EP3387393A1 - Ultraschallsensor zur bestimmung eines flüssigkeitspegels - Google Patents

Ultraschallsensor zur bestimmung eines flüssigkeitspegels

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Publication number
EP3387393A1
EP3387393A1 EP16798146.3A EP16798146A EP3387393A1 EP 3387393 A1 EP3387393 A1 EP 3387393A1 EP 16798146 A EP16798146 A EP 16798146A EP 3387393 A1 EP3387393 A1 EP 3387393A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
outer tube
ultrasonic sensor
base
inner tube
sensor according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16798146.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl-Friedrich Pfeiffer
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Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of EP3387393A1 publication Critical patent/EP3387393A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2968—Transducers specially adapted for acoustic level indicators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/10—Indicating devices; Other safety devices
    • F01M11/12—Indicating devices; Other safety devices concerning lubricant level
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
    • F16L37/084—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking
    • F16L37/098—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of flexible hooks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic sensor for determining a liquid level with an elongated housing which has an outer tube and an inner tube arranged therein serving as a measuring chamber, and a base on which the housing is arranged and in the region thereof Ultrasonic transceiver is located.
  • a known sensor is designed to have three parts, namely an inner tube, an outer tube and a corresponding cap. These parts are assembled in three steps.
  • the inner tube is inserted into the outer tube, the outer tube is welded to a corresponding base housing by means of laser and in the last step, the cap is placed on the outer tube and locked with this.
  • the outer tube is formed laser-transparent. This usually increases the material costs.
  • an ultrasonic sensor of the type described above is known.
  • the sensor works in such a way that the inner tube designed as a measuring chamber receives the liquid whose level is to be measured. Outside the measuring chamber, the liquid assumes the same level as inside the measuring chamber.
  • the acoustic signals emitted by the ultrasonic transceiver are reflected from the surface of the liquid and received by the transceiver to determine the liquid level from the sound propagation time.
  • an ultrasonic sensor is used in particular to determine the engine oil level in motor vehicles.
  • the present invention has for its object to provide an ultrasonic sensor of the type described above, which is particularly easy to install and variable.
  • an ultrasonic sensor of the specified type in that it is provided with a serving for fixing the housing to the base radially outwardly extended lower edge of the outer tube, which is latched with at least one arranged on the base hook-shaped locking element.
  • the invention provides a simple and cost Monta ⁇ ge réellekeit of the ultrasonic sensor, for which must be taken at ⁇ wierien measures.
  • only the lower edge of the outer tube must be designed accordingly, namely having a radially outwardly extended lower edge.
  • At the base element is at least one hook-shaped
  • Locking element provided, with which the outer tube can be latched over the thickened lower edge.
  • the at least one hook-shaped latching element is preferably designed such that it extends from the base upwards extending main portion and an obliquely downwardly from the tip and radially inwardly extending flexible hook portion. Therefore, when the outer tube is placed on the base, the thickened edge presses the flexible hook portion radially outward, which then, after passing the edge, springs back inward and comes to lie on the edge and lock it.
  • the senor has a plurality of circularly arranged latching elements, between which a liquid inlet opening is arranged in the outer tube.
  • latching elements For example, six locking elements are arranged, which engage with the thickened lower edge of the outer tube in latching connection.
  • This type of fixation of the outer tube to the base has the advantage that the outer tube can assume any positions in the circumferential direction, if only its liquid inlet opening is arranged between two latching elements. The outer tube can therefore be rotated until it reaches the desired
  • Position occupies, without affecting the internal structure of the ultrasonic sensor is adversely affected.
  • the position of the ultrasonic sensor can therefore be adapted, for example, in a simple manner to the situation within an oil sump, for example in relation to the oil return lines or for the dripping oil from the cylinder cooling. Due to the different position possibilities of the outer tube in the circumferential direction, in particular the effect of avoiding the entry of air bubbles into the measuring chamber is not impaired.
  • the outer tube and the base are to be formed according to the inventive design, which makes the special ⁇ the outer tube is a very simple molding. Both parts can be easily mounted on each other and separated again.
  • the outer tube and the inner tube expediently each have a liquid inlet opening and a ventilation opening. Therefore, the liquid entering the sensor first passes through the chamber formed between the outer tube and inner tube and then enters the inner tube, ie the actual measuring chamber, outside of the measuring chamber, the desired venting takes place, so that foaming is avoided.
  • the outer tube on its inner side and / or the inner tube on its outer side min ⁇ least one radial partition, which serves to position the inner tube in the outer tube. Furthermore, the liquid can be guided in a labyrinth-like manner via these dividing walls before it enters the measuring chamber in order to further favor the venting.
  • a radially extending nose is arranged on the at least one partition, which engages in a recess on the inside of the outer tube or the outer side of the inner tube.
  • the inner tube is fixed to the outer tube, after which the assembly of the outer tube takes place at the base. This fixation can be realized in ⁇ example, such a nose.
  • Such a clamping connection between outer tube and inner tube is preferred in order to enable easy assembly and disassembly for repair or maintenance purposes.
  • three partitions are provided between outer tube and inner tube, which divide the annular space between inner tube and outer tube in three areas or spaces. These partitions can be obtained ent ⁇ speaking passage openings for the liquid, and that distributed over the height of the sensor, so that the elongated flow paths for the fluid to be measured result that favor the defoaming.
  • the first partition extends from the base to the cover
  • the second partition wall has a fluid passage opening at a distance from the base
  • Partition has a liquid passage opening at the lower end and a vent opening at the upper end.
  • a fluid passes through the outer tube, wherein the first ge ⁇ connected partition defines a single flow direction in the circumferential direction.
  • the liquid then passes to the second partition and penetrates through the opening provided in this, wherein the wall portion of the second partition under the
  • Liquid passage opening is preferably inclined in order to promote the movement of air bubbles, which are carried in the liquid upwards and to reduce the amount of foam which penetrates into the second space between the second and third partition wall. The liquid can then penetrate through this partition in the third space and from there into the measuring chamber.
  • a labyrinth-shaped flow path is formed, which serves to prevent air bubbles from penetrating into the inner tube, in which the level measurement is performed.
  • the outer tube preferably has a cover extending over the inner tube, which is fixed on the outer tube of the outer tube or formed integrally therewith, so that no special cap mounting operation has to be performed.
  • the outer tube can be fixed in various positions in the circumferential direction on the base.
  • appropriate measures can be provided which specify a certain position of the outer tube in the circumferential direction, ie cause automatically only a single position can be realized.
  • in this case has for fixing the housing in the circumferential direction of one of the locking elements has a recess with which a arranged on the outside of the outer tube nose can engage.
  • a reverse embodiment may be realized in which a nose engages at any locking element in a recess on the outer tube. If in this combination of nose and recess, the corresponding dimensions are formed larger than the gaps between the individual locking elements, a latching operation can be realized only in a single position, which is predetermined by the corresponding nose / recess combination.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an ultrasound sensor
  • Figure 2 is a schematic horizontal section through the
  • FIG. 3 shows a development of the inner tube of the ultrasonic ⁇ sensor in a schematic representation
  • FIG. 4 shows a representation of the fixing of the outer tube to the
  • the ultrasonic sensor shown in the figures has an inner tube 3, in the interior of which a measuring chamber 17 is formed, an outer tube 2 with an integrally formed therewith cap 6 and a base 1, at the bottom of an only schematically illustrated ultrasonic transceiver 21 is arranged.
  • the ultrasonic sensor shown here is located for example in the oil pan of a motor vehicle, the oil level in the measuring chamber 17 and in the space between the outer tube 2 and inner tube 3 is indicated at 4. This oil level 4 should be determined by an ultrasonic transit time measurement by the transceiver 21.
  • the labyrinth-shaped path of the oil into the measuring chamber 17 is intended to prevent air bubbles from being introduced into the measuring chamber 17 and therefore a foam layer forms in the measuring chamber. A vent should therefore already take place before entering the measuring chamber 17.
  • the ultrasonic sensor shown here thus consists of three parts, the base 1, the outer tube 2 with cap 6 and the inner tube 3. During assembly, the inner tube 3 is fixed to the outer tube (for example, by a nose, not shown here, on a partition extending from the radial inner tube, which engages in a recess in the outer tube).
  • Inner tube 3 existing unit is then fixed to the base 1 by the unit with the base 1 is locked.
  • the outer tube 2 has a radially outwardly widened lower edge 9. Furthermore, there are arranged on the base six circularly spaced-apart locking elements 10, which have a hook-shaped configuration and have an upwardly extending main portion and an obliquely downwardly extending from the tip flexible hook portion 11.
  • the outer tube 3 When placing the outer tube 3 on the base 1 of the thickened lower edge 9 of the outer tube 2 pushes the flexible hook portions 11 of the individual locking elements 10 radially outward and slides along these down. When the edge has passed the flexible portion 11, the hook portion 11 moves radially inward again and takes one
  • the outer tube when placed on the base can only assume a certain position in the circumferential direction, the lower edge 9 of the outer tube 2 is provided with a radially outwardly projecting nose 16, which in a corresponding Recess engages in a locking element 10. Since the nose 16 is formed larger than the distance between two adjacent locking elements 10, the outer tube can be fixed only in this single position.
  • the inner tube 3 has three radially outwardly directed partitions 13, 14, 15, via which the inner tube 3 is arranged centrally in the outer tube 2.
  • one or more partitions may in this case have ent ⁇ speaking lugs which engage in recesses of the outer tube.
  • three spaces 18, 19, 20 are formed between the outer tube 2 and the inner tube 3, which must pass through the penetrating at 12 through the outer tube oil to pass through the inlet opening 7 into the measuring chamber 17. This creates a labyrinthine path for the oil to provide venting outside the metering chamber.
  • Figure 3 shows a development of the inner tube 3. It can be seen that the partition 13 passes through from bottom to top.
  • the partition wall 14 has a passage opening 22 at a distance from the lower end, wherein the lower wall portion of the partition wall 14 is formed inclined to promote the vent.
  • the third partition wall 15 has a passage opening at the lower end and a vent opening at the upper end. 5, the vent opening of the outer tube and at 12 the inlet opening in the outer tube is indicated. 7, the inlet opening in the inner tube and 8 denotes the vent opening of the inner tube.
  • the oil enters via the inlet opening 12 in the first space 18 and is due to the continuous partition 13 for
  • Passage opening 22 passed in the second partition 14. It enters the space 19 and flows through the lower opening in the partition wall 15 into the space 20, from which it passes via the inlet opening 7 into the measuring chamber 17. The reaching into the measuring chamber 17 oil is then vented accordingly. The corresponding level measurement in the measuring chamber 17 can now take place.
  • the outer tube 2 with inner tube 3 can be deducted by applying force up from the base 1, wherein the corresponding flexible hook portions 11 are pressed outward and then snap back flexible in their initial position.

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Abstract

Es wird ein Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels beschrieben. Der Ultraschallsensor besitzt ein langgestrecktes Gehäuse, das ein Außenrohr und ein darin angeordnetes, als Messkammer dienendes Innenrohr aufweist, und eine Basis, auf der das Gehäuse angeordnet ist und in dessen Bereich sich ein Ultraschall-Sendeempfänger befindet. Zum Zusammenbau dieser drei Teile ist der Ultraschallsensor mit einem zur Fixierung des Gehäuses an der Basis dienenden radial nach außen erweiterten unteren Rand des Außenrohres versehen, der mit mindestens einem auf der Basis angeordneten hakenförmigen Rastelement verrastet ist. Diese Rastverbindung bietet neben einer einfachen Montage die Möglichkeit, das Gehäuse in verschiedenen Positionen in Umfangsrichtung anordnen zu können.

Description

Beschreibung
Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels mit einem langgestreckten Gehäuse, das ein Außenrohr und ein darin angeordnetes, als Messkammer dienendes Innenrohr aufweist, und einer Basis, auf der das Gehäuse angeordnet ist und in deren Bereich sich ein Ultraschall-Sendeempfänger befindet.
Derartige Ultraschallsensoren sind bekannt . Ein bekannter Sensor ist so ausgebildet, dass er drei Teile aufweist, nämlich ein Innenrohr, ein Außenrohr und eine entsprechende Kappe. Diese Teile werden in drei Schritten zusammengebaut. Das Innenrohr wird in das Außenrohr eingesetzt, das Außenrohr wird mit einem entsprechenden Basisgehäuse mittels Laser verschweißt und im letzten Schritt wird die Kappe auf das Außenrohr gesetzt und mit diesem verrastet. Bei diesem Verfahren, bei dem ein Laser- schweißvorgang Anwendung findet, ist es erforderlich, dass das Außenrohr lasertransparent ausgebildet ist. Hierdurch erhöhen sich in der Regel die Materialkosten.
Aus der WO 2008/009277 AI ist ein Ultraschallsensor der eingangs beschriebenen Art bekannt. Der Sensor funktioniert derart, dass das als Messkammer ausgebildete Innenrohr die Flüssigkeit aufnimmt, deren Pegel gemessen werden soll. Außerhalb der Messkammer nimmt die Flüssigkeit den gleichen Pegel ein wie innerhalb der Messkammer. Die vom Ultraschall-Sendeempfänger emittierten akustischen Signale werden von der Oberfläche der Flüssigkeit reflektiert und vom Sendeempfänger empfangen, um aus der Schalllaufzeit den Flüssigkeitspegel zu ermitteln.
Zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr befindet sich eine weitere Flüssigkeitskammer, die dazu dient, das Eindringen von Luftbläschen in die eigentliche Messkammer zu verhindern, da die Flüssigkeit über die weitere Kammer in die Messkammer eingeführt wird . Ein derartiger Ultraschallsensor dient insbesondere dazu, den Motorölpegel bei Kraftfahrzeugen zu ermitteln.
Über den Zusammenbau des vorstehend beschriebenen Ultra- schallsensors sind in der genannten Veröffentlichung keine detaillierten Angaben gemacht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ultraschallsensor der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, der besonders einfach montierbar und variabel einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ultraschallsensor der angegebenen Art dadurch gelöst, dass er mit einem zur Fixierung des Gehäuses an der Basis dienenden radial nach außen erweiterten unteren Rand des Außenrohres versehen ist, der mit mindestens einem auf der Basis angeordneten hakenförmigen Rastelement verrastbar ist. Die Erfindung sieht eine einfache und kostengünstige Monta¬ gemöglichkeit des Ultraschallsensors vor, für die keine auf¬ wändigen Maßnahmen getroffen werden müssen. Hierzu muss lediglich der untere Rand des Außenrohres entsprechend ausgebildet sein, nämlich einen radial nach außen erweiterten unteren Rand aufweisen. Am Basiselement ist mindestens ein hakenförmiges
Rastelement vorgesehen, mit dem das Außenrohr über den verdickten unteren Rand verrastbar ist. Bei der Fixierung des Außenrohres an der Basis wird das Außenrohr mit dem daran fixierten Innenrohr so auf die Basis aufgesetzt, dass der verdickte Rand das ha- kenförmige Rastelement radial nach außen drückt . Nachdem der Rand den Rastabschnitt des Rastelementes passiert hat, federt das Rastelement zurück und kommt über dem Rand zu liegen, so dass das Außenrohr mit der Basis verriegelt ist. Durch Kraftaufbringung in radialer Richtung kann das Außenrohr wieder vom Rastelement entfernt werden.
Das mindestens eine hakenförmige Rastelement ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es einen sich von der Basis nach oben erstreckenden Hauptabschnitt und einen sich von dessen Spitze schräg abwärts und radial einwärts erstreckenden flexiblen Hakenabschnitt aufweist. Wenn das Außenrohr auf die Basis aufgesetzt wird, drückt daher der verdickte Rand den flexiblen Hakenabschnitt radial nach außen, der dann nach Passieren des Randes wieder nach innen zurückspringt und auf dem Rand zu liegen kommt und diesen verriegelt.
Vorzugsweise weist der Sensor eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten Rastelementen auf, zwischen denen eine Flüssigkeitseintrittsöffnung in das Außenrohr angeordnet ist. Beispielsweise sind sechs Rastelemente angeordnet, die mit dem verdickten unteren Rand des Außenrohres in Rastverbindung treten .
Diese Art der Fixierung des Außenrohres an der Basis hat den Vorteil, dass das Außenrohr beliebige Stellungen in Umfangs- richtung einnehmen kann, wenn nur seine Flüssigkeitseintrittsöffnung zwischen zwei Rastelementen angeordnet ist. Das Außenrohr kann daher gedreht werden, bis es die gewünschte
Stellung einnimmt, ohne dass hierdurch der innere Aufbau des Ultraschallsensors nachteilig beeinflusst wird. Die Position des Ultraschallsensors kann daher beispielsweise in einfacher Weise an die Situation innerhalb einer Ölwanne angepasst werden, beispielsweise in Bezug auf die Ölrückführleitungen oder für das von der Zylinderkühlung herabtropfende Öl. Durch die verschiedenen Positionsmöglichkeiten des Außenrohres in Um- fangsrichtung, wird insbesondere nicht der Effekt der Vermeidung des Eintritts von Luftbläschen in die Messkammer beeinträchtigt.
Für die erfindungsgemäße Ausgestaltung sind daher lediglich das Außenrohr und die Basis entsprechend auszubilden, wobei ins¬ besondere das Außenrohr ein sehr einfaches Formteil bildet. Beide Teile können auf einfache Weise aneinander montiert und wieder voneinander getrennt werden. Zur Befestigung des Außenrohres an der Basis wird kein lasertransparentes Material benötigt. Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ultraschallsensor weist zweckmäßigerweise das Außenrohr und das Innenrohr jeweils eine Flüssigkeitseintrittsöffnung und eine Entlüftungsöffnung auf. Die in den Sensor eintretende Flüssigkeit passiert daher zuerst die zwischen Außenrohr und Innenrohr gebildete Kammer und gelangt dann in das Innenrohr, d. h. die eigentliche Messkammer, wobei außerhalb der Messkammer die gewünschte Entlüftung stattfindet, so dass eine Schaumbildung vermieden wird. In Weiterbildung der Erfindung weist das Außenrohr auf seiner Innenseite und/oder das Innenrohr auf seine Außenseite min¬ destens eine radiale Trennwand auf, die zur Positionierung des Innenrohres im Außenrohr dient. Über diese Trennwände kann ferner die Flüssigkeit labyrinthförmig geführt werden, bevor sie in die Messkammer eintritt, um die Entlüftung weiter zu begünstigen.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist an der mindestens einen Trennwand eine sich radial erstreckende Nase angeordnet, die in eine Ausnehmung auf der Innenseite des Außenrohres oder der Außenseite des Innenrohres eingreift. Wie bereits erwähnt, wird das Innenrohr am Außenrohr fixiert, wonach die Montage des Außenrohres an der Basis erfolgt. Diese Fixierung kann bei¬ spielsweise über eine derartige Nase realisiert sein. Eine solche Klemmverbindung zwischen Außenrohr und Innenrohr wird bevorzugt, um eine einfache Montage und Demontage zu Reparatur- oder Wartungszwecken zu ermöglichen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwischen Außenrohr und Innenrohr drei Trennwände vorge- sehen, die den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr in drei Bereiche bzw. Räume aufteilen. Diese Trennwände können ent¬ sprechende Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit erhalten, und zwar über die Höhe des Sensors verteilt, so dass sich verlängerte Strömungswege für die zu messende Flüssigkeit ergeben, die die Entschäumung begünstigen.
Bei diesen drei Trennwänden ist speziell vorgesehen, dass sich die erste Trennwand von der Basis bis zur Abdeckung erstreckt, die zweite Trennwand in einem Abstand von der Basis eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung aufweist und die dritte
Trennwand eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung am unteren Ende und eine Entlüftungsöffnung am oberen Ende besitzt. Hierbei tritt die Flüssigkeit durch das Außenrohr ein, wobei die erste ge¬ schlossene Trennwand eine einzige Strömungsrichtung in Um- fangsrichtung vorgibt. Die Flüssigkeit gelangt dann zur zweiten Trennwand und dringt durch die in dieser vorgesehene Öffnung, wobei der Wandabschnitt der zweiten Trennwand unter der
Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung vorzugsweise geneigt ist, um die Bewegung von Luftblasen, die in der Flüssigkeit mitgeführt werden, nach oben zu fördern und die Schaummenge zu reduzieren, die in den zweiten Raum zwischen der zweiten und dritten Trennwand eindringt. Die Flüssigkeit kann dann durch diese Trennwand in den dritten Raum und von dort in die Messkammer eindringen.
Hierdurch wird ein labyrinthförmiger Strömungsweg gebildet, der dazu dient, Luftblasen davon abzuhalten, in das Innenrohr einzudringen, in dem die Pegelmessung durchgeführt wird.
Ferner besitzt das Außenrohr vorzugsweise eine sich über das Innenrohr erstreckende Abdeckung, die von Hause aus am Außenrohr fixiert oder einstückig mit diesem ausgebildet ist, so dass kein spezieller Kappenmontagevorgang erfolgen muss.
Wie bereits erwähnt, kann das Außenrohr in verschiedenen Stellungen in Umfangsrichtung an der Basis fixiert werden. Dabei können entsprechende Maßnahmen vorgesehen sein, die eine bestimmte Stellung des Außenrohres in Umfangsrichtung vorgeben, d. h. bewirken, dass automatisch nur eine einzige Position realisiert werden kann. Bei einer speziellen Ausführungsform weist hierbei zur Fixierung des Gehäuses in Umfangsrichtung eines der Rastelemente eine Ausnehmung auf, mit der eine an der Außenseite des Außenrohres angeordnete Nase in Eingriff treten kann. Natürlich kann auch eine umgekehrte Ausführungsform realisiert sein, bei der eine Nase an irgendeinem Rastelement in eine Ausnehmung am Außenrohr eingreift. Wenn bei dieser Kombination aus Nase und Ausnehmung die entsprechenden Dimensionen größer ausgebildet sind als die Lücken zwischen den einzelnen Rastelementen, kann ein Rastvorgang nur in einer einzigen Position realisiert werden, die durch die entsprechende Nasen/Ausnehmung-Kombination vorgegeben ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen :
Figur 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Ul- traschallsensor ;
Figur 2 einen schematischen Horizontalschnitt durch den
Ultraschallsensor der Figur 1 ;
Figur 3 eine Abwicklung des Innenrohres des Ultraschall¬ sensors in schematischer Darstellung; und Figur 4 eine Darstellung der Fixierung des Außenrohres an der
Basis in schematischer Ansicht von oben.
Der in den Figuren dargestellte Ultraschallsensor besitzt ein Innenrohr 3, in dessen Innerem eine Messkammer 17 ausgebildet ist, ein Außenrohr 2 mit einer einstückig damit ausgebildeten Kappe 6 sowie eine Basis 1, an deren Unterseite ein nur schematisch dargestellter Ultraschall-Sendeempfänger 21 angeordnet ist. Der hier dargestellte Ultraschallsensor befindet sich beispielsweise in der Ölwanne eines Kraftfahrzeuges, wobei der Ölpegel in der Messkammer 17 und im Zwischenraum zwischen Außenrohr 2 und Innenrohr 3 bei 4 angedeutet ist. Dieser Ölpegel 4 soll durch eine Ultraschalllaufzeitmessung durch den Sendeempfänger 21 ermittelt werden. Das Öl, dessen Pegel gemessen werden soll, dringt hierbei durch eine in Figur 1 nicht gezeigte Eintrittsöffnung 12 durch das Außenrohr in den Zwischenraum zwischen Außenrohr 2 und Innenrohr 3 ein und wird dort labyrinthartig bis zur Eintrittsöffnung 7 in die Messkammer 17 im Innenrohr 3 geführt. Ferner ist in Figur 1 eine Entlüftungsöffnung 8 für die Messkammer 17 dargestellt.
Durch den labyrinthartig gestalteten Weg des Öls in die Mess- kammer 17 soll verhindert werden, dass Luftblasen mit in die Messkammer 17 eingeführt werden und sich daher in der Messkammer eine Schaumschicht bildet. Eine Entlüftung soll daher bereits vor dem Eintritt in die Messkammer 17 stattfinden. Der hier dargestellte Ultraschallsensor besteht somit aus drei Teilen, der Basis 1, dem Außenrohr 2 mit Kappe 6 und dem Innenrohr 3. Beim Zusammenbau wird das Innenrohr 3 am Außenrohr fixiert (beispielsweise durch eine hier nicht dargestellte Nase an einer vom radialen Innenrohr ausgehenden Trennwand, die in eine Ausnehmung im Außenrohr eingreift) . Die aus Außenrohr 2 und
Innenrohr 3 bestehende Einheit wird dann an der Basis 1 fixiert, indem die Einheit mit der Basis 1 verrastet wird.
Hierzu weist das Außenrohr 2 einen radial nach außen erweiterten unteren Rand 9 auf. Des Weiteren sind auf der Basis sechs kreisförmig mit Abstand voneinander angeordnete Rastelemente 10 angeordnet, die eine hakenförmige Ausgestaltung besitzen und einen sich nach oben erstreckenden Hauptabschnitt sowie einen sich von der Spitze schräg abwärts erstreckenden flexiblen Hakenabschnitt 11 aufweisen. Beim Aufsetzen des Außenrohres 3 auf die Basis 1 drückt der verdickte untere Rand 9 des Außenrohres 2 die flexiblen Hakenabschnitte 11 der einzelnen Rastelemente 10 radial nach außen und gleitet entlang diesen nach unten. Wenn der Rand den flexiblen Abschnitt 11 passiert hat, bewegt sich der Hakenabschnitt 11 wieder radial nach innen und nimmt eine
Endstellung über dem verdickten Rand 9 ein. Auf diese Weise wird das Außenrohr 2 mit der Basis 1 verrastet.
Die entsprechende Raststellung ist in Figur 4 von oben dar- gestellt. Damit das Außenrohr beim Aufsetzen auf die Basis nur eine bestimmte Stellung in Umfangsrichtung einnehmen kann, ist der untere Rand 9 des Außenrohres 2 mit einer radial nach außen vorstehenden Nase 16 versehen, die in eine entsprechende Ausnehmung in einem Rastelement 10 eingreift. Da die Nase 16 größer ausgebildet ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Rastelementen 10, kann das Außenrohr nur in dieser einzigen Stellung fixiert werden.
Der Innenaufbau des Ultraschallsensors ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform besitzt das Innenrohr 3 drei radial nach außen gerichtete Trennwände 13, 14, 15, über die das Innenrohr 3 zentrisch im Außenrohr 2 angeordnet ist. Zur Fixierung des Innenrohres 3 am Außenrohr 2 können hierbei eine oder mehrere Trennwände ent¬ sprechende Nasen aufweisen, die in Ausnehmungen des Außenrohres eingreifen . Durch die Trennwände 13, 14, 15 werden drei Räume 18, 19, 20 zwischen Außenrohr 2 und Innenrohr 3 gebildet, die das bei 12 durch das Außenrohr eindringende Öl durchwandern muss, um durch die Eintrittsöffnung 7 in die Messkammer 17 zu gelangen. Es wird dadurch ein labyrinthförmiger Weg für das Öl gebildet, um für eine Entlüftung außerhalb der Messkammer zu sorgen.
Figur 3 zeigt eine Abwicklung des Innenrohres 3. Man erkennt, dass die Trennwand 13 von unten nach oben durchläuft. Die Trennwand 14 weist eine Durchtrittsöffnung 22 im Abstand vom unteren Ende auf, wobei der untere Wandabschnitt der Trennwand 14 geneigt ausgebildet ist, um die Entlüftung zu fördern. Die dritte Trennwand 15 besitzt eine Durchtrittsöffnung am unteren Ende und eine Entlüftungsöffnung am oberen Ende. Bei 5 ist die Entlüftungsöffnung des Außenrohres und bei 12 die Eintrittsöffnung in das Außenrohr angedeutet. Mit 7 ist die Eintrittsöffnung in das Innenrohr und mit 8 die Entlüftungsöffnung des Innenrohres bezeichnet. Das Öl dringt über die Eintrittsöffnung 12 in den ersten Raum 18 ein und wird infolge der durchgehenden Trennwand 13 zur
Durchtrittöffnung 22 in der zweiten Trennwand 14 geleitet. Es tritt in den Raum 19 ein und strömt durch die untere Öffnung in der Trennwand 15 in den Raum 20, von dem aus es über die Eintrittsöffnung 7 in die Messkammer 17 gelangt. Das in die Messkammer 17 gelangende Öl ist dann entsprechend entlüftet. Es kann nunmehr die entsprechende Pegelmessung in der Messkammer 17 stattfinden.
Zur Wartung bzw. Reparatur des Ultraschallsensors kann das Außenrohr 2 mit Innenrohr 3 durch Kraftaufbringung nach oben von der Basis 1 abgezogen werden, wobei die entsprechenden flexiblen Hakenabschnitte 11 nach außen gedrückt werden und dann flexibel in ihre Ausgangsstellung zurückschnappen.

Claims

Ultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels mit einem langgestreckten Gehäuse, das ein Außenrohr und ein darin angeordnetes, als Messkammer dienendes Innenrohr aufweist, und einer Basis, auf der das Gehäuse angeordnet ist und in deren Bereich sich ein Ultaschall-Sendeempfänger befindet, dadurch gekennzeichnet, dass er mit einem zur Fixierung des Gehäuses an der Basis (1) dienenden radial nach außen erweiterten unteren Rand (9) des Außenrohres (2) versehen ist, der mit mindestens einem auf der Basis (1) angeordneten hakenförmigen Rastelement (10) verrastet ist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine hakenförmige Rastelement (10) einen sich von der Basis (1) nach oben erstreckenden Hauptabschnitt und einen sich von dessen Spitze schräg abwärts und radial einwärts erstreckenden flexiblen Ha¬ kenabschnitt (11) aufweist.
Ultraschallsensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl von kreisförmig angeordneten Rastelementen (10) aufweist, zwischen denen eine Flüssigkeitseintrittsöffnung (12) in das Außenrohr (2) angeordnet ist.
Ultraschallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) und das Innenrohr (3) jeweils eine Flüssigkeitseintrittsöffnung (7, 12) und eine Entlüftungsöffnung (8, 5) aufweisen.
Ultraschallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) auf seiner Innenseite und/oder das Innenrohr (3) auf seiner Außenseite mindestens eine radiale Trennwand (13, 14, 15) aufweisen, die zur Positionierung des Innenrohres (3) im Außenrohr (2) dient . Ultraschallsensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Trennwand (13, 14, 15) eine sich radial erstreckende Nase angeordnet ist, die in eine Ausnehmung auf der Innenseite des Außenrohres (2) oder der Außenseite des Innenrohres (3) eingreift.
Ultraschallsensor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenrohr (2) und Innenrohr (3) drei Trennwände (13, 14, 15) vorgesehen sind, die den Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr in drei Räume (18, 19, 20) aufteilen.
Ultraschallsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste Trennwand (13) von der Basis (1) bis zur Abdeckung (6) erstreckt, die zweite Trennwand (14) in einem Abstand von der Basis (1) eine Flüssigkeitsdurchtritts- öffnung (22) aufweist und die dritte Trennwand (15) eine Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung am unteren Ende und eine Entlüftungsöffnung am oberen Ende besitzt.
Ultraschallsensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt der zweiten Trennwand (14) unter der Flüssigkeitsdurchtrittsöffnung (22) geneigt ist.
Ultraschallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (2) eine sich über das Innenrohr (3) erstreckende Abdeckung (6) besitzt.
Ultraschallsensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fixierung des Gehäuses in Umfangsrichtung eines der Rastelemente (10) eine Ausnehmung aufweist, mit der eine an der Außenseite des Außenrohres (2) angeordnete Nase (16) in Eingriff bringbar ist.
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