörper der Figur 6 darstellt.
Figur 1 stellt ein Kraftstoffsendersystem dar, das eine Schwimmerstange 10 und einen Schwimmerkörper 11 enthält, die durch eine Methode des vorausgegangenen Fachwissens verbunden sind. Die Schwimmerstange 10 verfügt über einen Schäferhaken, der an seinem äusseren Ende 20 gebogen ist und einen Drehachsenteil 21 am entgegengesetzten Ende durch die Biegung 22 hat. Der Schwimmerkörper 11 wird in der Schäferhakenbiegung 20 in einer Aussparung 23 festgehalten.
Das Ende der Drehachse 21 der Schwimmerstange 10 wird durch einen Rheostatmechanismus festgehalten. Der dargestellte Mechanismus entspricht den Lehren vorhergehend beantragter und öffentlich erteilter U.S. Patente US- A-4 873 865, Veröffentlichung am 17. Oktober 1989 und am 27. Dezember 1988 beantragt und dem U.S. Patent mit der Seriennummer 359,061, am 30. Mai 1989 beantragt, beide Patente werden hier unter Bezugnahme in ihrer Vollständigkeit eingegliedert. Der variable Widerstandsmechanismus enthält ein Gehäuse 12, eine Rheostatkarte 15 die im Gehäuse 12 aufgenommen wird, ein Trägerelement 13, das eine daran befestigte Kontaktfeder 16 für einen Gleitkontakt mit der Rheostatkarte 15 hat und eine Grundlageplatte 14, die zusammen mit dem Gehäuse 12 einschnappt. Die Kontaktfeder 16 berührt auch die Grundlageplatte 14 aus Metall und liefert einen elektrischen Anschluss zum variablen Widerstand. Ein Kabel 17 ist an die Rheostatkarte 15 angeschlossen und liefert den zweiten elektrischen Anschluss zum variablen Widerstand.
Das Ende der Drehachse 21 der Schwimmerstange 10 läuft durch ein Loch im Gehäuse 12 (nicht dargestellt), dann durch eine Bohrung im Trägerelement 13 und dann durch ein Loch in der Grundlageplatte 14. Eine Gabel 24 geht durch einen Schlitz (nicht dargestellt) in das Gehäuse 12, um die Schwimmerstange 10 zwischen der Biegung 22 und dem Schäferhaken 20 festzuhalten. Dadurch dreht sich der Schwimmerkörper 11 um die Achse, die von der Drehachse 21 stammt, wenn sich der Krafstoffstand in einem Kraftstoffbehälter verändert. Diese Bewegung wird an die Kontaktfeder 16 weitergeleitet, die den Widerstand zwischen dem Kabel 17 und der Grundlageplatte 14 verändert. Die Grundlageplatte 14 ist auf eine geerdete Metalloberfläche eines Kraftstoffbehälters montiert und das Kabel 17 ist an einen Antriebsanzeiger angeschlossen, der den Kraftstoffstand in einem Kraftstoffbehälter anzeigen soll.
Jetzt wird in Figur 2 eine verbesserte Anordnung der Schwimmerstange und des Schwimmerkörpers dargestellt. Der Schwimmerkörper 30 ist ausgelegt, um an einer Schwimmerstange 31 befestigt zu werden. Die Schwimmerstange 31 enthält ein Drehachsenende 32, das eine Achse A bildet und ein äusseres Ende 34 enthält, das vorzugsweise einen rechten Winkel bildet und welches eine Achse B bildet, die vorzugsweise sehr parallel zur Achse A ist. Eine Biegung 33 trennt das Drehachsenende 32 von dem restlichen Teil der Schwimmerstange 31. Eine Biegung 35 trennt das äussere Ende 34 von dem restlichen Teil der Schwimmerstange 31. Zwei Zwischenbiegestücke 37 und 38 sind vorhanden, um den Schwimmerkörper 30 nahe an die Fläche der variablen Widerstandssendereinheit zu positionieren und somit eine kompakte Ausführung zu liefern.
Der Schwimmerkörper 30 verfügt über einen Durchgang oder Tunnel 40 in den das äussere Ende 34 hineinreicht. Eine Einschnappgabel 41 ist von dem Durchgang 40 versetzt und ist so ausgelegt, dass sie die Schwimmerstange 31 an einem Einspannpunkt 36 festhält, so dass die Biegung 35 zwischen den beiden Befestigungspunkten liegt, das heisst, dem Punkt an dem das äussere Ende 34 in den Durchgang 40 geht und dem Punkt, an dem der Einspannpunkt 36 in die Gabel 41 kommt. Der Schwimmerkörper 30 kann ausserdem eine Verschlusskappe 42 enthalten.
Die in Figur 2 dargestellte Erfindung ermöglicht eine Zwei-punktbefestigung des Schwimmerkörpers 30 an die Schwimmerstange 31, die mit der Einführung der Teile in einer einzigen Arbeitsausführung abgeschlossen wird. Dadurch ist der Zusammenbau der Teile äusserst vereinfacht. Ausserdem sind die Teile gegen Belastungen, die aus allen Richtungen nach dem Zusammenbau auf sie einwirken, sehr geschützt. Praktischerweise erfolgt die Einführung an der Längsseite des Schwimmerkörpers 30 entlang. Die Teile können nur in einer Richtung zusammengebaut werden. Dadurch werden Irrtümer beim Zusammenbau vermindert.
Figur 3 zeigt, dass sich der Durchgang 40 von einem Eingang 44 bis zu einem Ausgang 45 erstreckt. Der Durchmesser des Durchgangs 40 wird reduziert, der Durchmesser am Eingang 44 ist etwas grösser als der Durchmesser am äusseren Ende 34, der Durchmesser am Ausgang 45 stimmt im wesentlichen mit dem Durchmesser des äusseren Endes 34 überein. Die Figur 3 zeigt ausserdem, dass der Schwimmerkörper 30 einen hohlen Körper enthalten kann, der mit einer Füllmasse 43 versehen ist. Die Funktion der Füllmasse 43 besteht darin, dem Schwimmer in der zu messenden Flüssigkeit die gewünschte Schwimmfähigkeit zu verleihen. Zum Beispiel, könnte ein Schwimmerkörper 30, der für eine Flotation in Alkoholkraftstoff bestimmt ist, eine Füllmasse 43 enthalten, die aus feinen Glaskugeln besteht, die sich im Schwimmerkörper 30 mit der Verschlusskappe 42 befindet. Andere Formen und Werkstoffe können für Füllmassen 43 verwendet werden, zum Beispiel kompakte Formen anstatt Kugeln und Kunststoffe anstatt Glas. Es ist auch empfehlenswert, die Dicke der Wände des Schwimmerkörpers so auszulegen, dass sich die Füllmasse in einer Lage befindet, die für die Zentralpunktflotation sorgt, das heisst, die eine Hälfte des Schwimmerkörpers liegt über und die andere Hälfte des Schwimmerkörpers liegt unter der Oberfläche des flüssigen Kraftstoffs.
Die Figuren 4 und 5 zeigen die Schwimmerstange 31, die mit dem Schwimmerkörper 30 verbunden ist. Durch eine Bewegung der Schwimmerstange 31 in Richtung der Pfeile C, die sich auf den Schwimmerkörper 30 beziehen, wird das äussere Ende 34 in den Durchgang 40 gebracht und der Einschnappunkt 36 kommt in die Gabel 41. Die Gabel 41 enthält eine Gabelhälfte 50 und eine Gabelhälfte 51, jede enthält jeweils eine Vorkragung 52 und 53. Eine Aussparung 54, in die die Schwimmerstange 31 kommt, befindet sich unter den Vorkragungen 52 und 53.
Die Figuren 6 und 7 stellen ein alternatives Prinzip der Erfindung dar, in welcher sich die Gabel 41 an der zentralen Längsachse des Schwimmerkörpers 30 befindet und wo eine Klemme 55 vorhanden ist, die aus der Seite des Schwimmerkörpers 30 herausragt. Ein Durchgang 56 ist in der Klemme 55 angebracht, in den das äussere Ende 34 der Schwimmerstange 31 geht. Der Durchgang 56 ist mit einem Eingang 57 versehen und verfügt über einen Durchmesser der zum Ausgang 58 hin schmaler wird. Die Zusammensetzung der Teile erfolgt über eine relativ lineare Bewegung entlang der Pfeile D in der Figur 7.
Die Formen und die Zweipunktbefestigung des Schwimmermechanismus der vorliegenden Erfindung liefern eine sehr haltbare Schwimmervorrichtung, die als Kraftstoffsender in einem Fahrzeugkraftstoffbehälter benutzt wird. Ausserdem ermöglicht der Zusammenbau der Teile in einer einzigen linearen Bewegung eine praktische und preiswerte Herstellung des Kraftstoffsenders. Die symmetrische, runde Form des Schwimmerkörpers verursacht gleichmässigen Spielraum zwischen dem Schwimmerkörper und den Wänden des Kraftstoffbehälters, bei voller und leerer Anzeigenlage, woraus sich eine hohe Messgenauigkeit ergibt.

Claims

1. Schwimmermechanismus, bestehend aus einer Schwimmerstange (31), die von einer Drehachse (A) entlang der Zwischenstücke 37, 38 und 36 zu einem Schwimmerkörper (30) reicht, der sich in paralleler Richtung zu der besagten Drehachse (A) ausdehnt, wobei die besagte Schwimmerstange (31) gebogen (35) ist, um ein senkrechtes äusseres Ende (34) zu bilden, das an dem Schwimmerkörper (30) befestigt ist und wobei das äussere Ende (34) eine Drehachse (B) bildet, die im wesentlichen parallel zu der besagten Drehachse (A) ist, gekennzeichnet dadurch, dass der Schwimmerkörper (30) mit einem Durchgang (40) für die Stange versehen ist, der an einem Ende (45) geschlossen ist und in dem die Weite des Durchgangs (40) im allgemeinen von seinem Eingang (44) bis zu seinem Ausgang (45) schmaler wird und in welchen das besagte äussere Ende (34) eingefügt ist und eine Einschnappklemme (41), die das besagte Zwischenstück (36) darin festhält.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, in welchem das besagte Zwischenstück (36) im wesentlichen zu den besagten Drehachsen (A, B) senkrecht ist.

3. Mechanismus nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Einschnappklemme (41) aus einer Gabel besteht, deren Öffnung sich in paralleler Richtung zum Zwischenstück (36) erstreckt

4. Mechanismus nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, ausserdem dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmerkörper (30) einen inneren Hohlraum enthält, in dem sich eine Anzahl von Glaskugeln (43) befindet.

5. Mechanismus nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Schwimmerstange (31) im wesentlichen um 90º gebogen (35) ist.

6. Mechanismus nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die besagte Schwimmerstange (31) eine zweite Biegung (33) aufweist, die das Ende der Drehachse (32) von dem Rest der Schwimmerstange (31) trennt.