DE4426686A1 - Füllstandsmeßeinrichtung für einen Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einen Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich bei einem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahrzeugs, so unterliegt dieser im Betrieb des Fahrzeugs (positiven und negativen) Beschleunigungen in Fahrzeuglängsrichtung sowie bei Kurvenfahrten in Fahrzeugquerrichtung; weiterhin nimmt der Kraftstoffbehälter beispielsweise bei Fahrten auf Gefälle­ strecken auch unterschiedliche Neigungen ein. Vornehmlich bei Kunststoff-Kraftstoffbehältern führen auch Formänderungen zu Neigungen des Halters. Wie bekannt, führen diese Einflüsse zu einer ungenauen Füllstandsanzeige, was insbesondere dann uner­ wünscht ist, wenn ein Füllstand angezeigt wird, der höher ist als der tatsächliche Füllstand. In solchen Fällen kann es zum Liegenbleiben des Fahrzeugs wegen Kraftstoffmangels kommen, obwohl noch ein relativ hoher Kraftstoffstand angezeigt wird.

Bei einem vom Prinzip her anderen Füllstandssensor, bei dem ein Schwimmer in einer eine Drehsicherung für diesen aufweisenden Halterung bei seinen Höhenverlagerungen eine Gewindespindel ver­ dreht und der jeweilige Drehwinkel als Naß für den Füllstand ausgenutzt wird, ist es bekannt (US-PS 49 91 436, G01F 23/50), diese Schwimmerhalterung über ein kardanisch wirkendes Schwenk­ gelenk an einer von einem Behälterdeckel ausgehenden Stange zu lagern, die schräg in Richtung eines Einfüllstutzens des Be­ hälters weist. Infolge dieser schrägen Ausrichtung der Stange ist die definierte Schwenklagerung unabhängig davon erforder­ lich, ob der Behälter Beschleunigungen oder unterschiedlichen Neigungen unterliegt. Da hier nie eine Abstützung am Behälter­ boden erfolgt, ist die Messung vom Prinzip her ungenau.

Eine gattungsgemäße Füllstandsmeßeinrichtung ist aus der DE-OS 40 35 321, G01F 23/36, bekannt. Dort ist der Halter gleichsam zwischen oberer Wand und Boden des Behälters eingespannt; zur Berücksichtigung von Toleranzen und im Betrieb auftretenden Änderungen des Abstands zwischen diesen beiden Wänden besteht der Halter aus zwei entgegen Federkraft teleskopierenden Be­ standteilen, von denen der am Behälterboden abgestützte schwenk­ bar einen plattenförmigen Halter für die Widerstandsbahn eines Potentiometers trägt. Die Einstellung der Schwenklage erfolgt dabei über einen Stützarm, der mit seinem freien Ende unter dem Schwimmer auf dem Behälterboden aufliegt und gleichsam Ver­ formungen des Behälterbodens abtastet und umsetzt in eine Schwenkbewegung des Halters mit der Widerstandsbahn. Die Halteplatte der Widerstandsbahn bildet ferner ein Schwenklager für den Schwimmerarm, der mit dem Potentiometerabgriff in Verbindung steht.

Während bei dieser bekannten Konstruktion letztlich Formtoleran­ zen und Formänderungen des Behälters im Betrieb hinsichtlich einer Fehlanzeige des Flüssigkeitsstands Berücksichtigung finden, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungs­ gemäße Füllstandsmeßeinrichtung zu schaffen, die mit einfachem Aufwand und ohne zusätzliche elektrische Kompensationsmittel, wie sie die Konstruktion nach der DE-OS 30 38 091, G01F 23/10, erfordert, gegen eine störende Fehlanzeige bei Beschleunigungen und/oder unterschiedlichen Neigungen des Behälters und/oder Formänderungen geschützt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe also in bestechend ein­ facher Weise gleichsam unter Verwendung eines in einer Ebene schwenkenden Pendels zur Lagerung des elektrischen Bewegungs­ wandlers, wobei dieses sich stets senkrecht einstellende Pendel seinerseits ein Schwenklager für den Schwimmerarm bildet. Dabei ist die Masse dieses Pendels so abzustimmen, daß die schwer­ kraftbedingte Rückstellkraft dieses Pendels zur Überwindung der Reibung in den verschiedenen Schwenklagern und im Bewegungs­ wandler mit Sicherheit ausreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert.

Von dem Behälter, hier dem Kraftstoffbehälter eines Kraftfahr­ zeugs, ist lediglich bei 1 der Behälterboden angedeutet. Auf ihm stützt sich der allgemein mit 2 bezeichnete Halter ab, der die beiden durch die Druckfeder 3 zwischen Behälterboden 1 und Ver­ schlußkappe 4 federnd verspannten teleskopierenden Bestandteile 5 und 6 aufweist. Der letztgenannte besitzt in definiertem Ab­ stand zum Boden 1 das Schwenklager 7 für den Hebelarm 8, der an seinem freien Ende die Masse 9 aufweist, also mit dieser gleich­ sam ein Pendel bildet. Der Hebelarm 8 trägt dreh- und schwenk­ fest die Widerstandsbahn 10 des hier als elektrischer Bewegungs­ wandler verwendeten Potentiometers, dessen Schleifer 11 am Schwimmerarm 12 des Schwimmers 13 festgelegt ist.

Zwischen seinem Schwenklager 7 und der Widerstandsbahn 10 ist im Hebelarm 8 das Schwenklager 14 für den Schwimmerarm 12 vorge­ sehen. Die Achsen der beiden Schwenklager 7 und 14 verlaufen parallel zueinander, so daß jede beschleunigungs- oder neigungs­ bedingte Relativverschwenkung zwischen Hebelarm 8 und Halter 2 auch eine Relativverschwenkung zwischen Halter 2 und Schwimmer­ arm 12 zur Folge hat. Dadurch ist sichergestellt, daß nicht nur der Schwimmer 13 mit seinem Schwimmerarm 12 eine beschleuni­ gungs- oder neigungsbedingte Änderung seiner Schwenklage relativ zum Halter 2 erfährt, sondern auch die Widerstandsbahn 10, so daß Änderungen des Winkels zwischen Schwimmerarm 12 und Hebelarm 8 praktisch allein durch Änderungen des Flüssigkeitsstands im Behälter verursacht sind.

Die Form der Masse 9 kann so gewählt sein, daß eine gewünschte Schwenkbewegungsdämpfung erzielt wird.

Mit der Erfindung ist also mit einfachen Mitteln eine gattungs­ gemäße Füllstandsmeßeinrichtung geschaffen, die auch bei Be­ schleunigungen und/oder Neigungsänderungen und/oder Formände­ rungen des Behälters eine zuverlässige Füllstandsanzeige garantiert.

Claims (1)

1. Füllstandsmeßeinrichtung für einen im Betrieb Beschleunigungen und/oder unterschiedlichen Neigungen und/oder Formänderungen unterliegenden Flüssigkeitsbehälter, insbesondere einen Kraft­ stoffbehälter eines Kraftfahrzeugs, mit einem sich am Behälter­ boden abstützenden behälterfesten Halter, der schwenkbar einen Schwimmerarm mit einem Schwimmer und einen von diesem füll­ standsabhängig verstellbaren elektrischen Bewegungswandler, insbesondere ein Potentiometer, als Füllstandssensor hält, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungswandler (10) an einem an seinem freien Ende massebehafteten (9) Hebelarm (8) fest­ gelegt ist, der um eine erste Schwenkachse bei (7) schwerkraft­ bedingt schwenkbar am Halter (2) gelagert ist, und daß der Schwimmerarm (12) um eine zur ersten Schwenkachse parallele zweite Schwenkachse bei (14) füllstandsabhängig schwenkbar am Hebelarm (8) gelagert ist.