DE202013004402U1

DE202013004402U1 - Pipe arrangement for sound conduction

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Publication number: DE202013004402U1
Application number: DE202013004402.0U
Authority: DE
Original assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Current assignee: Seuffer GmbH and Co KG
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2023-05-11
Also published as: DE102014106530A1; DE102014106530B4

Abstract

Rohranordnung als Teil einer Messvorrichtung zur Messung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter, in dem die Rohranordnung (R) einsetzbar ist, mit – einem ersten Rohr (1) und einem zweiten Rohr (2), die zusammen einstückig aus einem elastischen Material gebildet sind und mittels eines Verbindungsbereichs (3) miteinander verbunden sind, wobei – das zweite Rohr (2) eine erste und eine zweite Seitenwand (21, 22) aufweist und zwischen den Seitenwänden (21, 22) ein sich in der Längsrichtung des zweiten Rohrs (2) erstreckender Trennungsbereich (6, S1) ausgebildet ist.Pipe arrangement as part of a measuring device for measuring a fill level of a medium in a container in which the pipe arrangement (R) can be used, with - a first pipe (1) and a second pipe (2), which together are formed in one piece from an elastic material and are connected to one another by means of a connecting area (3), wherein - the second tube (2) has a first and a second side wall (21, 22) and between the side walls (21, 22) a longitudinally extending second tube (2 ) extending separation area (6, S1) is formed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohranordnung zur Schallführung, und insbesondere eine Rohranordnung zur Führung von Ultraschallsignalen zur Durchführung einer Messung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter.The present invention relates to a pipe arrangement for sound guidance, and more particularly to a pipe arrangement for guiding ultrasonic signals for performing a measurement of a level of a medium in a container.

Die Ermittlung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter kann in Verbindung mit bekannten Anordnungen in mechanischer Weise durch Schwimmer-Einrichtungen erfolgen. Zunehmend werden elektrische oder elektronische Systeme zur Füllstanderfassung einer Flüssigkeit in einem Behälter verwendet.The determination of a level of a medium in a container can be done in conjunction with known arrangements in a mechanical manner by float devices. Increasingly, electrical or electronic systems are used for level detection of a liquid in a container.

Die Druckschrift DE 20 2005 009 609 U1 offenbart einen Füllstandsensor, der auf der Basis zweier Halbschalen aufgebaut ist. Die beiden Halbschalen definieren zwei längliche Kammern, die als eine Messkammer zur Durchführung einer Messung mittels Ultraschallsignalen und einer weiteren Kammer zur Aufnahme von Verbindungsleitungen gebildet werden können. In der Messkammer befinden sich Ultraschall-Messwandler, und es wird der Füllstand mittels ausgewerteter Reflexionssignale von Ultraschallsignalen bestimmt. Die Messkammer umfasst Reflexionssignale von Ultraschallsignalen bestimmt. Die Messkammer umfasst entsprechende Öffnungen, so dass hinsichtlich des zu erfassenden Mediums ein gleicher Füllstand in der Messkammer wie in dem zu messenden Behälter vorliegt.The publication DE 20 2005 009 609 U1 discloses a level sensor constructed on the basis of two half-shells. The two half-shells define two elongated chambers, which can be formed as a measuring chamber for performing a measurement by means of ultrasonic signals and a further chamber for receiving connecting lines. In the measuring chamber are ultrasonic transducers, and it is the level determined by means of evaluated reflection signals from ultrasonic signals. The measuring chamber comprises reflection signals determined by ultrasonic signals. The measuring chamber comprises corresponding openings, so that in terms of the medium to be detected, an equal level is present in the measuring chamber as in the container to be measured.

Des Weiteren offenbart die Druckschrift DE 10 2007 059 853 A1 eine Vorrichtung zur Messung eines Füllstands einer Flüssigkeit in einem Behälter, wobei zur Bildung einer winkelförmigen Rohranordnung zwei Rohrstücke mittels eines Verbindungsstücks zusammengesetzt sind. Die Rohrstücke können zur Herstellung einer Strömungsverbindung mit dem umgebenden Medium einen Schlitz aufweisen, so dass das Medium in das Innere der Rohre dringt, oder es können die Rohre ganz oder teilweise Ausnehmungen aufweisen, so dass in Verbindung mit einer Eisbildung in dem Medium bei stärkerer Abkühlung desselben infolge entsprechender Umgebungsbedingungen das gesamte Volumen des Behälters als Ausgleichsvolumen zur Verfügung.Furthermore, the document discloses DE 10 2007 059 853 A1 a device for measuring a level of a liquid in a container, wherein two tube pieces are assembled by means of a connecting piece to form an angular tube arrangement. The tube pieces may have a slot for establishing a flow connection with the surrounding medium, so that the medium penetrates into the interior of the tubes, or the tubes may have all or part of recesses, so that in conjunction with ice formation in the medium with greater cooling the same due to appropriate environmental conditions, the entire volume of the container as a compensation volume available.

In diesem Zusammenhang zeigt 7 eine gleichartige Ausführung eines Füllstandsensors A mit einem Winkelrohr. Der Füllstandsensor A ist in einen Behälter B eingesetzt zur Erfassung des Füllstands eines Mediums C. In dem Winkelrohr D sind Öffnungen E ausgebildet, so dass im Innern des Winkelrohrs D derselbe Flüssigkeitsstand herrscht wie in Behälter B.In this context shows 7 a similar embodiment of a level sensor A with an angle tube. The level sensor A is inserted into a container B for detecting the level of a medium C. In the angle tube D openings E are formed, so that in the interior of the angle tube D the same liquid level prevails as in container B.

Ein Ultraschallwandler (Sender und Empfänger von Ultraschallsignalen) F ist an einem Ende des Winkelrohres D angeordnet und sendet Ultraschallsignale in das Innere des Winkelrohrs, wobei ein Teil der Ultraschallsignale an einem Umlenkelement und Referenzreflektor G reflektiert wird zur Durchführung einer Kalibrierung, und ein anderer Teil der Ultraschallsignale (die mittels Doppelpfeilen im Winkelrohr angedeutet sind) an einer Oberfläche H des Mediums C reflektiert wird.An ultrasonic transducer (transmitter and receiver of ultrasonic signals) F is disposed at one end of the angle tube D and sends ultrasonic signals into the interior of the angle tube, wherein a part of the ultrasonic signals at a deflecting element and reference reflector G is reflected to perform a calibration, and another part of the Ultrasound signals (which are indicated by double arrows in the angle tube) on a surface H of the medium C is reflected.

Mittels einer entsprechenden Auswertung der empfangenen reflektierten Ultraschallsignale kann die Höhe der Oberfläche (d. h. die Füllhöhe) des Mediums C im Behälter B erfasst und in Verbindung mit den Dimensionen des Behälters ein tatsächlicher Füllstand im Sinne einer Füllmenge bestimmt werden.By means of a corresponding evaluation of the received reflected ultrasonic signals, the height of the surface (that is to say the filling height) of the medium C in the container B can be detected and in connection with the dimensions of the container an actual filling level in the sense of a filling quantity can be determined.

Bildet sich jedoch bei einem entsprechenden Medium bei tiefen Umgebungstemperaturen Eis in dem Behälter B, kann in Verbindung mit entsprechenden Eisstücken eine Beschädigung des Winkelrohrs und somit des Füllstandsensors A auftreten. Bei einer Anwendung im Kraftfahrzeug kann beispielsweise bei der Erfassung eines Füllstands einer wässrigen Harnstofflösung unterhalb von –11°C eine Eisbildung auftreten. Bewegt sich das Fahrzeug, können Eisstücke das Winkelrohr D beschädigen oder bei Eisbildung innerhalb des Winkelrohrs D kann dieses durch den Eisdruck von Innen aufgebrochen werden.However, if ice forms in the container B with a corresponding medium at low ambient temperatures, damage to the angle tube and thus to the level sensor A can occur in conjunction with corresponding ice pieces. In an application in the motor vehicle, ice formation may occur, for example, when detecting a level of an aqueous urea solution below -11 ° C. If the vehicle moves, pieces of ice can damage the angle tube D or, if ice forms inside the angle tube D, it can be broken up by the ice pressure from the inside.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Rohranordnung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass auch bei der Erfassung eines Füllstands in einem Medium, bei dem bei niedrigen Temperaturen die Gefahr des Einfrierens besteht, die Rohranordnung durch eine Eisbildung im Inneren oder außerhalb der Rohranordnung nicht beschädigt werden kann.The invention is based on the object, a tube assembly of the type mentioned in such a way that even in the detection of a level in a medium in which at low temperatures the risk of freezing exists, the tube assembly by ice formation inside or outside the tube assembly can not be damaged.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich einer Rohranordnung als Teil einer Messvorrichtung zur Messung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter mit den Merkmalen gemäß den beigefügten Schutzansprüchen gelöst.According to the invention, this object is achieved in terms of a tube arrangement as part of a measuring device for measuring a level of a medium in a container having the features according to the attached claims.

Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Rohranordnung als Teil einer Messvorrichtung zur Messung eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter, in dem die Rohranordnung einsetzbar ist, mit einem ersten Rohr und einem zweiten Rohr, die zusammen einstückig aus einem elastischen Material gebildet sind und mittels eines Verbindungsbereichs miteinander verbunden sind, wobei das zweite Rohr eine erste und eine zweite Seitenwand aufweist und zwischen den Seitenwänden ein sich in der Längsrichtung des zweiten Rohrs erstreckender Trennungsbereich ausgebildet ist.According to a first aspect, the present invention relates to a tube assembly as part of a measuring device for measuring a level of a medium in a container in which the tube assembly is insertable, with a first tube and a second tube, which are integrally formed together from an elastic material and are connected to each other by means of a connecting region, wherein the second tube has a first and a second side wall and between the side walls, a separation region extending in the longitudinal direction of the second tube is formed.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Rohranordnung als Teil einer Messvorrichtung zum Messen eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter, in den die Rohranordnung einsetzbar ist, mit einem ersten Rohr und einem zweiten Rohr, die zusammen einstückig aus einem elastischen Material gebildet und mittels eines Verbindungsbereichs miteinander verbunden sind, wobei das zweite Rohr eine erste und eine zweite Seitenwand aufweist und die Seitenwände derart angeordnet sind, dass sie in jeweiligen Endbereichen einen Überlappungsbereich bilden, und wobei der Überlappungsbereich eine vorbestimmte Überlappungsbreite, aufweist, wenn sich die elastisch verformbaren Seitenwände in einem nicht verformten Zustand befinden. According to a second aspect, the present invention relates to a tube assembly as part of a measuring device for measuring a level of a medium in a container in which the tube assembly is insertable, with a first tube and a second tube, which are integrally formed from an elastic material and by means a connecting portion, wherein the second tube has a first and a second side wall and the side walls are arranged so that they form an overlap region in respective end regions, and wherein the overlapping region has a predetermined overlap width, when the elastically deformable side walls in a non-deformed state.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Rohranordnung ein erstes und ein zweites Rohr auf, und es umfasst das zweite Rohr eine erste und eine zweite Seitenwand. Zwischen den Seitenwänden ist ein Trennungsbereich ausgebildet, der sich in der Längsrichtung des zweiten Rohrs oder der Rohranordnung erstreckt. In diesem Bereich sind die Seitenwände getrennt (Materialtrennung) und können ohne eine Verformung (d. h. im nicht verformten Zustand) mit einem kleinen Spalt oder ohne Spalt angeordnet sein, somit auch aneinander anliegen.According to the first aspect of the present invention, the tube assembly includes first and second tubes, and the second tube includes first and second sidewalls. Between the side walls, a separation area is formed, which extends in the longitudinal direction of the second tube or the tube assembly. In this area, the side walls are separated (material separation) and can be arranged without deformation (i.e., in the undeformed state) with a small gap or gap, thus also abutting one another.

Die Rohranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Überlappungsbereich auf, in welchem die Enden jeweiliger Rohrwände einander um einen vorbestimmten Bereich überlagern, wobei die Enden der Rohrwände ohne eine Verformung (d. h. im nicht verformten Zustand) um einen sehr geringen Betrag voneinander beabstandet sind oder ohne Ausübung eines Drucks aufeinanderliegen können.The tube assembly according to the second aspect of the present invention has an overlap region in which the ends of respective tube walls overlap each other by a predetermined range, with the ends of the tube walls being spaced apart from each other by a very small amount without deformation (ie, non-deformed state) or may be superimposed without exerting pressure.

Befindet sich die Rohranordnung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung in einem Behälter und in einem Medium, dessen Füllstand zu erfassen ist, und besteht die Möglichkeit, dass bei tiefen Temperaturen das Medium im Behälter und auch in der Rohranordnung einfriert, ist nunmehr gewährleistet, dass das in der Rohranordnung befindliche Medium mit einem größeren Volumen infolge Eisbildung (Volumenzunahme) die Rohranordnung nicht beschädigt, da diese auf den Druck des Eises im Innern der Rohranordnung elastisch reagieren kann. Insbesondere können die Rohrwände elastisch im Bereich des Trennungsbereichs oder der Überlappung in einem geringen Maß auseinandergebogen werden, so dass durch die Eisbildung (mit einer Volumenvergrößerung) im Innern der Rohranordnung kein Druck im Sinne eines Beschädigens oder Zerstörens der Rohranordnung auftreten kann.Is the tube assembly according to the first or second aspect of the invention in a container and in a medium whose level is to be detected, and there is the possibility that at low temperatures, the medium in the container and also in the tube assembly freezes, it is now ensured that the medium in the tube arrangement with a larger volume due to ice formation (increase in volume) does not damage the tube arrangement, since it can react elastically to the pressure of the ice inside the tube arrangement. In particular, the tube walls can be bent apart elastically in the region of the separation area or the overlap to a small extent, so that the formation of ice (with an increase in volume) in the interior of the tube arrangement can not result in pressure in the sense of damaging or destroying the tube arrangement.

Die Rohranordnung bleibt weiterhin stabil, und es können sich durch das bei Eisbildung sich vergrößernde Volumen des Mediums in der Rohranordnung beide Enden der Rohrwände elastisch gegeneinander bewegen und auch in einem vorbestimmten Maß aneinander anliegen, so dass auch durch das partielle und zeitweise Anliegen der beiden überlappenden Rohrenden die gesamte Stabilität der Rohranordnung auch bei stärkerer Eisbildung in dem Behälter oder innerhalb der Rohranordnung gewährleistet ist.The tube assembly remains stable, and it can move through the ice forming volume of the medium in the tube assembly both ends of the tube walls elastically against each other and also in a predetermined amount abut each other, so that overlapping by the partial and temporary concerns of the two Tube ends the entire stability of the tube assembly is guaranteed even with heavy ice formation in the container or within the tube assembly.

Mit der Materiaunterbrechung der Rohrwände im Trennungsbereich oder dem Bereich der überlappenden Enden der Rohrwände wird mit der Möglichkeit des Anliegens der beiden Enden der Rohrwände die Stabilität der gesamten Rohranordnung erheblich unterstützt. Dies ist wichtig, wenn auch von außen durch eine starke Abkühlung des Mediums (in einem Behälter im Allgemeinen von außen nach innen) Eisstücke an die Rohrwände der Rohranordnung stoßen. Ungeachtet der Richtung eines Drucks durch Eisbildung (von innen oder von außen relativ zur Rohranordnung) kann durch den überlappenden Bereich die Stabilität und Haltbarkeit erheblich verbessert werden. Gleichzeitig wird jedoch die Elastizität der gesamten Anordnung aufrechterhalten. Bei einer Eisbildung im Inneren der Rohranordnung können infolge der auftretenden Volumenvergrößerung die Seitenwände elastisch aufgebogen werden und kehren nach Schmelzen des Eises wieder elastisch in ihre Ausgangslage zurück, ohne dass bleibende Verformungen aufgetreten sind.With the material interruption of the tube walls in the separation area or the area of the overlapping ends of the tube walls, the possibility of abutment of the two ends of the tube walls substantially enhances the stability of the entire tube arrangement. This is important, although from the outside by a strong cooling of the medium (in a container generally from outside to inside) pieces of ice encounter the pipe walls of the pipe assembly. Regardless of the direction of pressure due to ice formation (from inside or outside relative to the tube assembly), the overlapping area can greatly improve stability and durability. At the same time, however, the elasticity of the entire assembly is maintained. With ice formation in the interior of the tube assembly, the side walls can be bent elastically due to the volume increase occurring and return to melting of the ice elastic back to their original position, without permanent deformation has occurred.

Die erfindungsgemäße Anordnung stellt somit gleichzeitig eine stabile und elastische Rohranordnung zur Schallführung in Verbindung mit einer Füllstandmessung mittels Ultraschall dar, wobei auf weitere Maßnahmen, wie Öffnungen in der Rohranordnung, Verstärkungsrippen oder Abschirmmaßnahmen zur Verhinderung des Auftreffens von Eis nicht erforderlich sind. Des Weiteren besteht die Möglichkeit der kostengünstigen Herstellung der erfindungsgemäßen Rohranordnung, da keine zusätzlichen Maßnahmen, wie sie vorstehend angegeben sind, während der Herstellung berücksichtigt werden müssen.The arrangement according to the invention thus simultaneously constitutes a stable and elastic pipe arrangement for sound guidance in conjunction with a level measurement by means of ultrasound, wherein further measures, such as openings in the pipe arrangement, reinforcing ribs or shielding measures to prevent the impact of ice are not required. Furthermore, there is the possibility of cost-effective production of the pipe assembly according to the invention, since no additional measures, as indicated above, must be taken into account during manufacture.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.Further embodiments of the invention are specified in the appended subclaims.

Bei der Rohranordnung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung können das erste und zweite Rohr als zylindrische oder konische Rohre ausgebildet sein und eine gleiche oder unterschiedliche Querschnittsfläche aufweisen.In the tube assembly according to the first or second aspect of the invention, the first and second tubes may be formed as cylindrical or conical tubes and have a same or different cross-sectional area.

Bei der Rohranordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann der Trennungsbereich einen Spalt mit einer vorbestimmten Breite aufweisen oder die Seitenwände können einander zumindest teilweise berühren, wenn sich die elastisch verformbaren Seitenwände in einem nicht verformten Zustand befinden.In the tube assembly according to the first aspect of the invention, the separation region may have a gap having a predetermined width or the sidewalls may at least partially contact one another when the elastically deformable sidewalls are in an undeformed condition.

Bei der Rohranordnung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der Erfindung kann der Verbindungsbereich einen inneren Spalt mit einer vorbestimmten Breite aufweisen oder es kann der Verbindungsbereich zur Vermeidung eines Spalts geschlossen sein.In the tube assembly according to the first or second aspect of the invention, the connection portion may have an inner gap having a predetermined width, or the connection portion may be closed to avoid a gap.

Bei der Rohranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung können in dem Überlappungsbereich jeweilige Enden der Seitenwände im nicht verformten Zustand einander zumindest teilweise berühren oder einen vorbestimmten Abstand zueinander aufweisen.In the tube assembly according to the second aspect of the invention, in the overlap region, respective ends of the side walls in the undeformed state may at least partially contact each other or may be at a predetermined distance from each other.

Bei der Rohranordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung können mit Ausnahme des Verbindungsbereichs das erste und zweite Rohr als zylindrische Rohre mit einem Kreisquerschnitt ausgebildet sein, und es kann die Querschnittfläche des ersten Rohrs kleiner ist als die Querschnittsfläche des zweiten Rohrs sein.In the tube assembly according to the first aspect of the invention, except for the connecting portion, the first and second tubes may be formed as cylindrical tubes having a circular cross section, and the cross sectional area of the first tube may be smaller than the cross sectional area of the second tube.

Bei der Rohranordnung gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann mit Ausnahme des Verbindungsbereichs das erste Rohr als zylindrisches Rohr mit einem Kreisquerschnitt ausgebildet sein und können die Seitenwände des zweiten Rohrs zur Bildung des Überlappungsbereichs mit unterschiedlichen Radien geformt sein.In the tube assembly according to the second aspect of the invention, except for the connecting portion, the first tube may be formed as a cylindrical tube having a circular cross section, and the sidewalls of the second tube may be formed with different radii to form the overlapping portion.

Bei der Rohranordnung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann die vorbestimmte Breite des Spalts zwischen den Seitenwänden im Bereich kleiner oder gleich einer Wanddicke der Seitenwände liegen, wodurch mögliche Schalldruckverluste in dem zweiten Rohr vermieden werden.In the tube assembly according to the first aspect of the invention, the predetermined width of the gap between the side walls may be in the range of less than or equal to a wall thickness of the side walls, thereby avoiding possible sound pressure losses in the second tube.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The invention will be described below with reference to embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Rohranordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 1 1 is a schematic representation of a plan view of the tube arrangement according to a first exemplary embodiment of the present invention,

2 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Rohranordnung gemäß 1, 2 a schematic representation of a perspective view of the tube assembly according to 1 .

3 eine Seitenansicht der Rohranordnung gemäß 1 in der Ansicht X, 3 a side view of the pipe assembly according to 1 in the view X,

4 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Rohranordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in Verbindung mit einem Überlappungsbereich, 4 FIG. 2 a schematic representation of a top view of the tube arrangement according to a second exemplary embodiment in conjunction with an overlapping area, FIG.

5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht der Rohranordnung gemäß 4, 5 a schematic representation of a perspective view of the tube assembly according to 4 .

6 eine Seitendarstellung der Anordnung gemäß 4 in der Ansicht X, und 6 a page representation of the arrangement according to 4 in the view X, and

7 eine Darstellung einer bekannten Anordnung eines Füllstandsensors in Verbindung mit einem Winkelrohr (Stand der Technik). 7 a representation of a known arrangement of a level sensor in conjunction with an angle tube (prior art).

Erstes Ausführungsbeispiel:First embodiment:

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der 1 bis 3 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.The present invention will be described below with reference to FIGS 1 to 3 described according to a first embodiment.

1 zeigt eine Draufsicht auf die Rohranordnung R gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 1 shows a plan view of the tube assembly R according to a first embodiment of the present invention.

Die Rohranordnung R umfasst ein erstes Rohr 1 und zweites Rohr 2, wobei die beiden Rohre 1 und 2 aus demselben Grundmaterial hergestellt und vorzugsweise einstückig ausgeführt sind. Die beiden Rohre 1 und 2 weisen einen Verbindungsbereich 3 auf, in welchem Seitenwände der beiden Rohre nahe beieinander liegen und so ein innerer Spalt (Schlitz) 4 gebildet wird. Die beiden Rohre 1 und 2 weisen einen ungefähren Kreisquerschnitt auf, der lediglich durch den Verbindungsbereich 3 und den inneren Spalt 4 unterbrochen ist.The tube assembly R includes a first tube 1 and second tube 2 , where the two pipes 1 and 2 made of the same basic material and are preferably made in one piece. The two pipes 1 and 2 have a connection area 3 on, in which side walls of the two tubes are close to each other and so an inner gap (slot) 4 is formed. The two pipes 1 and 2 have an approximate circular cross-section, the only through the connection area 3 and the inner gap 4 is interrupted.

Die beiden Rohre 1 und 2 der Rohranordnung R können mit etwa gleichem Durchmesser oder einem unterschiedlichen Durchmesser gebildet werden. In der Darstellung gemäß 1 ist ein unterschiedlicher Durchmesser vorgesehen, wobei das erste Rohr 1 einen kleineren Durchmesser als das zweite Rohr 2a aufweist.The two pipes 1 and 2 the tube assembly R can be formed with approximately the same diameter or a different diameter. In the illustration according to 1 a different diameter is provided, wherein the first tube 1 a smaller diameter than the second tube 2a having.

Wie es in 2 gezeigt ist, erstrecken sich die Rohre 1 und 2 entsprechend einer vorbestimmten Länge senkrecht zu ihrer Querschnittsfläche, und es erstreckt sich ebenfalls der Verbindungsbereich 3 und der innere Spalt 4 über diese Länge.As it is in 2 is shown, the tubes extend 1 and 2 corresponding to a predetermined length perpendicular to its cross-sectional area, and also extending the connection area 3 and the inner gap 4 over this length.

Gemäß den 1 und 2 weist ein Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 einerseits eine Verbindung über den inneren Spalt 4 zu dem ersten Rohr 1 auf, und andererseits über einen äußeren Spalt 6 (Schlitz) eine Verbindung zu der Umgebung der Rohranordnung R auf. Der äußere Spalt 6 ist ein sehr kleiner Spalt geringer Breite (Mikrospalt) und steht in Verbindung mit unvermeidbaren Fertigungstoleranzen. Eine Breite S1 des äußeren Spalts 6 gemäß der Darstellung in 1 beträgt wenige zehntel Millimeter und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 1,0 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,2 bis 0.5 mm.According to the 1 and 2 has an interior 5 of the second tube 2 on the one hand, a connection via the inner gap 4 to the first pipe 1 on, and on the other hand, an outer gap 6 (Slot) on a connection to the environment of the pipe assembly R on. The outer gap 6 is a very small gap of small width (micro-gap) and is associated with unavoidable manufacturing tolerances. A width S1 of the outer gap 6 as shown in 1 is a few tenths Millimeters and is preferably in a range of 0.1 to 1.0 mm, preferably in a range of 0.2 to 0.5 mm.

Die Rohranordnung R besteht somit aus zwei vorzugsweise in einem gemeinsamen Fertigungsvorgang hergestellten dünnwandigen Rohren 1 und 2, die über den Verbindungsbereich 3 miteinander in Verbindung stehen, und wobei das zweite Rohr 2 eine erste und eine zweite Seitenwand 21 und 22 sowie den äußeren Spalt 6 als einen Mikrospalt aufweist.The tube assembly R thus consists of two preferably produced in a common manufacturing process thin-walled tubes 1 and 2 that go beyond the connection area 3 communicate with each other, and wherein the second tube 2 a first and a second side wall 21 and 22 as well as the outer gap 6 as a micro-gap.

3 zeigt eine Seitenansicht der Rohranordnung R, wobei dies der Ansicht X in 1 entspricht. Die Verwendungen der Wirkungsweise der Rohranordnung R gemäß der vorliegenden Erfindung und dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachstehend im Einzelnen erläutert. 3 shows a side view of the tube assembly R, this being the view X in 1 equivalent. The uses of the operation of the tube assembly R according to the present invention and the first embodiment will be explained below in detail.

Die Rohranordnung R gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführung dient als Schallführungsrohr zur Durchführung einer Messung eines Füllstands einer Flüssigkeit (d. h. eines fluiden Mediums) in einem Behälter, wobei die Rohranordnung R mit ihrer Längsausdehnung in das Medium eintaucht und entweder beide Rohre oder zumindest das zweite Rohr 2 mit dem Medium gefüllt ist, dessen Füllstand zu ermitteln ist. Gemäß 3 ist an dem in der Darstellung unteren Ende der Rohranordnung R eine Sensoreinrichtung 7 in Form eines Ultraschallwandlers vorgesehen, die eine Sende- und Empfangseinrichtung für Ultraschallsignale aufweist und die Ultraschallsignale in das zweite Rohr 2 sendet und reflektierte Signale empfängt. Eine Bestimmung des Füllstands erfolgt in Verbindung mit einer entsprechenden Auswertung der gesendeten und empfangenen Signale. Die empfangenen Signale werden an einer in dem zweiten Rohr 2 in Abhängigkeit von dem Füllstand an einer entsprechenden Stelle auftretenden Oberfläche des zu erfassenden Mediums reflektiert.The tube assembly R according to the embodiment described above serves as a sound guide tube for carrying out a measurement of a level of a liquid (ie a fluid medium) in a container, wherein the tube assembly R dips with its longitudinal extent in the medium and either both tubes or at least the second tube 2 filled with the medium whose level is to be determined. According to 3 is at the lower end in the representation of the tube assembly R a sensor device 7 provided in the form of an ultrasonic transducer having a transmitting and receiving device for ultrasonic signals and the ultrasonic signals in the second tube 2 sends and receives reflected signals. A determination of the level takes place in conjunction with a corresponding evaluation of the transmitted and received signals. The received signals are at one in the second tube 2 reflected as a function of the level at a corresponding point surface of the medium to be detected.

Die Rohre 1 und 2 der Rohranordnung R sind beide mit dem Medium gefüllt, oder es ist lediglich das zweite Rohr 2 mit dem zu erfassenden Medium gefüllt, so dass das zweite Rohr 2 auch als Messrohr oder Schallführungsrohr bezeichnet werden kann. Soll das erste Rohr 1 nicht mit dem Medium gefüllt sein, wird der innere Spalt 4 im Verbindungsbereich 3 auf der gesamten Länge der Erstreckung der Rohranordnung R abgedichtet, so dass keine Verbindung über den inneren Spalt 4 zwischen beiden Rohren 1 und 2 besteht. Das erste Rohr 1, das nicht mit den Medium gefüllt ist, kann somit als Rohr zur Befestigung der Rohranordnung R und/oder zur geschützten Führung von Anschlussleitungen von und zu der Sensoreinrichtung 7 dienen.The pipes 1 and 2 the tube assembly R are both filled with the medium, or it is only the second tube 2 filled with the medium to be detected, so that the second tube 2 can also be referred to as a measuring tube or sound guide tube. Should the first pipe 1 not be filled with the medium, the inner gap 4 in the connection area 3 sealed over the entire length of the extension of the pipe assembly R, leaving no connection over the inner gap 4 between both pipes 1 and 2 consists. The first pipe 1 , which is not filled with the medium, can thus be used as a pipe for fixing the pipe assembly R and / or the protected guidance of connecting lines from and to the sensor device 7 serve.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung umfasst die Rohranordnung R und im Einzelnen das zweite Rohr 2 den äußeren Spalt 6, der lediglich ein Spalt mit sehr geringer Breite im Bereich weniger Zehntel Millimeter (unter Berücksichtigung von Toleranzen) zwischen den Endbereichen der Seitenwände 21 und 22 ist. Der äußere Spalt 6 stellt somit eine Materialunterbrechung des zweiten Rohrs 2 in der Erstreckungsrichtung der Rohranordnung R dar, mittels dessen die speziellen elastischen Eigenschaften der gesamten Rohranordnung R und speziell des zweiten Rohrs 2 verbessert werden.As described above, the tube assembly includes R and, more particularly, the second tube 2 the outer gap 6 , the only one gap with very small width in the range of a few tenths of a millimeter (taking into account tolerances) between the end portions of the side walls 21 and 22 is. The outer gap 6 thus represents a material interruption of the second tube 2 in the direction of extension of the pipe assembly R, by means of which the special elastic properties of the entire pipe assembly R and especially of the second pipe 2 be improved.

Befindet sich in einer Anwendung die Rohranordnung R in einem Behälter (beispielsweise dem Behälter B gemäß Fig. A, wobei dieser Behälter auch ein beliebiger Behälter oder Tank sein kann), und ist das in dem Behälter befindliche Medium empfindlich gegenüber Einfrieren (Eisbildung) bei niedrigen Temperaturen, kann mit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Rohranordnung R eine erhöhte Festigkeit und Flexibilität gegenüber Eisbildung erreicht werden.In one application, the tube assembly R is located in a container (for example, the container B of FIG. A, which container may also be any container or tank), and the medium in the container is susceptible to freezing (ice formation) at low Temperatures, with the above-described embodiment of the tube assembly R increased strength and flexibility against ice formation can be achieved.

Zur Durchführung entsprechender Messungen mittels Ultraschallsignalen ist zumindest das zweite Rohr 2 vollständig oder zumindest teilweise mit dem Medium gefüllt, dessen Füllstand zu ermitteln ist. Liegen tiefe Temperaturen vor, bei denen das Medium gefriert und Eis mit einem geringfügig größeren Volumen entsteht, wird auf die Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 von innen ein Druck ausgeübt, so dass die Seitenwände 21 und 22 gemäß 1 links und rechts des äußeren Spalts 6 geringfügig nach außen gedrückt werden, wobei der äußere Spalt 6, der im Ruhezustand (d. h. in einem nicht verformten Zustand) die vorstehen abgegebene geringe Breite S1 aufweist, um einen weiteren kleinen Betrag vergrößert wird. 1 zeigt zur Verdeutlichung und in schematischer und vereinfachter Weise einen Spalt einer gewissen Größe. Vorzugsweise ist der äußere Spalt 6 gemäß den vorstehenden Angaben jedoch sehr gering und weiter vorzugsweise liegen die Enden der Seitenwände aneinander. Der äußere Spalt 6 stellt eine Materialtrennung oder einen Trennungsbereich dar.To perform appropriate measurements by means of ultrasonic signals is at least the second tube 2 completely or at least partially filled with the medium whose level is to be determined. If there are low temperatures, where the medium freezes and ice with a slightly larger volume, is on the sidewalls 21 and 22 of the second tube 2 exerted a pressure on the inside, leaving the side walls 21 and 22 according to 1 left and right of the outer gap 6 slightly pushed outwards, with the outer gap 6 which, at rest (ie, in a non-deformed state), has the projected small width S1 increased by a further small amount. 1 shows for clarity and in a schematic and simplified manner, a gap of a certain size. Preferably, the outer gap 6 However, according to the above information, very small, and more preferably, the ends of the side walls are adjacent to each other. The outer gap 6 represents a material separation or separation region.

Mit dem äußeren Spalt 6 in dem zweiten Rohr 2 besteht die Möglichkeit, die Stabilität der gesamten Rohranordnung R und speziell des zweiten Rohrs 2 zu gewährleisten, während gleichzeitig in Verbindung mit dem äußeren Spalt 6 eine geringfügige Ausdehnung des Rohrs 2 möglich ist. In diesem Fall wird der äußere Spalt 6, der somit als eine Materialtrennung oder als Trennungsbereich dient und der im Ruhezustand (nicht verformter Zustand) sehr eng ist, geringfügig elastisch gedehnt, so dass die Spaltbreite S1 des äußeren Spalts 6 zwischen den Enden der Seitenwände 21 und 22 größer als im Ruhezustand ist. Es bleibt jedoch die Form des zweiten Rohrs 2 erhalten, so dass die Stabilität der gesamten Anordnung nicht beeinträchtigt ist. Wird durch einen Übergang auf gemäßigte Temperaturen oder durch aktives Erwärmen des Mediums die Eisbildung innerhalb des zweiten Rohrs 2 beseitigt, kehrt infolge der Elastizität des Materials der gesamten Rohranordnung R das zweite Rohr 2 (die elastisch verformten Seitenwände 21 und 22) zur ursprünglichen Ruhelage (nicht verformter Zustand) und dem sehr schmalen äußeren Spalt 6 zurück.With the outer gap 6 in the second tube 2 there is the possibility of the stability of the entire tube assembly R and especially of the second tube 2 while maintaining in conjunction with the outer gap 6 a slight extension of the pipe 2 is possible. In this case, the outer gap 6 thus serving as a material separation or separation region and which is very narrow in the rest state (undeformed state), slightly elastically stretched, so that the gap width S1 of the outer gap 6 between the ends of the side walls 21 and 22 is greater than at rest. However, it remains the shape of the second tube 2 so that the stability of the whole arrangement is not impaired. Is due to a transition to moderate temperatures or through actively heating the medium, ice formation within the second tube 2 eliminated, due to the elasticity of the material of the entire tube assembly R, the second tube 2 (the elastically deformed sidewalls 21 and 22 ) to the original rest position (undeformed state) and the very narrow outer gap 6 back.

Im Ergebnis kann bei vollständiger Aufrechterhaltung der Stabilität eine Beschädigung des zweiten Rohrs 2, das mit dem Medium und damit auch mit dem gefrorenen Medium gefüllt ist, vermieden werden. Insbesondere wird ein unkontrolliertes Aufsprengen des zweiten Rohrs 2 wirksam verhindert. Der äußere Spalt 6 dient somit im Wesentlichen zur Bereitstellung eines Trennungsbereichs für eine mögliche Dehnung des zweiten Rohrs 2 im Sinne eines Aufbiegens der beiden Seitenwände 21 und 22 zu beiden Seiten des äußeren Spalts 6, so dass weder Stabilität noch Funktion der gesamten Rohranordnung R beeinträchtigt werden.As a result, with complete maintenance of stability, damage to the second tube may occur 2 , which is filled with the medium and thus also with the frozen medium, can be avoided. In particular, an uncontrolled bursting of the second tube 2 effectively prevented. The outer gap 6 thus essentially serves to provide a separation area for a possible expansion of the second tube 2 in the sense of bending the two side walls 21 and 22 on both sides of the outer cleft 6 so that neither stability nor function of the entire pipe assembly R are impaired.

Tritt hingegen oder zusätzlich eine Eisbildung in dem Medium außerhalb des zweiten Rohrs 2 auf, kann bei einem entsprechenden Druck auf das zweite Rohr (auf eine der beiden Seitenwände 21 oder 22 oder auf beide) der schmale äußere Spalt 6 geschlossen werden, und es können die jeweiligen Enden zueinander in Anlage kommen, so dass die gesamte Anordnung des zweiten Rohrs 2 und damit auch der Rohranordnung R stabilisiert wird. Auch auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Funktion und die Stabilität der gesamten Rohranordnung R auch bei einer Eisbildung des Mediums, dessen Füllstand in Verbindung mit der Rohranordnung R erfasst werden soll, gewährleistet sind.On the other hand, or in addition, ice formation occurs in the medium outside the second tube 2 can, with a corresponding pressure on the second tube (on one of the two side walls 21 or 22 or on both) the narrow outer gap 6 be closed, and it may come into contact with the respective ends, so that the entire arrangement of the second tube 2 and thus the pipe assembly R is stabilized. Also in this way it is ensured that the function and the stability of the entire pipe assembly R even with an ice formation of the medium, the level of which is to be detected in conjunction with the pipe assembly R, are guaranteed.

Zweites AusführungsbeispielSecond embodiment

Nachstehend wird in Verbindung mit den 4 bis 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der grundsätzliche Aufbau der Rohranordnung R gemäß 4 ist ähnlich dem Aufbau der Rohranordnung R gemäß 1 und aus einem elastischen Material gebildet. Gleiche oder gleichartige Teile werden daher mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.The following is in connection with the 4 to 6 A second embodiment of the present invention is described. The basic structure of the pipe assembly R according to 4 is similar to the structure of the tube assembly R according to 1 and formed of an elastic material. Identical or similar parts are therefore designated by the same reference numerals.

In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel umfasst eine vorzugsweise einstückig hergestellte Rohranordnung R ein erstes Rohr 1 und ein zweites Rohr 2, wobei die beiden Rohre 1 und 2 einen Verbindungsbereich 3 aufweisen (in welchem Seitenwände der beiden Rohre 1 und 2 nahe beieinander liegen), und wobei ein innerer Spalt 4 bestimmt wird, der sich entlang der Längsausdehnung der Rohranordnung R im Verbindungsbereich 3 erstreckt. Eine Ansicht X ist in 6 dargestellt, während 5 in gleicher Weise wie 2 eine perspektivische Darstellung zeigt. Am unteren Ende der Rohranordnung R ist eine Sensoreinrichtung 7 angeordnet, die vorzugsweise als ein Ultraschallwandler mit Sender und Empfänger für Ultraschallsignale ausgebildet ist.In the same way as in the first embodiment, a preferably integrally manufactured tube assembly R comprises a first tube 1 and a second tube 2 , where the two pipes 1 and 2 a connection area 3 have (in which side walls of the two tubes 1 and 2 close to each other), and wherein an inner gap 4 is determined along the longitudinal extent of the tube assembly R in the connection region 3 extends. An X view is in 6 shown while 5 in the same way as 2 a perspective view shows. At the lower end of the tube assembly R is a sensor device 7 arranged, which is preferably designed as an ultrasonic transducer with transmitter and receiver for ultrasonic signals.

Die Rohranordnung R gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Rohranordnung R des ersten Ausführungsbeispiels in der Weise, dass anstelle des äußeren Spalts 6 gemäß 1 ein Überlappungsbereich 8 vorgesehen ist. In dem Überlappungsbereich 8 überlappen sich über eine vorbestimmte Länge S2 (Überlappungslänge) Endbereiche der jeweiligen Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2, so dass im Überlappungsbereich innerhalb der Überlappungslänge S2 die Seitenwände 21 und 22 es zweiten Rohrs 2 übereinander liegen. In dem Überlappungsbereich 8 sind Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 geringfügig zueinander beabstandet oder können mit geringem Druck aneinander anliegen. In jedem Fall sind die Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 zueinander leicht und um einen geringen Betrag elastisch verschiebbar.The tube assembly R according to the second embodiment differs from the tube assembly R of the first embodiment in such a manner that instead of the outer gap 6 according to 1 an overlap area 8th is provided. In the overlap area 8th overlap over a predetermined length S2 (overlap length) end portions of the respective side walls 21 and 22 of the second tube 2 such that in the overlap area within the overlap length S2 the sidewalls 21 and 22 it second pipe 2 lie one above the other. In the overlap area 8th are ends of the sidewalls 21 and 22 of the second tube 2 slightly spaced from each other or can rest against each other with little pressure. In any case, the ends of the side walls 21 and 22 of the second tube 2 each other easily and elastically displaceable by a small amount.

In dem Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 der Rohranordnung R befindet sich ebenfalls das Medium, dessen Füllstand gemessen werden soll, und es werden in der entsprechenden Weise die Messungen in Verbindung mit der Sensoreinrichtung 7 durchgeführt.In the interior 5 of the second tube 2 the pipe assembly R is also the medium whose level is to be measured, and it will be in the appropriate manner, the measurements in connection with the sensor device 7 carried out.

Der vorstehend beschriebene Aufbau kann erreicht werden, indem die in 4 gezeigte rechte Seitenwand 22 des zweiten Rohrs 2 beispielsweise einen kleineren Radius der Biegung aufweist als die linke Seitenwand 21 des zweiten Rohrs 2.The structure described above can be achieved by the in 4 shown right side wall 22 of the second tube 2 For example, has a smaller radius of the bend than the left side wall 21 of the second tube 2 ,

In gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann der innere Spalt 4 im Verbindungsbereich 3 zwischen dem ersten Rohr 1 und dem zweiten Rohr 2 geschlossen werden, so dass in den Innenraum des ersten Rohrs 1 das Medium nicht eindringen kann und das erste Rohr beispielsweise als ein Stützrohr und/oder als ein Rohr zur geschützten Aufnahme von Anschlussleitungen von und zu der Sensoreinrichtung 7 dienen kann.In the same way as in the first embodiment, the inner gap 4 in the connection area 3 between the first pipe 1 and the second tube 2 be closed, so that in the interior of the first pipe 1 the medium can not penetrate and the first tube, for example, as a support tube and / or as a tube for protected receiving connection leads from and to the sensor device 7 can serve.

Mit der in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschriebenen Ausführung der Rohranordnung R und speziell des zweiten Rohrs 2 mit dem Überlappungsbereich 8 können die folgenden Vorteile erreicht werden.With the described in connection with the second embodiment embodiment of the tube assembly R and especially of the second tube 2 with the overlap area 8th The following advantages can be achieved.

Befindet sich die Rohranordnung R in einem Medium, das bei tiefen Temperaturen einfrieren kann, so dass Eis gebildet wird, kann sich im Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 ebenfalls Eis bilden. Mit dem größeren Volumen des gefrorenen Mediums können in ähnlicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 um einen geringen Betrag jeweils elastisch nach außen gedehnt werden, da im Überlappungsbereich 8 die Enden der Seitenwände des zweiten Rohrs 2 einen geringen Abstand zueinander aufweisen oder allenfalls mit einem geringen Druck aufeinander liegen. Mit der Beweglichkeit der Eden der Seitenwände 21 und 22 im Überlappungsbereich 8 relativ zueinander kann das sich im Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 bildende Eis die Seitenwände 21 und 22 derart und um einen geringen Betrag nach außen drücken, dass die Überlappungslänge S2 des Überlappungsbereichs 8 verkleinert wird. Es ist hierbei mit einer geringen Ausdehnung des Eises (Volumenvergrößerung) relativ zu dem Zustand des nicht gefrorenen Mediums anzunehmen, so dass auch in ausgedehntem Zustand die Enden der Seitenwände 21 und 22 des Rohrs 2 in dem kleiner gewordenen Überlappungsbereich 8 einander überlappen.The tube assembly R is in a medium that can freeze at low temperatures, so that ice is formed in the interior 5 of the second tube 2 also form ice. With the larger volume of the frozen medium, in a similar manner as in the first embodiment, the side walls 21 and 22 of the second tube 2 each stretched elastically outward by a small amount, since in the overlapping area 8th the ends of the side walls of the second tube 2 have a small distance from each other or at most with a low pressure on each other. With the mobility of the Eden of the sidewalls 21 and 22 in the overlap area 8th relative to each other, this can be in the interior 5 of the second tube 2 ice forming the sidewalls 21 and 22 in such a way and by a small amount to the outside that the overlapping length S2 of the overlapping area 8th is reduced. It is to be assumed here with a small expansion of the ice (volume increase) relative to the state of the unfrozen medium, so that even in the expanded state, the ends of the side walls 21 and 22 of the pipe 2 in the smaller overlap area 8th overlap each other.

Mit dem Überlappungsbereich 8 besteht die Möglichkeit, die Stabilität des gesamten Systems, d. h. der Rohranordnung R und speziell des zweiten Rohrs 2 aufrecht zu erhalten, auch wenn es im Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 zur Eisbildung kommt. Hierbei ist vorteilhaft, dass die sich im Überlappungsbereich 8 überlappenden Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 gegenseitig stützen, so dass die Stabilität gerade bei einem Eisdruck von innen vergrößert wird. Nach einer elastischen Verformung der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 infolge Eisbindung (Volumenvergrößerung) im Innenraum 5 des zweiten Rohrs 2 kehren die Seitenwände 21 und 22 wieder nach einem Auftauen und Beenden der Verformung in den Ruhezustand (Ausgangslage, nicht verformter Zustand) zurück, ohne das sich eine bleibende Verformung des zweiten Rohrs 2 ergibt.With the overlap area 8th there is the possibility of the stability of the entire system, ie the pipe assembly R and especially the second pipe 2 even if it is in the interior 5 of the second tube 2 ice formation occurs. It is advantageous that in the overlap area 8th overlapping ends of the side walls 21 and 22 of the second tube 2 support each other, so that the stability is increased, especially in an ice pressure from the inside. After elastic deformation of the sidewalls 21 and 22 of the second tube 2 due to Eisbindung (volume increase) in the interior 5 of the second tube 2 sweep the side walls 21 and 22 again after a thawing and ending the deformation in the resting state (initial position, undeformed state) back, without causing a permanent deformation of the second tube 2 results.

Im Hinblick auf einen von außen auf die Rohranordnung R einwirkenden Eisdruck wird ebenfalls die Stabilität gewährleistet, da in elastischer Weise entsprechend den Eigenschaften des verwendeten Materials zur Bildung der Rohranordnung R die Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 geringfügig bewegt werden können, wobei jedoch ein Überlappungsbereich 8 gewährleistet ist und bei einem Druck von außen die Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 infolge des Drucks anliegen können, sofern sich nicht schon im Ruhezustand mit einer geringen Kraft einander ganz oder zumindest teilweise berührt haben. Mit einer entsprechenden Berührung der beiden Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 kann die gesamte Stabilität der Rohranordnung R ungeachtet eines Drucks von Innen (Eisbildung im Innenraum 5) oder von außen (Eisbildung im Behälter mit dem Medium) sichergestellt werden, so dass eine erheblich verminderte Empfindlichkeit gegenüber Beschädigungen durch Eisbildung im Medium bei tiefen Temperaturen erreicht wird. Es wird auf diese Weise eine erhöhte Langzeitstabilität auch bei ungünstigen äußeren Rahmenbedingungen erreicht.With regard to an ice pressure acting on the pipe arrangement R from the outside, the stability is likewise ensured, since in an elastic manner according to the properties of the material used to form the pipe arrangement R, the side walls 21 and 22 of the second tube 2 can be moved slightly, but with an overlap area 8th is guaranteed and at a pressure from the outside, the ends of the side walls 21 and 22 of the second tube 2 can rest as a result of the pressure, if not already at rest with a small force have touched each other or at least partially. With a corresponding touch of the two ends of the side walls 21 and 22 of the second tube 2 can the entire stability of the pipe assembly R, regardless of an internal pressure (ice formation in the interior 5 ) or from the outside (ice formation in the container with the medium) are ensured so that a significantly reduced sensitivity to damage caused by ice formation in the medium at low temperatures. It is achieved in this way an increased long-term stability even in unfavorable external conditions.

Bei den Anordnungen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel wird somit die mechanische Stabilität erheblich verbessert, wobei keine Verstärkungsmaßnahmen bei der Rohranordnung R, wie Verstärkungsrippen oder Stabilisierungsbleche, erforderlich sind. Gleichzeitig wird auch eine Stabilität erreicht bei weiter ungünstigen äußeren Bedingungen, wie erheblichen Vibrationen bei einer Anwendung im Bereich von Kraftfahrzeugen sowie einem starken Schwappen des Mediums in dem Behälter, wenn sich ein Fahrzeug bewegt. Insbesondere können bei dem Vorliegen von Eisstücken in dem Medium und einem erheblichen Schwappen infolge der Bewegung bei der Anwendung der Rohranwendung in einem beweglichen Behälter Vorteile erzielt werden.In the arrangements according to the first and second embodiments, thus, the mechanical stability is significantly improved, with no reinforcing measures in the tube assembly R, such as reinforcing ribs or stabilizing plates are required. At the same time stability is also achieved under further unfavorable external conditions, such as considerable vibrations in an application in the field of motor vehicles and a strong sloshing of the medium in the container when a vehicle is moving. In particular, advantages may be obtained in the presence of ice pieces in the medium and significant sloshing due to movement in the application of the pipe application in a moving container.

Hinsichtlich einer Materialauswahl für die jeweilige Rohranordnung R des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels können verschiedene Kunststoffe Verwendung finden, wobei die Rohranordnung R im Wesentlichen einstückig ausgebildet werden kann. Vorzugsweise werden jedoch metallische Werkstoffe verwendet, wobei die Rohranordnungen R gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel aus einem mit einer entsprechenden Oberflächenbeschichtung geschätzten Stahlblech gebildet werden können. Kunststoffe sowie ein Stahlblech, beispielsweise auch ein Edelstahlblech, weisen die erforderliche Elastizität auf, so dass bei einer Eisbildung innerhalb des zweiten Rohrs 2 (das als Schall- oder Messrohr dient) die Volumenvergrößerung zu einem Druck auf die Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2 führt und diese gemäß den elastischen Eigenschaften des verwendeten Materials um ein geringes Maß (einige Zehntel Millimeter oder Millimeter) nach außen gedrückt werden. Infolge der Elastizität der verwendeten Materialien nehmen die Seitenwände des zweiten Rohrs 2 wieder die ursprüngliche Position ein und kehren elastisch zur Ruhelage oder Ausgangslage (nicht verformter Zustand) zurück, wenn die Eisbildung beendet und das Medium im Innenraum 5 und außerhalb der Rohranordnung R wieder verflüssigt ist. Durch das elastische Öffnen und Schließen der Seitenwände des zweiten Rohrs 2 bei einer Eisbildung oder einer erneuten Verflüssigung des Mediums wird eine bleibende Verformung oder Zerstörung der Rohranordnung R vermieden.With regard to a choice of material for the respective tube assembly R of the first and second embodiments, various plastics can be used, wherein the tube assembly R can be formed substantially in one piece. Preferably, however, metallic materials are used, wherein the tube assemblies R can be formed according to the first and second embodiments of a estimated with a corresponding surface coating steel. Plastics and a steel sheet, for example, a stainless steel sheet, have the required elasticity, so that with ice formation within the second tube 2 (which serves as a sound or measuring tube) the volume increase to a pressure on the side walls 21 and 22 of the second tube 2 leads and these are pressed outward by a small amount (a few tenths of a millimeter or millimeters) according to the elastic properties of the material used. Due to the elasticity of the materials used, the side walls of the second tube take 2 return to the original position and return elastically to the rest position or initial position (undeformed state) when the ice formation stops and the medium in the interior 5 and is re-liquefied outside of the pipe assembly R. By the elastic opening and closing of the side walls of the second tube 2 in the case of ice formation or renewed liquefaction of the medium, permanent deformation or destruction of the pipe arrangement R is avoided.

Wie es in den 3 und 6 gezeigt ist, befindet sich vorzugsweise am unteren Ende der Rohranordnung R gemäß der Darstellung in den Figuren die Sensoreinrichtung 7 in Form eines Ultraschallwandlers zum Aussenden und Empfangen von Ultraschallsignalen zur Durchführung einer Füllstandmessung. Mit dem äußeren Spalt 6 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, der (auch unter Berücksichtigung von Toleranzen) eine Spaltbreite S1 von wenigen Zehntel Millimetern aufweist, können Verluste des Schalldrucks der Ultraschallsignale im zweiten Rohr 2 klein gehalten werden, so dass die auftretenden Verluste auch zur Durchführung einer genauen Füllstandmessung vernachlässigbar sind.As it is in the 3 and 6 is shown, is preferably located at the lower end of the tube assembly R as shown in the figures, the sensor device 7 in the form of an ultrasonic transducer for emitting and receiving ultrasonic signals for performing a level measurement. With the outer gap 6 according to the The first embodiment, which (even taking into account tolerances) has a gap width S1 of a few tenths of a millimeter, losses of the sound pressure of the ultrasonic signals in the second tube 2 be kept small, so that the losses occurring are negligible even to carry out a precise level measurement.

In gleicher Weise werden die Verluste eines Schalldrucks der Ultraschallsignale im zweiten Rohr 2 vermindert, in dem die Anordnung gemäß 4 in Verbindung mit dem Überlappungsbereich 8 vorgesehen ist. Auch hier sind die auftretenden Verluste erheblich vermindert und vernachlässigbar gering.In the same way, the losses of a sound pressure of the ultrasonic signals in the second tube 2 diminished, in which the arrangement according to 4 in conjunction with the overlap area 8th is provided. Again, the losses incurred are significantly reduced and negligible.

Zur Vermeidung weiterer Störungen der Ultraschallsignale im zweiten Rohr 2 können in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 die Enden der Seitenwände 21 und 22 des zweiten Rohrs 2, die den äußeren Spalt 6 bilden, in entsprechender Weise bearbeitet und abgerundet werden. Ebenso kann in Verbindung mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 4 das innenliegende Ende der rechten Seitenwand 22 des zweiten Rohrs 2 in entsprechender Weise gestaltet werden, beispielsweise durch Ausrunden oder Abschrägen. Eine unerwünschte Verformung oder Beeinträchtigung der Ultraschallsignale in dem zweiten Rohr 2 (Schallrohr oder Messrohr) kann weiter vermindert werden.To avoid further disturbances of the ultrasonic signals in the second tube 2 can in conjunction with the first embodiment according to 1 the ends of the side walls 21 and 22 of the second tube 2 that the outer gap 6 form, be processed in a similar manner and rounded. Likewise, in connection with the second embodiment according to 4 the inside end of the right side wall 22 of the second tube 2 be designed in a corresponding manner, for example by rounding or bevels. An undesirable deformation or impairment of the ultrasonic signals in the second tube 2 (Sound tube or measuring tube) can be further reduced.

Bei der Verwendung von Kunststoffen können Wanddicken von 0,5 bis 1,5 mm verwendet werden, und es kann bei der Verwendung von Metallwerkstoffen eine Blechdicke von etwa 0,2 bis 1,0 mm verwendet werden. Beispielsweise kann ein Stahlblech mit einer antikorrosiven Beschichtung oder ein Edelstahlblech von etwa 0,4, 0,5 oder 0,6 mm Dicke verwendet werden, aus dem vorzugsweise einstückig die Rohranordnung R gebildet werden kann. Es kann der äußere Spalt 6 (Materiallücke, Unterbrechung, Trennungsbereich) im Bereich der Dicke des Materials der Rohre 1 oder 2 oder kleiner liegen. Ist der innere Spalt 4 offen und nicht auf seiner gesamten Verlaufslänge geschlossen, dann wird bei einer Eisbildung in beiden Rohren 1 und 2 (Doppelrohr) auch die Elastizität des ersten Rohrs 1 beansprucht, da auch dort ein Druck von Innen infolge der Volumenvergrößerung auftritt.When using plastics, wall thicknesses of 0.5 to 1.5 mm can be used, and when using metal materials, a sheet thickness of about 0.2 to 1.0 mm can be used. For example, a steel sheet with an anti-corrosive coating or a stainless steel sheet of about 0.4, 0.5 or 0.6 mm thick can be used, from which preferably the pipe assembly R can be formed in one piece. It may be the outer gap 6 (Material gap, interruption, separation area) in the range of the thickness of the material of the tubes 1 or 2 or less. Is the inner gap 4 open and not closed on its entire course length, then ice formation in both tubes 1 and 2 (Double tube) also the elasticity of the first tube 1 claimed, since there is also a pressure from the inside due to the increase in volume.

Die Ausdehnungslänge der Rohranordnung R gemäß den 3 und 6 in senkrechter Richtung zur Darstellung in den Figuren ist abhängig von der Eintauchtiefe in einen Tank oder Behälter und der in dem Tank oder Behälter möglichen Füllhöhe des Mediums. Wird beispielsweise eine Anwendung in einem Kraftfahrzeug betrachtet, bei welchem in einem Tank mit beispielsweise Brennstoff oder Harnstoff (zur Abgasreinigung) eine jeweilige Füllhöhe zu bestimmen ist, kann eine Länge der Rohranordnung R in der senkrechten Richtung gemäß den 3 und 6 etwa 0,2 m bis 1,0 m betragen, oder kann je nach Anwendung auch 0,2 m bis 0,5 m betragen. Es ist jedenfalls sichergestellt, dass sich in dem zweiten Rohr 2 der gleiche Füllstand des Mediums befindet, wie innerhalb des Behälters und außerhalb der Rohranordnung R. Ein Austausch des Mediums ist über den äußeren Spalt 6 beim ersten Ausführungsbeispiel und dem ebenfalls sehr geringen Spalt im Überlappungsbereich 8 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gewährleistet. Es besteht ferner die Möglichkeit, weitere Öffnungen an vorbestimmten Stellen in der Rohr-anordnung R und speziell im zweiten Rohr 2 vorzusehen, so dass ein Einströmen des Mediums in zumindest das zweite Rohr 2 in Sinne kommunizierender Röhren gewährleistet ist und erleichtert wird. Vorzugsweise ist das erste Rohr 1 bezüglich des Mediums abgedichtet, so dass beide Rohre 1 und 2 unterschiedliche Funktionen aufweisen können. Die Rohre 1 und 2 in beiden Ausführungsbeispielen sind vorzugsweise zylindrische oder leicht konische Rohre mit annähernd kreisförmiger Querschnittsfläche.The extension length of the pipe assembly R according to the 3 and 6 in the direction perpendicular to the representation in the figures is dependent on the depth of immersion in a tank or container and the possible in the tank or container level of the medium. If, for example, an application in a motor vehicle is considered in which a respective filling level is to be determined in a tank with, for example, fuel or urea (for exhaust gas purification), a length of the pipe arrangement R in the vertical direction can be determined according to FIGS 3 and 6 about 0.2 m to 1.0 m, or may be depending on the application and 0.2 m to 0.5 m. It is certainly ensured that in the second tube 2 the same level of the medium is located as inside the container and outside the tube assembly R. An exchange of the medium is over the outer gap 6 in the first embodiment and also very small gap in the overlapping area 8th guaranteed according to the second embodiment. There is also the possibility of further openings at predetermined locations in the pipe arrangement R and especially in the second pipe 2 provide, so that an inflow of the medium into at least the second tube 2 is ensured in the sense of communicating tubes and is facilitated. Preferably, the first tube 1 sealed with respect to the medium, so that both tubes 1 and 2 may have different functions. The pipes 1 and 2 in both embodiments are preferably cylindrical or slightly conical tubes with approximately circular cross-sectional area.

Die vorstehend beschriebene Rohranordnung R kann somit Teil einer Mess- oder Erfassungsanlage oder Messvorrichtung zur Füllstands- oder Mengenmessung dienen und bei sämtlichen Erfassungen eines Füllstands eines Mediums in einem Behälter oder Tank angewendet werden. Die Länge der Rohranordnung R in der Erstreckungsrichtung ist von der Größe des Tanks und der zu erwartenden Füllhöhe abhängig. Die Rohranordnung R kann an einer beliebigen Stelle im Tank angeordnet werden, vorzugsweise jedoch in einem Bereich des Behälters oder Tanks, bei dem die am unteren Ende der Rohranordnung R angeordnete Sensoreinrichtung 7 in der Nähe des tiefsten Punkts des Behälters oder Tanks liegt. Es kann der Füllstand beliebiger Medien mittels der Ultraschallsignale erfasst werden. Vorzugsweise ist jedoch die Rohranordnung R geeignet, den Füllstand fluider bzw. wässriger Medien zu erfassen, und ein hohes Maß an Betriebssicherheit zu bieten, wenn infolge ungünstiger äußerer Bedingungen (tiefe Temperaturen) ein Einfrieren des Mediums nicht ausgeschlossen werden kann.The pipe arrangement R described above can thus be part of a measuring or detection system or measuring device for filling level or volume measurement and used in all detections of a level of a medium in a container or tank. The length of the tube assembly R in the direction of extension depends on the size of the tank and the expected filling level. The tube assembly R can be placed anywhere in the tank, but preferably in a region of the container or tank where the sensor means located at the bottom of the tube assembly R is located 7 near the lowest point of the tank or tank. The level of any media can be detected by means of the ultrasonic signals. Preferably, however, the tube assembly R is suitable to detect the level of fluid or aqueous media, and to provide a high degree of operational safety, when due to unfavorable external conditions (low temperatures), a freezing of the medium can not be excluded.

In diesem Fall kann mit der erfindungsgemäßen Rohranordnung R erreicht werden, dass die volle Betriebsfähigkeit nach einer erneuten Verflüssigung des Mediums wieder bereitgestellt werden kann, ohne dass Beeinträchtigungen oder Beschädigungen der Rohranordnung R zu befürchten sind.In this case, it can be achieved with the pipe arrangement R according to the invention that the full operability can be provided again after a renewed liquefaction of the medium, without any impairment or damage to the pipe arrangement R being feared.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202005009609 U1 [0003]
DE 102007059853 A1 [0004]

Claims

Pipe arrangement as part of a measuring device for measuring a level of a medium in a container, in which the pipe arrangement (R) can be inserted, with - a first pipe ( 1 ) and a second tube ( 2 ), which are formed integrally from an elastic material together and by means of a connecting region ( 3 ), wherein - the second tube ( 2 ) a first and a second side wall ( 21 . 22 ) and between the side walls ( 21 . 22 ) in the longitudinal direction of the second tube ( 2 ) extending separation area ( 6 , S1) is formed.

Tube arrangement as part of a measuring device for measuring a level of a medium in a container into which the tube arrangement (R) can be inserted, comprising - a first tube ( 1 ) and a second tube ( 2 ), which are formed integrally from an elastic material and by means of a connecting region ( 3 ), wherein - the second tube ( 2 ) a first and a second side wall ( 21 . 22 ) and the side walls ( 21 . 22 ) are arranged in such a way that they have an overlapping area ( 8th ), and wherein - the overlap area ( 8th ) has a predetermined overlap width (S2) when the elastically deformable sidewalls are in a non-deformed state.

Pipe assembly according to claim 1 or 2, wherein the first and second pipes ( 1 . 2 ) are formed as cylindrical or conical tubes and have an identical or different cross-sectional area.

Pipe assembly according to claim 1, wherein the separation region ( 6 , S1) a gap ( 6 ) having a predetermined width (S1) or the side walls ( 21 . 22 ) at least partially contact each other when the elastically deformable sidewalls ( 21 . 22 ) are in an undeformed state.

Pipe assembly according to one of claims 1 to 4, wherein the connection region ( 3 ) an inner gap ( 4 ) having a predetermined width or the connection area ( 3 ) is closed to avoid a gap.

Pipe assembly according to claim 2, wherein in the overlapping region (FIG. 8th ) respective ends of the side walls ( 21 . 22 ) in the non-deformed state at least partially touch each other or have a predetermined distance from each other.

Pipe assembly according to claim 1, wherein, with the exception of the connecting region ( 3 ) the first and second tubes ( 1 . 2 ) are formed as cylindrical tubes with a circular cross-section and the cross-sectional area of the first tube ( 1 ) is smaller than the cross-sectional area of the second tube ( 2 ).

Pipe assembly according to claim 2, wherein, with the exception of the connecting region ( 3 ) the first pipe ( 1 ) is formed as a cylindrical tube with a circular cross-section and the side walls ( 21 . 22 ) of the second tube ( 2 ) for forming the overlap area ( 8th ) are formed with different radii.

Pipe assembly according to claim 4, wherein the predetermined width (S1) of the gap between the side walls ( 21 . 22 ) in the range less than or equal to a wall thickness of the side walls ( 21 . 22 ) lies.