DE3036016C2

DE3036016C2 - Füllstandsgeber

Info

Publication number: DE3036016C2
Application number: DE19803036016
Authority: DE
Inventors: Helmut Ing.(grad.) 8000 München Riedl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1980-09-24
Publication date: 1982-06-16
Also published as: DE3036016A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Füllstandgeber für Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen, mit Mitteln zur Kompensation des Gebersignals hinsichtlich einer temperaturabhängigen Änderung des Betriebsflüssigkeits-Niveaus.

Bei einem bekannten Geber dieser Art ist mit dem entsprechend dem Betriebsflüssigkeits-Niveau verstellten Meßwiderstand ein Thermistor in Reihe geschaltet, dessen temperaturabhängige Änderung der durch die temperaturabhängige Änderung des Betriebsflüssigkeits-Niveau verursachten Änderung des Meßwiderstands entgegensetzt gleich ist (DE-OS 22 23 493). Diese elektrische Kompensatio'n des Gebersignals bentzt den Nachteil, daß sie sich infolge von Alterungserscheinungen des Thermistors ändert Die Folge davon ist eine unbeabsichtigte Verschiebung des Soll-Niveaus der Betriebsflüssigkeit In Extremfällen kann dies dazu führen, daß ein für einen ordnungsgemäßen Betrieb notwendiger Füllstand der Betriebsflüssigkeit unterschritten wird, ohne daß dies bemerkt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Füllstandsgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch langfristig den Füllstand exakt wiedergibt und der sich darüber hinaus durch konstruktive Einfachheit auszeichnet

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen gegenüber der Betriebsflüssigkeit abgeschlossenen, auf gleicher Temperatur wie diese befindlichen Behälter, durch eine darin enthaltene Meßflüssigkeit deren Niveau sich temperaturabhängig zumindest annähernd gleich dem Betriebsflüssigkeits-Niveau ändert und eine Einrichtung zum Vergleich beider Flüssigkeitsniveaus. Als Meßflüssigkeiten verwendete Flüssigkeiten unterliegen zwar möglicherweise Alterungserscheinungen. Diese wirken sich jedoch allenfalls unwesentlich auf das Volumen und den Ausdehnungskoeffizienten aus. Damit ist das Meßflüssigkeits-Niveau auch über längere Zeit hinweg ein exaktes Maß für das Betriebsflüssigkeits-Niveau.

Dieses Meßflüssigkeits-Niveau kann gleich dem Soll-Niveau der Betriebsflüssigkeit sein. Durch Vergleich der beiden Niveaus kann damit auf einfache Weise ein Betriebsflüssigkeits-Niveau erkannt werden, das unter dem Soll-Niveau liegt. Im Gegensatz zu einer unterschiedlichen Lage von Üetriebsiiüssigkeits-, Soll-Niveau- und Meßflüssigkeits-Niveau sind dann auch keine Mittel erforderlich, diese Niveau-Differenz zu berücksichtigen.

Die Ausdehnungskoeffizienten von Meßflüssigkeit und Betriebsflüssigkeit können gleich oder verschieden sein. Durch entsprechende Wahl des Ausdehnungskoeffizienten der Meßflüssigkeit und der Gestalt des Meßflüssigkeits-Behälters kann für jede Art und Anordnung der Betriebsflüssigkeit die durch die thermische Ausdehnung der Betriebsflüssigkeit gegebene Änderung des Gebersignals kompensiert werden. So kann der Meßflüssigkeits-Behälter beispielsweise über seine gesamte wirksame Länge eine besonders einfache Zylinderform besitzen, wenn die Meßflüssigkeit denselben Ausdehnungskoeffizienten besitzt wie die Betriebsflüssigkeit — sie kann dabei sogar gleich der Betriebsflüssigkeit sein, um bei einem Leck des Behälters einen schädlichen Einfluß auf die mit der Betriebsflüssigkeit versorgten Teile auszuschließen — und ihr Behälter sich in dem die gesamte Betriebsflüssigkeit aufnehmenden Raum befindet; oder aber, wenn Meß- und Betriebsflüssigkeit unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten besitzen und die Betriebsflüssigkeit in verschiedenen, miteinander verbundenen Räumen angeordnet ist. Entsprechend kann eine beispielsweise konusförmige Gestalt des Behälters bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der beiden Flüssigkeiten und einem die gesamte Betriebsflüssigkeit aufnehmenden Raum oder bei gleichen Ausdehnungskoeffizienten und verschiedenen Räumen für die Betriebsflüs-

sigkeit gewählt sein.

Somit kann erreicht werden, daß der Abstand von Betriebsflüssigkeits- und Meßflüssigkeits-Niveau temperaturunabhängig konstant und im Idealfall gleich Null ist Im Falle der Anordnung von Schwimmern in der Betriebs- und Meßflüssigkeit mit von diesen beispielsweise veränderten Widerständen kann die unterschiedliche Ausdehnung auch durch entsprechende Wahl der Widerstände kompensiert werden. Somit läßt sich stets erreichen, daß eine Änderung des Betriebsflüssigkeits-Niveaus nicht als Folge von Temperatureinflüssen bemerkt werden kann und im Falle einer vom Geber angesteuerten Anzeige selbsttätig eine Warnung erfolgt

Bei einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist der Behälter durchsichtig. Die Niveaus von Betriebsund Meßflüssigkeit können dann »auf einen Blick« miteinander verglichen werden.

Ein derartiger Vergleich ist dann besonders einfach, wenn der Behälter an seiner Oberseite in der Betriebsflüssigkeit gehalten ist und dort eine Schauöffnung besitzt Durch diese öffnung kann der Vergleich von oben durchgeführt werden.

Häufig kann das Soll-Niveau der Betriebsflüssigkeit bei jeder Temperatur zwischen einer maximalen und minimalen Grenze liegen. Um diesen Toleranzbereich zu erfassen und eine schnelle und eindeutige Entscheidung über das Vorliegen eines ausreichenden Füllstands zu ermöglichen, kann im Behälter ein Schwimmer angeordnet sein, der Markierungen für das maximale und minimale Soll-Niveau der Betriebsflüssigkeit trägt In diesem Fall kann das Niveau der Meßflüssigkeit auch unterhalb des bei niedrigen Temperaturen vorliegenden minimalen Soll-Niveaus liegen. Der Schwimmer überbrückt dann die fehlende Höhendifferenz zu den beiden Soll-Niveaus.

Eine besonders einfache Prüfung des Füllstands wird dadurch ermöglicht, daß als Markierungen für das maximale und minimale Soll-Niveau die Ober- und Unterseite des Schwimmers dienen. Diese Prüfung ist bei dem als Schauglas ausgebildeten durchsichtigen Gehäuse auch für den Laien schnell und sicher durchzuführen.

Neben dsr optischen, ggf. selbsttätig mit optischen Hilfseinrichtungen wie Fotozellen und dgl. durchzuführenden Vergleichs von Meß- und Betriebsflüssigkeits-Niveaus können für diesen Vergleich auch mechanische und elektrische Mittel verwendet werden. Hierzu kann einem im Behälter enthaltenen Schwimmer ein paralleler Schwimmer in der Betriebsflüssigkeit zugeordnet «ein.

Dabei besteht eine besonders einfache Auswertung der von den Schwimmern gelieferten Signale darin, die Differenz dieser Signale zu bilden. Weicht diese Differenz von einem vorgegebenen Wert ab, so kann eine Warnanzeige ausgelöst werden. Die Schwimmer können beispielsweise elektrische Widerstände verstellen. Durch Vergleich der an den Widerständen abfallenden Spannungen läßt sich dann ein Betriebsflüssigkeits-Verlust feststellen. Hierzu kann beispielsweise die Differenz der beiden Spannungen mit Hilfe eines Differenzverstärkers bestimmt werden.

Anstelle einer derartigen elektrischen Differenzbildung kann diese Differenz auch mechanisch gebildet werden. Hierzu können dip. Schwimmer über senkrechte Führungsstangen von einer im wesentlichen waagrecht verlaufenden Verbindungsstange abgelenkt sein. Die Neigung der Verbindun,',«Ttange ist dann ein Maß für den Verlsuf des Betriebsflüssigkeits-Niveaus im Vergleich zum Meßflüssigkeits-Niveau. Überschreitet die Neigung der Verbindungsstange einen vorgegebenen Wert, so kann beispielsweise ein Schaltkontakt in einem Warnstromkreis betätigt werden. Die Verbindungsstange kann dabei selbst den Schaltkontakt tragen.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Füllstandsgeber mit optischer Prüfmöglichkeit eines Betriebsflüssigkeits-Niveaus,

F i g, 2 eine Alternative zum Geber von F i g. 1,

Fig.3 einen Geber,' der einen Toleranzbereich zwischen einem maximalen und minimalen Soll-Niveau der Betriebsflüssigkeit darstellt

Fig.4 einen Geber mit im wesentlichen mechanischem Vergleich der Niveaus von Betriebs- und Meßflüssigkeit und,

Fig.5 eine Alternative hierzu mit elektrischem Vergleich.

In einem Behälter 1 für Betriebsflüssigkeiten 2 von Kraftfahrzeugen, wie Motor- oder Getriebeö' bzw. Kraftstoff, befindet sich ein Füllstandsgeber 3. Dieser weist jinen als durchsichtiges zylindrisches Rohr ausgebildeten Behälter 4 für eine Meßflüssigkeit 5 auf, der an seiner Oberseite in einer öffnung des Behälters 1 gehalten und durch einen abnehmbaren Deckel 6 verschlossen ist

Der Behälter 4 ist gegenüber der Betriebsflüssigkeit 2 ebenfalls abgeschlossen. Die Meßflüssigkeit S besitzt einen größeren Ausdehnungskoeffizienten wie die Betriebsflüssigkeit — sie kann beispielsweise gleich der Betriebsflüssigkeit beschaffen sein. Ihr Niveau 7 verläuft in Höhe des Soll-Niveaus 8 der Betriebsflüssigkeit 2.

Unter dem Einfluß von Temperaturschwankungen verändert sich das Soll-Niveau 8 der Betriebsflüssigkeit 2. Da diese Temperaturschwankungen auf die Meßflüssigkeit 5 übertragen werden, ändert sich deren Niveau 7 in der gleichen Weise wie das Soll-Niveau 8, sofern der Behälter 1 zumindest annähernd die gesamte Betriebsflüssigkeit enthält Durch Vergleich des tatsächlichen Niveaus der Betriebsflüssigkeit und des Niveaus 7 der Meßflüssigkeit läßt sich feststellen, ob das Niveau der Betriebsflüssigkeit 2 gleich dem Soll-Niveau 8 ist oder ob es infolge eines Lecks oder dgl. unter dem Soll-Niveau liegt Hierzu kann beispielsweise der Deckel 6 abgenommen werden und der Vergleich des Niveaus 7 und des tatsächlichen Niveaus der Betriebsflüssigkeit 2 in dem als Schauglas wirkenden Behälter von oben durchgeführt, oder der Behälter 4 aus deni Behälter 1 entnommen und die Kontrolle entsprechend dor bekannten ölmeßstabkontrolle durchgeführt werden.

Der Füllstandsgeber nach F i g. 2 unterscheidet sich gegenüber dem von F i g. 1 darin, daß der Ausdehnungskoeffizient der Meßflüssigkeit 5' gleich dem der Betriebsflüssigkeit 2 ist Durch entsprechende Gestalt des Behälters 4' läßt sich erreichen, daß sich das Niveau der Betriebsflüssigkeit bei Temperätufschwänkungen in der gleichen Weise wie das Niveau 7 von P i g. 1 ändert. Hierzu ist der Behälter 4' im Bereich des Soll-Niveaus 8 verjüngt, so daß die gegenüber der Meßflüssigkeit 5 kleinere Volupienän ie.rung eine gleich große Höhenänderung des Niveaus der Meßflüssigkeit ergibt Auch ergibt sich somit eine Gleichbewegung der Niveaus von Meß- und Betriebsflüssigkeit bei Temperaturänderung. Ein Behälter ähnlich dem Behälter 4' kann auch dann verwendet werden, wenn die Flüssigkeiten 2 und 5'

gleiche Ausdehnungskoeffizienten besitzen und die Betriebsflüssigkeit zusätzlich zum Behälter I sich in weiteren Behältern — im Falle beispielsweise des Öls der Zentralhydraulikanlage zusätzlich zum Lenkgetriebe in verschiedenen Servoeinrichtungen — befindet.

Beim Füllstandsgeber nach Fig.3 ist im Behälter 4" ein Schwimmer IO vorgesehen, dessen Oberseite 11 und Unterseite 12 einen Abstand voneinander besitzen, der greich dem Toleranzbereich des Soll-Niveaus 8 der Betriebsflüssigkeit 2 ist. Da dieser Toleranzbereich für sämtliche Betriebstemperaturen nahezu konstant ist, läßt sich somit die Lage des Betriebsflüssigkeits-Niveaiis in diesem Toleranzbereich erkennen. Hierzu ist der Behälter 4" mit so viel Meßflüssigkeit gefüllt, daß die Ober- und Unterseiten des Schwimmers 10 in Höhe des maximalen bzw. des minimalen Soll-Niveaus der Betriebsflüssigkeit 2 liegen. Auch hier kann ein Betriebsflüssigkeits-Verlust optisch in der anhand von F i g. I und 2 erläuterten Weise festgestellt werden.

Ein mechanischer Vergleich der Niveaus von Betriebs- und Meßflüssigkeit 2 bzw. 5 läßt sich, wie in Fig. 4 gezeigt, durch zwei Schwimmer 15 und 16 erreichen, die in der Betriebsflüssigkeit 2 bzw. Meßflüssigkeit 5 geführt sind. Der Ausdehnungskoeffizient der Meßflüssigkeit 5 und die Füllhöhe des Behälters 4' sind wieder so gewählt, daß das Niveau der Meßflüssigkeit gleich dem Soll-Niveau 8 der Betriebsflüssigkeit ist.

Die Schwimmer 15 und 16 sind über Führungsstangen 17 und 18. die in einer nicht dargestellten Führung verlaufen, an einer waagrechten Verbindungsstange 19 angelenkt. Diese trägt einen Schaltkontakt in Form eines Metallplättchen 20, der in einem Stromkreis 21 liegt. Dieser enthält eine Warnlampe 22. Bei Temperaturschwankungen bewegen sich das Niveau 7 der Meßflüssigkeit 5 und das tatsächliche Niveau der Betriebsflüssigkeit 2 in der gleichen Weise. Sofern die Betriebsflüssigkeit das Soll-Niveau 8 einnimmt und kein Verlust auftritt, bleibt die Verbindungsstange 19 in der waagrechten Lage. Der

in Stromkreis 21 wird dabei durch das Metallplättchen 20 unterbrochen. Liegt das Niveau der Betriebsflüssigkeit hingegen unterhalb des Soll-Niveaus 8 und/oder tritt ein Verlust auf, so neigt sich die Verbindungsstange 19. Bei einem vorgegebenen Neigungswinkel wird der Strom-

is kreis 21 geschlossen; die Warnlampe 22 leuchtet auf und zeigt ein zu niedriges Betriebsflüssigkeits-Niveau an.

Beim Füllstandsgeber nach F i g. 5 ist analog zu F i g. 4 in der Betriebs- und Meßflüssigkeit jeweils ein nicht dargestellter Schwimmer angeordnet. Die Schwimmer

2(i verstellen verstellbare Widerstände 25 und 26. die an einem Differenzverstärker 27 angeschlossen sind. Dieser liegt mit einem Anzeigerät 28 in Reihe. Statt wie bei Fi g. 4 mechanisch, wird nunmehr die Differenz der Niveaus von Betriebs- und Meßflüssigkeit elektrisch

>ί bestimmt. Die beiden Eingangssignale des Differenzverstärkers 37 werden wie bei üblichen Tauchrohrgebern gebildet. Wie bei Fig.4 ist diese Doppelschwimmer-Anordnung gegen mechanische Erschütterungen weitgehend unempfindlich, da Betriebs- bzw. Meßflüssigkeit

>o dämpfend wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Füilstandsgeber für Betriebsflüssigkeiten von Kraftfahrzeugen, mit Mittel zur Kompensation des Gebersignals hinsichtlich einer temperaturabhängigen Änderung des Betriebsflüssigkeits-Niveaus, gekennzeichnet durch einen gegenüber der Betriebsflüssigkeit (2) abgeschlossenen, auf gleicher Temperatur wie diese befindlichen Behälter (4), durch eine darin enthaltene Meßflüssigkeit (5), deren Niveau (7) sich temperaturabhängig zumindest annähernd gleich dem Betriebsflüssigkeits-Niveau ändert und eine Einrichtung zum Vergleich beider Flüssigkeitsniveaus.

2. Geber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßflüssigkeits-Niveau (7) gleich dem Soll-Niveau (8) der Betriebsflüssigkeit (2) ist

3. Geber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßflüssigkeit (5) zumindest annähernd denselben Ausdehnungskoeffizienten wie die Betriebsflüssigkeit (2) besitzt

4. Geber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungskoeffizienten von Meß- und Betriebsflüssigkeit (5 bzw. 2) verschieden sind.

5. Geber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) durchsichtig ist

6. Geber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) an seiner Oberseite in der Betriebsflüssigkeit gehalten ist und dort eine Schauöffnung (Deckel 6) besitz'

7. Geber nach Anspmch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (4) ein Schwimmer (10) angeordnet ist, der Markierungen für das maximale und minimale Soll-Niveau der Betriebsflüssigkeit (2) trägt

8. Geber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Markierungen die Ober- und Unterseite (11 bzw. 12) des Schwimmers (10) dienen.

9. Geber nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (4) einen Schwimmer (16) enthält, dem ein paralleler Schwimmer (15) in der Betriebsflüssigkeit (2) zugeordnet ist.

10. Geber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz der von den Schwimmern (15 und 16) gelieferten Signale gebildet ist.

11. Geber nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer Widerstände (25 und 26) verstellen.

12. Geber nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmer (15 und 16) über senkrechte Führungsstangen (17 und 18) an einer im wesentlichen waagrecht verlaufenden Verbindungsstange (19) angelenkt sind.

13. Geber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstange (19) bei einer vorgegebenen Neigung einen Schaltkontakt (Metallplättchen 20) in einem Warnstromkreis (21) betätigt.