DE3716770A1

DE3716770A1 - DEVICE FOR DETERMINING THE LIQUID VOLUME OF A LIQUID IN A CONTAINER WITH A BUOYANCY BODY

Info

Publication number: DE3716770A1
Application number: DE19873716770
Authority: DE
Inventors: Herbert Zimmer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1987-05-19
Filing date: 1987-05-19
Publication date: 1988-12-08

Abstract

In order to be able to register the liquid volume of a liquid in a container (1) even over the complete height of the container (1), a displacement body (2) is used as a buoyancy body, extending over the complete height of the container (1). The displacement body (2) produces a resulting action force, which is produced by the weight and the buoyancy of the displacement body (2) and is registered by strain gauge strips (611, 612, 613, 614) which are located on a bending beam (3). For stabilisation and the correction of a displacement error, which arises in the case of an inclined position of the container (1), the displacement body (2) is connected in the shape of a trapezium to the bending beam (3), the carrier (4) and a spacer (5). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Zur Kraftstoffanzeige werden heute in der Kraftfahrzeugtechnik fast ausschließlich elektrische Kraftstoffanzeiger verwendet, die mit einem Schwimmer arbeiten, der seine Lage mit dem Kraft stoffpegel verändert. Mit dem Schwimmer wird z. B. über ein He belgetriebe der elektrische Widerstand eines Stromkreises ver ändert, was von einem Drehspulinstrument zur Anzeige gebracht wird.Today, fuel indicators are used in automotive engineering almost exclusively uses electric fuel gauges, who work with a swimmer who uses position with strength material level changed. With the float z. B. over a He the electrical resistance of a circuit ver changes what is displayed by a moving coil instrument becomes.

Mit einem Schwimmer kann aber nicht über die ganze Höhe des Be hälters gemessen werden, da der Schwimmer mit einem konstanten Teil seines Volumens in die Flüssigkeit eintaucht bzw. den Flüs sigkeitspegel überragt: Sinkt der Flüssigkeitspegel unter eine bestimmte Höhe ab, liegt der Schwimmer auf dem Behälterboden auf und eine weitere Abnahme des Flüssigkeitspegels kann mit dem Schwimmer nicht mehr ermittelt werden. Analog kann eine wei tere Zunahme des Flüssigkeitspegels nicht mehr festgestellt wer den, nachdem der Schwimmer am Behälterdeckel angestoßen ist.With a float, however, the entire height of the Be be measured because the float with a constant Part of its volume is immersed in the liquid or the rivers Liquid level surpasses: If the liquid level drops below one the float lies on the bottom of the tank on and a further decrease in the fluid level can be done with the swimmer can no longer be determined. Similarly, a white higher increase in the fluid level is no longer found after the float has hit the tank lid.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung anzuge ben, die über die gesamte Höhe des Behälters die Ermittlung des Flüssigkeitsvolumens ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide a device ben, the determination over the entire height of the container of the liquid volume.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 gekennzeichnet. Danach wird eine Meßeinrichtung eingesetzt, die den von einem Verdrängungskörper erzeugten Auftrieb in ein elektrisches Meßsignal umsetzt, das ein Maß für das Flüssigkeits volumen darstellt. Der Auftrieb ist proportional zum eingetauch ten Volumen des Verdrängungskörpers, das vom Flüssigkeitsvolu men im Behälter abhängt.The solution to this problem according to the invention is in claim 1 featured. Then a measuring device is used the buoyancy generated by a displacement body in a electrical measurement signal converts, which is a measure of the liquid represents volume. The buoyancy is proportional to the immersion th volume of the displacer, that of the liquid volume depends in the container.

Die Änderung des Auftriebs wird bevorzugt durch wenigstens ei nen Dehnungsmeßstreifen festgestellt, der an einem Biegebalken befestigt ist. Der Biegebalken erfährt durch das Gewicht und den Auftrieb des Verdrängungskörpers, der mit einem Endstück des Biegebalkens verbunden ist, eine Durchbiegung, die sich mit den Veränderungen des Auftriebs ändert und mittels des Dehnungs meßstreifens registriert wird.The change in buoyancy is preferred by at least one NEN strain gauges found on a bending beam is attached. The bending beam experiences through the weight and the buoyancy of the sinker with an end piece of the bending beam is connected, a deflection that is associated with changes in buoyancy and by means of stretching measuring strip is registered.

Bevorzugt wird der Verdrängungskörper mittels eines Abstands halters zusätzlich am Träger befestigt, um den Verdrängungskör per zu stabilisieren.The displacement body is preferred by means of a distance holder additionally attached to the carrier to the displacement body stabilize by.

Von Vorteil ist auch, daß der Abstandshalter bei Schräglasge des Behälters, z. B. bei Berg- und Talfahrt, Korrekturkräfte verur sacht, die einen Verlagerungsfehler kompensieren, der durch die Schräglage des Behälters entsteht.It is also an advantage that the spacer in the case of oblique glass Container, e.g. B. during ascent and descent, corrective forces gently, which compensate for a misalignment caused by the The container is tilted.

Bei einem unsymmetrischen Behälter läßt sich der nichtlineare Zusammenhang zwischen dem Flüssigkeitsvolumen und dem Flüssig keitspegel dadurch linearisieren, daß Behälter und Verdrängungs körper eine ähnliche Form haben.In the case of an asymmetrical container, the non-linear one can be Relationship between the volume of liquid and the liquid Linearize the speed level in that container and displacement bodies have a similar shape.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated by the figures. It shows

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem Behälter der längs der Linie I in Fig. 2 aufgeschnitten ist, Fig. 1 shows an embodiment has been cut with a container of along the line I in Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Einrichtung in Fig. 1 entlang der Linie II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section through the device in Fig. 1 along the line II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Meßschaltung zu Fig. 1 mit Auswerteeinheit und An zeige. Fig. 3 shows a measuring circuit to Fig. 1 with evaluation unit and to.

Fig. 4 stellt schematisch den Träger, den Biegebalken, den Ab standshalter und den Verdrängungskörper dar, die zu ei nem Trapez verbunden sind. Fig. 4 shows schematically the carrier, the bending beam, from the spacer and the displacement body, which are connected to egg nem trapezoid.

Fig. 5 stellt das Trapez von Fig. 4 für den nach links gekippten Behälter dar. Fig. 5 shows the trapezoid of Fig. 4 for the container tilted to the left.

Fig. 6 stellt das Trapez von Fig. 4 für den nach rechts gekipp ten Behälter dar. Fig. 6 shows the trapezoid of Fig. 4 for the container tilted to the right.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Behälter 1 dargestellt, der mit ei ner Flüssigkeit bis zum Flüssigkeitspegel FO angefüllt ist. Zum Messen des Flüssigkeitsvolumens ist mit dem Behälter 1 eine Meßeinrichtung verbunden, die das Gehäuse 7, die Meßschaltung 6, und einen Verdrängungskörper 2 umfaßt, der über einen Biege balken 3 und den Abstandshalter 5 mit einem Träger 4 gelenkig verbunden ist.In Fig. 1 and Fig. 2, a container 1 is shown, which is filled with egg ner liquid to the liquid level FO . To measure the liquid volume, a measuring device is connected to the container 1 , which comprises the housing 7 , the measuring circuit 6 , and a displacement body 2 , which is articulated via a bending beam 3 and the spacer 5 with a support 4 .

Der Behälter 1 hat einen Behälterboden 11 und eine umlaufende Seitenwand 12 und ist durch einen Behälterdeckel 13 abgeschlos sen. Letzterer hat eine Öffnung 131, durch die der Verdrängungs körper 2 zusammen mit dem Träger 4 und dem Abstandshalter 5 in den Behälter 1 einführbar ist. Ein Teil der Seitenwand 12 hat im unteren Drittel zum Behälterboden 11 hin gesehen eine Ab schrägung 121. Durch die konstruktiv bedingte Abschrägung 121 erhält der Behälter 1 eine unsymmetrische Form, für die sich keine Symmetrieachse angeben läßt. Der Behälterboden 11 weist ein Gegenlager 111 auf, das zur Lagerung des eingetauchten En des des Trägers 4 dient.The container 1 has a container bottom 11 and a circumferential side wall 12 and is closed by a container lid 13 . The latter has an opening 131 through which the displacement body 2 together with the carrier 4 and the spacer 5 can be inserted into the container 1 . A part of the side wall 12 has seen in the lower third towards the container bottom 11 from a bevel 121st Due to the design-related bevel 121 , the container 1 is given an asymmetrical shape for which no axis of symmetry can be specified. The container bottom 11 has a counter bearing 111 , which is used to support the immersed En of the carrier 4 .

Die Meßeinrichtung hat ein Gehäuse 7, das durch eine Trennwand 71 in ein allseitig geschlossenes Elektronikfach 72 und in eine Balkenkammer 73 unterteilt ist, die zur Öffnung 131 hin offen ist. The measuring device has a housing 7 which is divided by a partition 71 into an electronics compartment 72 which is closed on all sides and into a bar chamber 73 which is open towards the opening 131 .

Der Träger 4 ist mit einem Ende, dem Befestigungsstück 41, in der Balkenkammer 73 starr mit der Trennwand 71 des Gehäuses 7 verbunden, und mit dem anderen Ende, dem Raststück 42, im Gegen lager 111 des Behälterbodens 11 gelagert. Die Dicke des Rast stücks 42 entspricht dem Durchmesser des Verdrängungskörpers 2. Der Träger 4 besteht aus einem Metallstab und hat eine Träger achse ST.The carrier 4 is rigidly connected at one end, the fastening piece 41 , in the beam chamber 73 to the partition 71 of the housing 7 , and with the other end, the locking piece 42 , in the counter bearing 111 of the container bottom 11 . The thickness of the locking piece 42 corresponds to the diameter of the displacer 2nd The carrier 4 consists of a metal rod and has a carrier axis ST .

In der Balkenkammer 73 befindet sich ein Biegebalken 3, der ein Endstück 32 und ein Lagerstück 31 hat, das im Träger 4 einge spannt ist. Der Biegebalken 3 hat eine Unterseite 34, die zur Öffnung 131 hinweist, und eine Oberseite 33, die parallel zur Unterseite 34 verläuft. An der Oberseite 33 und der Unterseite 34 sind vier Dehnungsmeßstreifen 611, 612, 613, 614 befestigt. Am Endstück 32 des Biegebalkens 3 ist der Verdrängungskörper 2 gelenkig aufgehängt, der in die Öffnung 131 etwas hineinragt.In the beam chamber 73 there is a bending beam 3 , which has an end piece 32 and a bearing piece 31 which is clamped in the carrier 4 . The bending beam 3 has an underside 34 , which points to the opening 131 , and an upper side 33 , which runs parallel to the underside 34 . Four strain gauges 611, 612, 613, 614 are attached to the top 33 and the bottom 34 . The displacer 2 , which projects somewhat into the opening 131, is articulated on the end piece 32 of the bending beam 3 .

Der massive Verdrängungskörper 2 hat eine Dichte, die relativ groß im Vergleich zur Dichte der Flüssigkeit ist. Er ist im we sentlichen ein Zylinder, der im unteren Drittel ähnlich wie die Seitenwand 12 des Behälters 1 zum Behälterboden 11 hin abge schrägt zuläuft, also eine Unsymmetrie hat. Durch den Verdrän gungskörper 2 ist in Fig. 1 eine Körperachse SV eingezeichnet, die parallel zur Trägerachse ST und rechtwinklig zum Biegebal ken 3 und zum Behälterboden 11 verläuft und zumindest für den zylindrischen Teil des Verdrängungskörpers 2 die Symmetrieachse darstellt. Der Verdrängungskörper 2 erstreckt sich über die ge samte Höhe des Behälters 1, also vom Behälterboden 11 bis zum Behälterdeckel 13.The massive displacement body 2 has a density that is relatively large compared to the density of the liquid. It is sentlichen we in a cylinder in the lower third similar to the side wall 12 tapers of the container 1 to the container bottom 11 toward abge obliquely, and thus has an asymmetry. Through the displacement body 2 in Fig. 1, a body axis SV is drawn, which runs parallel to the support axis ST and perpendicular to the bending beam 3 and the container bottom 11 and at least for the cylindrical part of the displacer 2 represents the axis of symmetry. The displacer 2 extends over the entire height of the container 1 , that is, from the container bottom 11 to the container lid 13 .

Zwischen Träger 4 und Verdrängungskörper 2 ist in der Nähe des Behälterbodens 11 ein Abstandshalter 5 angeordnet, der den Ver drängungskörper 2 mit dem Träger 4 verbindet. Der Abstandshal ter 5 besteht aus einer U-förmigen Klammer mit zwei parallel angeordneten Abstandsschenkeln 51, 52, die rechtwinklig durch ein Längsstück 53 miteinander5 verbunden sind. Die Enden der Ab standsschenkel 51, 52 sind umgebogen und lagern in Lagerbohrun gen des Raststücks 42. Damit ist der Abstandshalter 5 gelenkig mit dem Träger 4 verbunden. Das Längsstück 53 des Abstandshal ters 5 befindet sich in einer durchgehenden Bohrung des Verdrän gungskörpers 2, der damit gelenkig mit dem Abstandshalter 5 ver bunden ist. Die parallelen Abstandsschenkel 51, 52 des Abstands halters 5 sind schrägwinklig zur Körperachse SV in einem Winkel q angeordnet, der kleiner als 90° ist.Between the carrier 4 and the displacement body 2 , a spacer 5 is arranged in the vicinity of the container bottom 11 , which connects the displacement body 2 to the carrier 4 . The spacer 5 consists of a U-shaped bracket with two parallel spacer legs 51, 52 , which are connected at right angles by a longitudinal piece 53 . The ends of the spacer legs 51, 52 are bent over and are stored in Lagerbohrun conditions of the locking piece 42nd The spacer 5 is thus connected in an articulated manner to the carrier 4 . The longitudinal piece 53 of the spacer 5 is located in a through bore of the displacement body 2 , which is thus articulated ver with the spacer 5 connected. The parallel spacer legs 51, 52 of the spacer 5 are arranged at an oblique angle to the body axis SV at an angle q which is less than 90 °.

Die Meßschaltung 6 umfaßt einen Meßverstärker 62, der im Elek tronikfach 72 untergebracht ist und eine gleichstromgespeiste Brückenschaltung 61, in deren Brückenzweigen jeweils ein Deh nungsmeßstreifen 611 bis 614 liegt. Die Dehnungsmeßstreifen 611 bis 614 sind elektrische Widerstände, deren Widerstandswert von der Durchbiegung des Biegebalkens 3 abhängt. Um eine maximale Empfindlichkeit zu erreichen sind die Dehnungsmeßstreifen 611, 612 an der Oberseite 33 und die Dehnungsmeßstreifen 613, 614 an der Unterseite 34 des Biegebalkens 3 befestigt. In der Brücken schaltung 61 liegen die Dehnungsmeßstreifen 611, 612 und die Dehnungsmeßstreifen 613, 614 in jeweils gegenüberliegenden Brückenzweigen (Fig. 3). Ein Kabel, das vom Elektronikfach 72 in die Balkenkammer 73 führt, verbindet die Brückenschaltung 61 mit einer Versorgungsspannungsquelle und mit dem Meßverstärker 62, der die von der Brückenschaltung 61 erzeugte Diagonalspan nung verstärkt und in ein Meßsignal MS umformt. Das Meßsignal MS wird über ein Kabel, das zusätzlich die Versorgungsspannung der Meßschaltung 6 zuführt, zu einer Auswerteeinheit 8 übertra gen.The measuring circuit 6 comprises a measuring amplifier 62 , which is accommodated in the electronics compartment 72 and a DC-powered bridge circuit 61 , in the bridge branches of which a strain gauge 611 to 614 is located. The strain gauges 611 to 614 are electrical resistors, the resistance value of which depends on the deflection of the bending beam 3 . In order to achieve maximum sensitivity, the strain gauges 611, 612 are attached to the top 33 and the strain gauges 613, 614 to the bottom 34 of the bending beam 3 . In the bridge circuit 61 , the strain gauges 611, 612 and the strain gauges 613, 614 are located in opposite bridge branches ( Fig. 3). A cable that leads from the electronics compartment 72 into the beam chamber 73 connects the bridge circuit 61 to a supply voltage source and to the measuring amplifier 62 , which amplifies the voltage generated by the bridge circuit 61 and converts it into a measurement signal MS . The measurement signal MS is transmitted via a cable, which additionally supplies the supply voltage to the measurement circuit 6 , to an evaluation unit 8 .

Die Auswerteeinheit 8 bestimmt aus dem Meßsignal MS, das ein Maß für das Flüssigkeitsvolumen im Behälter 1 ist, einen Volu menwert und zeigt diesen auf einem Display an.The evaluation unit 8 determines a volu menwert from the measurement signal MS , which is a measure of the liquid volume in the container 1 , and shows this on a display.

In Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 ist schematisch der Biegebalken 3, der Verdrängungskörper 2, der Abstandshalter 5 und der Träger 4 dargestellt, die trapezförmig miteinander verbunden sind. Die Einspannung des Biegebalkens 3 im Träger 4 ist mit dem Punkt A bezeichnet. Die gelenkige Verbindung zwischen Biegebalken 3 und Verdrängungskörper 2 ist im Punkt B angedeutet. Das Gelenk zwi schen dem Träger 4 und dem Abstandshalter 5 ist mit dem Punkt C angegeben. Der Verdrängungskörper 2 ist mit dem Abstandshalter 5 im Punkt D gelenkig verbunden.In Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6 of the bending beam 3, the displacement body 2, the spacer 5 and the carrier 4 is shown schematically, which are trapezoidal interconnected. The clamping of the bending beam 3 in the carrier 4 is designated by the point A. The articulated connection between the bending beam 3 and the displacement body 2 is indicated in point B. The joint between the carrier's 4 and the spacer 5 is indicated with point C. The displacement body 2 is articulated to the spacer 5 at point D.

Ist der Behälter 1 waagrecht aufgestellt (= Normallage des Be hälters 1 in Fig. 4) und entleert, wirkt ausschließlich das Ge wicht G, das im Schwerpunkt S des Verdrängungskörpers 2 an greift. Das Gewicht G wird vom Verdrängungskörper 2 über das Gelenk im Punkt B auf den Biegebalken 3 als Biegekraft F über tragen, die in Richtung zum Behälterboden 11 hin durch das er zeugte Biegemoment eine maximale Durchbiegung des Biegebalkens 3 verursacht. Demzufolge wird die Längenänderung an der Ober seite 33 und an der Unterseite 34 des Biegebalkens 3 maximal, was von den Dehnungsmeßstreifen 611, 612, 613, 614 proportional in eine Widerstandsänderung umgesetzt wird, die eine entspre chende Diagonalspannung am Ausgang der Brückenschaltung 61 zur Folge hat.If the container 1 is set up horizontally (= normal position of the loading container 1 in Fig. 4) and emptied, only the weight G acts, which engages in the center of gravity S of the sinker 2 . The weight G is transmitted from the displacement body 2 via the joint at point B to the bending beam 3 as the bending force F , which causes a maximum deflection of the bending beam 3 in the direction of the container bottom 11 by the bending moment which it generates. As a result, the change in length on the upper side 33 and on the underside 34 of the bending beam 3 is at a maximum, which is implemented proportionally by the strain gauges 611, 612, 613, 614 in a change in resistance, which has a corresponding diagonal voltage at the output of the bridge circuit 61 .

Wird der Behälter 1 mit einer Flüssigkeit gefüllt, entsteht am Verdrängungskörper 2 ein Auftrieb FA, der proportional zum ein getauchten Volumen des Verdrängungskörpers 2 ist und entgegen gesetzt zum Gewicht G im Schwerpunkt S wirkt. Aus dem Auftrieb FA und dem Gewicht G entsteht eine resultierende Angriffskraft FR, die in Richtung des Gewichts G wirkt und kleiner als das Gewicht G ist. Am Biegebalken 3 wirkt jetzt die Angriffskraft FR als Biegekraft F, die dem Gewicht G vermindert um den Auf trieb FA entspricht, mit der Folge, daß die Durchbiegung des Biegebalkens 3 mit zunehmender Füllung des Behälters 1 kleiner wird, und damit von den Dehnungsmeßstreifen 611 bis 614 eine geringere Längenänderung an der Oberseite 33 und Unterseite 34 des Biegebalkens 3 registriert wird. Da der Verdrängungskörper 2 in den Punkten B und D gelenkig gelagert ist, kann er nur eine Kraft in seiner Längsrichtung auf den Biegebalken 3 übertragen. If the container 1 is filled with a liquid, a buoyancy FA arises on the displacement body 2 , which is proportional to the immersed volume of the displacement body 2 and acts counter to the weight G in the center of gravity S. From the buoyancy FA and the weight G , a resulting attack force FR arises, which acts in the direction of the weight G and is smaller than the weight G. On the bending beam 3, the attack force FR now acts as a bending force F , which corresponds to the weight G reduced by the drive FA , with the result that the deflection of the bending beam 3 becomes smaller with increasing filling of the container 1 , and thus from the strain gauges 611 to 614 a smaller change in length is registered on the upper side 33 and lower side 34 of the bending beam 3 . Since the displacement body 2 is articulated at points B and D , it can only transmit a force in its longitudinal direction to the bending beam 3 .

Bei einer Neigung des Behälters 1 (Fig. 5, Fig. 6) um den Schräg lagenwinkel α ergibt sich trotz gleichem Flüssigkeitsvolumens ein anderer Flüssigkeitspegel FO am Verdrängungskörper 2, da der Verdrängungskörper 2 unsymmetrisch im Behälter 1 angeordnet ist und durch die Abschrägung 121 zusätzlich eine Unsymmetrie des Behälters 1 gegeben ist. Als Folge davon erzeugt der Ver drängungskörper 2 einen im Vergleich zur Normallage abweichen den Auftrieb FA, da der Verdrängungskörper 2 je nach Richtung der Neigung des Behälters 1 mit einem größeren oder kleineren Volumen im Vergleich zur Normallage in die Flüssigkeit eintaucht.At an inclination of the container 1 ( Fig. 5, Fig. 6) by the inclined angle α results in a different liquid level FO on the displacement body 2 despite the same liquid volume, since the displacement body 2 is arranged asymmetrically in the container 1 and additionally by the bevel 121 Asymmetry of the container 1 is given. As a result, the displacement body 2 Ver generates a normal position in comparison to vary the buoyancy FA, since the displacement body 2 is immersed, depending on the direction of inclination of the container 1 with a larger or smaller volume in comparison to the normal position in the liquid.

Neben diesem Verlagerungsfehler entsteht durch die Neigung des Behälters 1 um den Schräglagenwinkel α ein Neigungsfehler, der sich daraus ergibt, daß nur eine Komponente der Angriffs kraft FR, nämlich FRS = FR · cos α, in Längsrichtung des Ver drängungskörpers 2 wirkt. Dieser Neigungsfehler kann jedoch in der Praxis vernachlässigt werden, da z. B. bei der Berg- und Talfahrt eines Kraftfahrzeuges bei Steigungen bis zu 25% der Cosinus des Schräglagenwinkels α nahezu Eins ist.In addition to this misalignment arises from the inclination of the container 1 by the inclination angle α, an inclination error that results from the fact that only one component of the attack force FR , namely FRS = FR · cos α , acts in the longitudinal direction of the displacement body 2 . This inclination error can, however, be neglected in practice, since e.g. B. in the ascent and descent of a motor vehicle on slopes up to 25% of the cosine of the banking angle α is almost one.

Der Verlagerungsfehler läßt sich aber mit Hilfe des Abstandshal ter 5 korrigieren, was nachfolgend an Hand von Fig. 5 und Fig. 6 erläutert wird:But the shift error can be using the Abstandshal ter 5 correct what is described below with reference to FIG 5 and 6..:

In Fig. 5 ist der Behälter 1 nach links geneigt. Der Flüssigkeits pegel FO liegt unter dem Schwerpunkt S des Verdrängungskörpers 2. Damit ist der Auftrieb FA kleiner als in Normallage, was eine vergrößerte Angriffskraft FR zur Folge hat, die schrägwink lig im Schwerpunkt S des Verdrängungskörpers 2 angreift. Die Kom ponente FRP der Angriffskraft FR, die parallel zum Biegebalken 3 verläuft, erzeugt um den Punkt B ein Drehmoment im Uhrzeiger sinn (durch Pfeil angedeutet). Dieses wird durch den Abstands halter 5 abgefangen, wodurch eine Auflagerkraft DA in Längsrich tung des Abstandshalters 5 entsteht. Die Auflagerkomponente DS der Auflagerkraft DA wird vom Verdrängungskörper 2 auf den Bie gebalken 3 übertragen und kompensiert die durch die Neigung ver größerte Komponente FRS. Die für die Anzeige maßgebende Biege kraft F bleibt daher im wesentlichen unabhängig von der Neigung des Behälters 1.In Fig. 5, the container 1 is inclined to the left. The liquid level FO is below the center of gravity S of the sinker 2 . The buoyancy FA is thus smaller than in the normal position, which results in an increased attack force FR , which acts at an oblique angle in the center of gravity S of the displacer 2 . The component FRP of the attack force FR , which runs parallel to the bending beam 3 , generates a torque clockwise around point B (indicated by the arrow). This is intercepted by the spacer 5 , whereby a bearing force DA in the longitudinal direction of the spacer 5 arises. The support component DS of the support force DA is transmitted from the displacement body 2 to the bending beam 3 and compensates for the component FRS which is enlarged by the inclination. The decisive bending force F for the display therefore remains essentially independent of the inclination of the container 1 .

Fig. 6 zeigt die Verhältnisse, wenn der Behälter 1 nach rechts geneigt ist. Der Flüssigkeitspegel FO liegt dann oberhalb des Schwerpunkts S des Verdrängungskörpers 2. Damit entsteht durch den erhöhten Auftrieb FA eine kleinere Komponente FRS der An griffskraft FR, die ohne Korrektur zu einer zu hohen Anzeige des Flüssigkeitsvolumens führen würde. Fig. 6 shows the situation when the container 1 is inclined to the right. The liquid level FO is then above the center of gravity S of the displacement body 2 . This creates a smaller component FRS of the attack force FR by the increased buoyancy FA , which would lead to an excessive display of the liquid volume without correction.

Die Angriffskraft FR erzeugt aber hier ein Drehmoment des Ver drängungskörpers 2 gegen den Uhrzeigersinn um den Punkt B. Da durch wird eine Auflagerkomponente DS erzeugt, die die Kompo nente FRS in diesem Fall unterstützt und damit zu einer Kor rektur des Verlagerungsfehlers führt.The attacking force FR generates a torque of the displacement body 2 counterclockwise around point B here . Since a support component DS is generated which supports the component FRS in this case and thus leads to a correction of the misalignment.

Die Abschrägung 121 des Behälters 1 hat einen nichtlinearen Zu sammenhang zwischen Flüssigkeitsvolumen und Flüssigkeitspegel im Behälter 1 zur Folge. Diese Nichtlinearität wird ausgeglichen, wenn der Verdrängungskörper 2 eine Form aufweist, die ähnlich der Form des Behälters ist. Insbesondere sollte das Verhältnis der Querschnittsflächen von Behälter 1 und Verdrängungskörper 2 rechtwinklig zur Körperachse SV des Verdrängungskörpers 2 ent lang der Körperachse konstant sein.The bevel 121 of the container 1 has a non-linear relationship between the liquid volume and the liquid level in the container 1 . This non-linearity is compensated for when the displacer 2 has a shape that is similar to the shape of the container. In particular, the ratio of the cross-sectional areas of container 1 and displacement body 2 perpendicular to the body axis SV of the displacement body 2 along the body axis should be constant.

In Abweichung vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann als Ver drängungskörper 2 auch ein Hohlkörper eingesetzt werden, der im Vergleich zur Flüssigkeit eine geringe Dichte hat und damit im Gegensatz zum Verdrängungskörper 2 nach Fig. 1 ein Gewicht G aufweist, das klein ist im Vergleich zum erzeugten Auftrieb FA. Dementsprechend ist die resultierende Angriffskraft FR schon bei relativ niedrigen Flüssigkeitsvolumen gegen den Biegebalken 3 gerichtet, was eine Durchbiegung des Biegebalkens 3 in die Balkenkammer 73 hinein zur Folge hat. Damit ergibt sich je nach Kipprichtung des Behälters 1 ein Drehmoment des Verdrängungs körpers 2 um den Punkt B, das genau entgegengesetzt zum Aus führungsbeispiel nach Fig. 1 gerichtet ist (Fig. 5, Fig. 6). In deviation from the embodiment of FIG. 1 can be used as Ver displacement body 2, a hollow body is used, which has in comparison with the liquid has a low density and thus in contrast to the displacement body 2 of FIG. 1 has a weight G, which is small compared to generated lift FA . Accordingly, the resulting attack force FR is directed against the bending beam 3 even at a relatively low liquid volume, which results in bending of the bending beam 3 into the beam chamber 73 . This results, depending on the tilting direction of the container 1, a torque of the displacement body 2 around the point B , which is directed exactly opposite to the exemplary embodiment according to FIG. 1 ( FIG. 5, FIG. 6).

Um eine Kompensation des Verlagerungsfehlers bei Schräglage ana log zur Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 zu bewirken, wird jetzt der Abstandshalter 5 derart angeordnet, daß das Gelenk im Punkt C bei waagerechter Lage des Behälters 1 einen größeren Abstand zum Behälterboden 11 hat als das Gelenk im Punkt D. Zwischen dem Abstandshalter 5 und dem Verdrängungskörper 2 entsteht ein Winkel γ ′, der in diesem Fall größer als 90° ist (Fig. 4). Da durch wird eine senkrechte Auflagerkomponente DS erzeugt, die dem Verlagerungsfehler bei jeder Kipprichtung des Behälters 1 entgegenwirkt. Zur Verdeutlichung ist für diesen Fall der Ab standshalter 5 gestrichelt in den Fig. 4 bis 6 angedeutet.In order to compensate for the misalignment at an inclined position log to the device according to FIG. 1, FIG. 2, the spacer 5 is now arranged such that the joint at point C with the container 1 in a horizontal position has a greater distance from the container base 11 than the joint in point D. Between the spacer 5 and the displacer 2 there is an angle γ ' , which in this case is greater than 90 ° ( Fig. 4). Since a vertical support component DS is generated, which counteracts the misalignment in each tilting direction of the container 1 . For clarification, the spacer 5 is indicated by dashed lines in FIGS . 4 to 6 in this case.

Claims

1. A device for determining the liquid volume of a liquid in a container ( 1 ), in particular for motor vehicles, with a buoyancy body which is immersed in the liquid, characterized in that the buoyancy body is a displacement body ( 2 ) with a measuring device is connected, which emits an electrical Meßsi signal (MS) , which depends on the buoyancy (FA) of the displacer ( 2 ) and is a measure of the volume of liquid.

2. Device according to claim 1, characterized in

- That the measuring device has a bending beam ( 3 ) with a La gerstück ( 31 ) and an end piece ( 32 ), and a measuring circuit ( 6 ),
- That the bearing piece ( 31 ) is rigidly connected to the container ( 1 ),
- That the buoyancy body ( 2 ) with the end piece ( 32 ) of the bending beam ( 3 ) is connected, and
- That on the bending beam ( 3 ) at least one strain gauge ( 611, 612, 613, 614 ) is attached, which is connected to the measuring circuit ( 6 ).

3. Device according to claim 2, characterized in

- That a carrier ( 4 ) is provided which is rigidly connected to the container ( 1 ),
- That the bending beam ( 3 ) with the bearing piece ( 31 ) in the carrier ( 4 ) is clamped, and
- That between the carrier ( 4 ) and the displacement body ( 2 ), a spacer ( 5 ) is arranged, which is articulated on the carrier ( 4 ) and on the displacement body ( 2 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that the spacer ( 5 ) is connected at an oblique angle to the Auftriebskör by ( 2 ) and thereby generates an additional bending moment on the bending beam ( 3 ) for correcting egg nes misalignment error when the container ( 1 ) when the container ( 1 ) is in an inclined position due to a change in the liquid level (FO) on the displacement body ( 2 ).

5. Device according to claim 4, characterized in that the spacer ( 5 ) and the displacement body ( 2 ) are arranged at an angle ( γ ) which is open to the container bottom ( 11 ) and smaller than 90 ° when the buoyancy body ( 2 ) has a high density compared to the liquid.

6. Device according to claim 4, characterized in that the spacer ( 5 ) and the displacement body ( 2 ) are arranged at an angle ( γ ') which is open to the container bottom ( 11 ) and is greater than 90 ° when the buoyancy body ( 2 ) has a low density compared to the liquid.

7. Device according to claim 4, characterized in that the measuring circuit ( 6 ) has a bridge circuit ( 61 ) in which at least one bridge branch is provided with a strain gauge ( 611, 612, 613, 614 ).

8. Device according to claim 1, characterized in that the container ( 1 ) and the displacer ( 2 ) have a similar shape, so that a change in the liquid volume causes a linearly associated change in buoyancy (FA) of the displacement body ( 2 ).

9. Device according to claim 7, characterized in that the ratio of the cross-sectional areas of the container ( 1 ) and displacement body ( 2 ) transverse to the body axis (SV) of the displacement body ( 2 ) along the body axis (SV) is substantially constant.

10. The device according to claim 1, characterized in that an evaluation unit ( 8 ) is provided which is connected to the measuring circuit ( 6 ) and determines and displays the liquid volume from the measuring signal (MS) .