DE4035321A1

DE4035321A1 - Level measurement device for liquid container, esp. motor vehicle - has pivoting support and float arms arranged to reduce sensitivity to container shape changes

Info

Publication number: DE4035321A1
Application number: DE19904035321
Authority: DE
Inventors: Otmar Dipl Ing Schnuerer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1989-11-16
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1991-05-23

Abstract

The level measurement arrangement for a liquid container has a fixed position mount for a pivoting support arm able to rest on the container base at its free end. A carrier for a rotation sensor is mounted near the arm pivot. A float is mounted on a float arm pivotable about a second axis on the carrier. The two pivot axes (5, 14) are at least approximately mutually parallel and the support (6) and float (12) arms are approximately adjacent to each other. USE/ADVANTAGE - Esp. for vehicle fuel container. Has improved intensitivity to container shape changes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Füllstandsmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der DE-PS 33 10 704 für eine an der oberen Wand des Behälters gehaltene Meßeinrichtung in der Weise bekannt ist, daß die erste und die zweite Schwenkachse in Draufsicht senkrecht zueinander verlaufen.The invention relates to a fill level measuring device according to the preamble of claim 1, as it is from DE-PS 33 10 704 for one held on the top wall of the container Measuring device is known in such a way that the first and the second pivot axis in plan view perpendicular to each other run.

Mit dem Einsatz von aus Kunststoff, der gegenüber Blech ein im Betrieb verformbares Material darstellt, gefertigten Flüssig keitsbehältern, wie sie in zunehmendem Maße für Kraftstoffbe hälter von Kraftfahrzeugen Verwendung finden, wird es schwieriger, auch über längere Betriebszeiten zuverlässige Meßergebnisse liefernde Füllstandsmeßeinrichtungen zu schaffen. Mit einem Schwimmer ausgerüstete Füllstandssensoren, bei denen der Schwimmer arm beispielsweise den Schleifer eines elektrischen Potentiometers trägt, dessen Widerstandsbahn über einen Halter starr mit dem Boden oder der oberen Wand des Behälters verbunden ist, ergibt sich sofort eine Fehlanzeige, wenn infolge Bautoleranzen oder Verformung eines Teils des Behälters der Halter und damit die Widerstandsbahn des Potentiometers ihren vorbestimmten Winkel gegen den Boden des Behälters ändern. Aus diesem Grunde ist in der eingangs genannten Patentschrift der Träger für den elektrischen Bewegungswandler, also bevorzugt für die Wider standsbahn des Potentiometers, nicht starr mit dem Halter verbun den, sondern an Schwenkbewegungen eines auslegerartigen Stützarms teilnehmend, der unter einem Winkel von etwa 45° gegen den Behälterboden verläuft. Jede durch Verformungen und/oder Erschüt terungen des Behälters bedingte Änderung dieses Winkels wird damit in eine entsprechende Änderung des Winkels des Trägers (und damit des Bewegungswandlers) gegen den Boden umgesetzt, der demgemäß durch die Verformung oder dergleichen bedingten Änderungen der Winkellage des Schwimmerarms gegen den Behälter boden gleichsam folgt.With the use of plastic, which is compared to sheet metal represents deformable material in operation, manufactured liquid containers, such as those increasingly used for fuel vehicle containers, it becomes more difficult Reliable measurement results even over longer operating times to provide supplying level measuring devices. With a Float-equipped level sensors, where the float poor, for example, the slider of an electrical potentiometer carries, the resistance path rigidly with the holder Bottom or the top wall of the container is connected a false report immediately if due to construction tolerances or Deformation of part of the container of the holder and thus the Resistance path of the potentiometer their predetermined angle change against the bottom of the container. This is why in the patent mentioned at the outset the carrier for the electrical movement converter, so preferred for the cons Potentiometer path, not rigidly connected to the holder the, but on pivoting movements of a boom-like support arm participating, who at an angle of about 45 ° against the The bottom of the container runs. Each through deformation and / or shock changes in the container due to this angle thus in a corresponding change in the angle of the beam (and thus the movement converter) against the ground, accordingly due to the deformation or the like Changes in the angular position of the float arm against the tank ground as it were.

Bei dem zitierten Stand der Technik ist die Konstruktion im einzelnen so getroffen, daß, in Draufsicht betrachtet, die erste und die zweite Schwenkachse etwa senkrecht zueinander verlaufen. Das bedeutet, daß die Schwenkebenen des Schwenkarms und des Schwimmerarms unterschiedlich sind, sie nämlich eben falls in Draufsicht betrachtet einen Winkel von 90° einschließen, so daß eine genaue Nachführung des Winkels zwischen Träger und Behälterboden bei Änderungen des Winkels zwischen Stützarm und Behälterboden nicht möglich ist.In the cited prior art, the construction in individual so that, viewed in plan view, the first and the second pivot axis approximately perpendicular to each other run. This means that the swivel planes of the swivel arm and the float arm are different, namely they are if viewed in plan view enclose an angle of 90 °, so that an accurate tracking of the angle between beams and container bottom when the angle between the support arm changes and container bottom is not possible.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine gattungs gemäße Füllstandsmeßeinrichtung hinsichtlich ihrer Unempfindlich keit gegen Formänderungen des Behälters zu verbessern.The invention is therefore based on the task, a genus appropriate level measuring device with regard to their insensitivity speed to improve the shape of the container.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einer Füllstandsmeßeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The achievement of this task consists in one Level measuring device with the characteristic features of the main claim, advantageous embodiments of the invention describe the subclaims.

Dadurch, daß bei der Erfindung die Schwenkachse des Stützarms und die Schwenkachse des Schwimmerarms parallel zueinander sowie Stützarm und Schwimmerarm etwa nebeneinander verlaufen, haben Formänderungen des Behälters, sei es in Bereichen unterhalb des Schwimmers des freien Endbereichs des Stützarms, sei es in Gestalt von Verformungen, die zu Schrägstellungen des Halters führen, auf die Winkellagen von Träger und Schwimmerarm die gleichen Auswirkungen, so daß relative Winkelbewegungen zwischen Träger (Potentiometerbahn) und Schwimmerarm (Schleifer) praktisch vermieden sind.Characterized in that the pivot axis of the support arm in the invention and the pivot axis of the float arm parallel to each other and the support arm and float arm run approximately next to each other, have changes in shape of the container, be it in areas below of the float of the free end portion of the support arm, either in the form of deformations that lead to oblique positions of the holder lead to the angular positions of the carrier and the float arm same effects, so that relative angular movements between Carrier (potentiometer track) and float arm (grinder) practical are avoided.

Gemäß Patentanspruch 2 kann ein weiterer auslegerartiger Stütz arm in der Weise angeordnet und mit dem Träger verbunden sein, daß sich gleichsam eine kardanische Aufhängung für den Träger ergibt, so daß also beispielsweise auch Verformungen, die zu Verlagerungen des Trägers senkrecht zur Bewegungsebene des Schwimmerarms führen, kompensiert werden. An sich sind, wie eingangs bemerkt, derartige Bewegungen des Trägers allenfalls von untergeordneter Bedeutung; dagegen gehen Verlagerungen in der Ebene des Trägers, also in der Ebene der Widerstandsbahn bei Verwendung eines Potentiometers als Sensor, unmittelbar in das Meßergebnis ein.According to claim 2, another boom-like support arm arranged in such a way and connected to the carrier, that there is, as it were, a gimbal for the wearer results, so that, for example, also deformations that Displacements of the carrier perpendicular to the plane of movement of the Lead float arms, be compensated. Are in themselves how initially noted, such movements of the wearer at best of minor importance; this is offset by relocations in the level of the carrier, i.e. in the level of the resistance path when using a potentiometer as a sensor, immediately in the measurement result.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Figuren Seitenansichten der wesentlichen Bestandteile einer Füllstandsmeßeinrichtung in zwei zueinander senkrechten Richtungen wiedergeben.An embodiment of the invention is described below of the drawing, the figures of which are side views essential components of a level measuring device in reproduce two directions perpendicular to each other.

Fest mit dem Behälterboden 1 verbunden ist der in diesem Aus führungsbeispiel also nach oben weisende, beispielsweise streben oder stange artige Halter 2, der die Höhe des Trägers 3 bestimmt, der in diesem Ausführungsbeispiel die Widerstandsbahn 4 eines als Füllstandssensor dienenden Potentiometers bestimmt. Der Träger 3 ist jedoch nicht direkt an dem Halter 2 befestigt, sondern um die erste Schwenkachse 5 schwenkbar über den ausleger artigen Schwenkarm 6, der sich mit seinem freien Endbereich 7 unter der Wirkung der Feder 8 am Behälterboden 1 abstützt. Mit einem senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 weisenden Bereich bildet der Stützarm 6 die demgemäß ebenfalls senkrecht zu dieser Zeichenebene verlaufende erste Schwenkachse 5, die in ihrer Höhenlage durch das Lager 9 am Halter 2 bestimmt ist. Bei 10 durchsetzt der Stützarm 6 ein Schwenkbewegungen des Trägers 3 senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 zulassendes Lager am Träger 3, so daß insgesamt eine Verbindung geschaffen ist, die sicherstellt, daß der Träger 3 bei Änderungen der Höhenlage des freien Endes 7 des Stützarms 6 an den dann auftre tenden Änderungen des Winkels dieses Stützarms gegen den Behälter boden 1 teilnimmt.Firmly connected to the container bottom 1 in this exemplary embodiment, thus pointing upward, for example struts or rod-like holder 2 , which determines the height of the carrier 3 , which in this exemplary embodiment determines the resistance path 4 of a potentiometer serving as a fill level sensor. However, the carrier 3 is not attached directly to the holder 2 , but can be pivoted about the first pivot axis 5 via the cantilever-like pivot arm 6 , which is supported with its free end region 7 under the action of the spring 8 on the container bottom 1 . With a region pointing perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1, the support arm 6 forms the first pivot axis 5 , which is accordingly also perpendicular to this plane of the drawing and is determined in its height by the bearing 9 on the holder 2 . At 10 , the support arm 6 passes through a pivoting movement of the support 3 perpendicular to the plane of FIG. 1 bearing on the support 3 , so that a connection is created overall, which ensures that the support 3 when the height of the free end 7 of the support arm 6 changes takes part in the then occurring changes in the angle of this support arm against the container bottom 1 .

Der die Widerstandsbahn 4 enthaltende Sensor wird vervollständigt durch den Schleifer oder Abgriff 11, der mit nicht dargestellten elektrischen Leitungen versehen und an dem Schwimmerarm 12 gehalten ist, der in üblicher Weise im Bereich seines freien Endes den Schwimmer 13 trägt und um die zweite Schwenkachse 14 schwenkbar gelagert ist, die durch ein Schwenklager am Träger 3 gebildet ist. Von Bedeutung ist nun, daß die beiden Schwenk achsen 5 und 14 in Draufsicht betrachtet parallel zueinander sowie Stützarm 6 und Schwimmerarm 12 nebeneinander verlaufen, so daß Relativbewegungen zwischen der Widerstandsbahn 4 einer seits und dem Schleifer 11 andererseits vermieden sind, d. h. Formänderungen des Behälters, sei es im Bereich des Halters 2, sei es im Bereich des Schwimmers 13 und des freien Endes 7 des Stützarms 6, keine Auswirkung auf das Meßergebnis haben.The sensor containing the resistance track 4 is completed by the grinder or tap 11 , which is provided with electrical lines (not shown) and is held on the float arm 12 , which carries the float 13 in the usual manner in the region of its free end and can be pivoted about the second pivot axis 14 is mounted, which is formed by a pivot bearing on the carrier 3 . It is now important that the two pivot axes 5 and 14 viewed in plan view run parallel to each other and support arm 6 and float arm 12 next to each other, so that relative movements between the resistance path 4 on the one hand and the grinder 11 are avoided, that is, changes in shape of the container it in the area of the holder 2 , be it in the area of the float 13 and the free end 7 of the support arm 6 , have no effect on the measurement result.

In diesem Ausführungsbeispiel ist eine kardanische Lagerung des Trägers 3 und damit der Widerstandsbahn 4 am Halter 2 vorge sehen. Zu diesem Zweck ist ein weiterer Stützarm 15 vorhanden, der sich ebenfalls mit seinem freien Ende 16 auf dem Behälter boden 1 abstützt, jedoch in Draufsicht betrachtet unter einem Winkel von etwa 90° gegen den Stützarm 6. Er umgreift mit einem hülsenartigen Bereich 17 den horizontal und senkrecht zu den beiden Schwenkachsen 5 und 14 verlaufenden Bereich 18 des Stützarms 6 und ist seinerseits dort mit dem Träger 3 so verbunden, daß dieser an Schwenkbewegungen um die dritte Schwenkachse, gebildet durch den Bereich 18, teilnimmt. Auch dem weiteren Stützarm 15 kann eine - der Feder 8 entsprechende - Feder zugeordnet sein, die sein freies Ende 16 stets in Kontakt mit dem Behälterboden 1 hält.In this embodiment, a gimbal mounting of the carrier 3 and thus the resistance track 4 on the holder 2 is seen easily. For this purpose, a further support arm 15 is present, which is also supported with its free end 16 on the container bottom 1 , but viewed in plan view at an angle of approximately 90 ° against the support arm 6 . It encompasses with a sleeve-like region 17 the region 18 of the support arm 6 which runs horizontally and perpendicularly to the two pivot axes 5 and 14 and is in turn connected there to the carrier 3 in such a way that it pivots about the third pivot axis, formed by the region 18 , participates. The further support arm 15 can also be assigned a spring corresponding to the spring 8 , which spring always keeps its free end 16 in contact with the container bottom 1 .

Verständlicherweise kann die Erfindung auch in Fällen eingesetzt werden, in denen der Halter 2 nicht vom Boden, sondern von der oberen Wand oder einer anderen Stelle des Behälters ausgeht.Understandably, the invention can also be used in cases in which the holder 2 does not start from the floor but from the top wall or another location of the container.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Füllstands meßeinrichtung geschaffen, die mit einfachen Maßnahmen hinsicht lich der Vermeidung störender Beeinträchtigungen des Meßergebnisses durch Bautoleranzen und im Betrieb auftretende Formänderungen des Behälters optimiert ist.With the invention is accordingly a generic level measuring device created with simple measures Lich avoidance of disturbing impairment of the measurement result due to construction tolerances and changes in shape occurring during operation of the container is optimized.

Claims

1. Level measuring device for a liquid container, in particular the fuel tank of a motor vehicle, with a container-fixed holder on which a cantilever-like support arm, supported in the region of its free end on the container base, is mounted at a predetermined height above the container base about a first pivot axis parallel to the container base which, in the area of the first pivot axis, participates in its pivoting movements around it, a support for an electrical movement transducer, in particular a potentiometer, which, together with a float, forms a fill level sensor on a float arm which can be pivoted about a second pivot axis on the carrier, characterized in that that the two pivot axes ( 5 , 14 ) at least approximately parallel to each other and support arm ( 6 ) and float arm ( 12 ) run approximately side by side.

2. Device according to claim 1, characterized in that on the carrier ( 3 ) engages in a plan view at least approximately 90 ° against the support arm ( 6 ) extending further arm-like support arm ( 15 ) which is parallel to the container bottom ( 1 ) , perpendicular to the first pivot axis ( 5 ), the third pivot axis ( 18 ) is mounted on the carrier ( 3 ), entraining it when pivoting about the third pivot axis ( 18 ), and likewise in the region of its free end ( 16 ) on the container bottom ( 1 ) supports.

3. Device according to claim 2, characterized in that the third pivot axis is formed by a parallel to the container bottom ( 1 ) extending region ( 18 ) of the support arm ( 6 ).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in the region of the associated pivot axis ( 5 ) engaging spring means ( 8 ) for generating a supporting arm ( 6 ) and optionally the further supporting arm ( 15 ) in the direction of the container bottom ( 1 ) acting Moments.