Füllstandsgeber Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Füllstandsgeber für die Bestimmung eines Füllstandes in einem Tank, mit einem auf einem Trägersubstrat angeordneten Widerstandsnetzwerk, mit einem Kontaktelement und mit einem magnetischen Element, wobei das Kontaktelement benachbart zu dem Widerstandsnetzwerk angeord ^¬ net ist und das magnetische Element relativ zum Widerstands ^¬ netzwerk und dem Kontaktelement bewegbar ist, wobei das Kon ^¬ taktelement einen Kontaktbereich aufweist, welcher durch das magnetische Element auslenkbar ist, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und dem Widerstandsnetzwerk durch die Auslenkung des Kontaktbereichs herstellbar ist. Stand der Technik

Füllstandsgeber zur Ermittlung des Füllstands in einem Kraftstofftank weisen ein Widerstandsnetzwerk auf, welches abhängig von dem tatsächlichen Füllstand ein Signal erzeugt, wel- ches dem Füllstand im Kraftstofftank entspricht. Hierzu wird regelmäßig ein Schwimmer vorgesehen, der auf der Oberfläche des Kraftstoffs im Kraftstofftank schwimmt und mittels eines Gestänges und einem Schleifkontakt auf das Widerstandsnetz ^¬ werk einwirkt . Die Bewegung des Schwimmers infolge eines steigenden oder sinkenden Füllstandes wird über das Gestänge an den Schleifkontakt übertragen, der infolge der Bewegung an dem Widerstandsnetzwerk vorbeigeführt wird. Abhängig von der Position des Schleifkontakts wird hierbei ein unterschiedli ^¬ ches Signal erzeugt. Durch eine Normierung des Signals und einer spezifischen Gestaltung des Widerstandsnetzwerks kann aus dem an dem Widerstandsnetzwerk erzeugten Signal direkt auf den Füllstand im Kraftstofftank geschlossen werden. Sol- che Füllstandgeber sind in vielfältiger Weise im Stand der Technik bekannt .

Darüber hinaus sind Füllstandsgeber bekannt, die anstelle ei- nes Schleifkontakts ein Kontaktelement aufweisen, welches ei ^¬ ne Mehrzahl von fingerartigen Abschnitten aufweist, die durch eine Magnetkraft derart ausgelenkt werden können, dass ein elektrischer Kontakt zwischen dem fingerartigem Abschnitt und einem Widerstandsnetzwerk erzeugt wird. Durch das Erzeugen des elektrischen Kontakts wird ein Signal erzeugt. Abhängig von der Ausgestaltung des Widerstandsnetzwerks und des Kon ^¬ taktelementes kann durch das erzeugte Signal direkt auf den Füllstand im Kraftstofftank geschlossen werden. Ein solcher Füllstandsgeber ist beispielsweise durch die DE 197 01 246 AI bekannt .

Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass der Schleifkontakt an dem Widerstandsnetzwerk eine mechanische Kontaktierung darstellt, die einem unver- meidbaren Verschleiß unterliegt. Außerdem sind der Schleif ^¬ kontakt und das Widerstandsnetzwerk hierbei vollständig im Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet, wodurch es zu schädigenden Einwirkungen durch den Kraftstoff kommen kann. Die Erzeugung des elektrischen Kontakts durch ein Kon- taktelement mit einer Mehrzahl von fingerartigen Abschnitten, die durch einen Magneten ausgelenkt werden können, ist nachteilig, da das Kontaktelement sehr empfindlich gegenüber me ^¬ chanischen Störeinflüssen ist, was insbesondere die Montage und den Transport der Kontaktelemente erschwert.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Füllstandsgeber zu schaffen, welcher ein mechanisch wider- standsfähigeres Kontaktelement aufweist und gleichzeitig eine verschleißfreie Erzeugung eines von dem Füllstand im Kraft- stofftank abhängigen und möglichst genauen Signals ermöglicht .

Die Aufgabe hinsichtlich des Füllstandsgebers wird durch ei- nen Füllstandsgeber mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Füll ^¬ standsgeber für die Bestimmung eines Füllstandes in einem Tank, mit einem auf einem Trägersubstrat angeordneten Wider- Standsnetzwerk, mit einem Kontaktelement und mit einem magne ^¬ tischen Element, wobei das Kontaktelement benachbart zu dem Widerstandsnetzwerk angeordnet ist und das magnetische Ele ^¬ ment relativ zum Widerstandsnetzwerk und dem Kontaktelement bewegbar ist, wobei das Kontaktelement einen Kontaktbereich aufweist, welcher durch das magnetische Element auslenkbar ist, wobei eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und dem Widerstandsnetzwerk durch die Auslenkung des Kontaktbereichs herstellbar ist, wobei das Kontakte ^¬ lement neben dem Kontaktbereich einen Anbindungsbereich auf- weist, wobei der Anbindungsbereich mit dem Trägersubstrat verbunden ist und der Kontaktbereich beabstandet zum Widerstandsnetzwerk und dem Trägersubstrat ausgebildet ist.

Das Kontaktelement ist besonders bevorzugt derart ausgebil- det, dass sowohl die Anbindung an das Trägersubstrat als auch die Beabstandung des Kontaktbereichs zum Widerstandsnetzwerk mit einem einzigen Bauteil möglich ist . Insbesondere die Ein ^¬ sparung eines Distanzelementes zur Beabstandung des Kontakt ^¬ bereichs von dem Widerstandsnetzwerk ist vorteilhaft, da ein Montageschritt eingespart werden kann und die Komplexität des Systems reduziert wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kontaktelement eintei ^¬ lig ausgebildet ist. Eine einteilige Ausführung ist vorteil- haft, da hierdurch keine Vormontage nötig ist und insgesamt eine vereinfachte Montage des Füllstandsgebers möglich ist. Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kontaktelement aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist. Ein metallischer Werkstoff ist besonders vorteilhaft, da einerseits die elektri ^¬ sche Leitfähigkeit des Kontaktbereichs bereits durch das ver- wendete Material gegeben ist und weiterhin ein metallisches Material regelmäßig eine hohe Resistenz gegenüber den korro ^¬ siven Einflüssen des Kraftstoffs aufweist. Dies ist insbeson ^¬ dere vorteilhaft, da zusätzliche Maßnahmen zur Abdichtung des Gehäuses des Füllstandsgebers überflüssig werden, da der in- nere Aufbau ausreichend resistent gegenüber den korrosiven

Einflüssen des Kraftstoffs ist und so eine ausreichende Dau ^¬ erhaltbarkeit auch ohne ein vollständig luftdichtes Gehäuse erreicht werden kann. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeich ^¬ net, dass der Kontaktbereich und der Anbindungsbereich stufenförmig zueinander versetzt angeordnet sind. Durch eine stufenförmige Gestaltung wird sichergestellt, dass der Kon ^¬ taktbereich ausreichend weit von dem Widerstandsnetzwerk be- abstandet wird, um das ungewollte Entstehen eines elektri ^¬ schen Kontakts zwischen dem Widerstandsnetzwerk und dem Kontaktbereich zu verhindern. Bevorzugt sind sowohl der Anbindungsbereich als auch der Kontaktbereich plan ausgebildet, so dass eine Anbindung an das Trägersubstrat möglich ist, ohne dabei Spannungen in dem Kontaktelement zu erzeugen. Weiterhin ist durch die plane Gestaltung sichergestellt, dass der Kon ^¬ taktbereich parallel zum Widerstandsnetzwerk ausgerichtet ist und damit über seine gesamte räumliche Erstreckung ägui- distant zum Widerstandsnetzwerk angeordnet ist.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn das Kontaktelement durch das Tiefziehen einer plattenförmigen Platine erzeugt ist. Dies ist vorteilhaft, da das Tiefziehen weithin bekannt ist und eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien zur Herstellung des Kontaktelementes herangezogen werden können. Auch ist es möglich auf einfache Weise eine Vielzahl von unterschiedli ^¬ chen Formgebungen zu realisieren. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktbereich als kreisbogenförmiger Bandabschnitt ausgebildet ist, welcher parallel versetzt zum Widerstandsnetzwerk ausgerichtet ist. Eine kreisbogenförmige Ausbildung ist besonders vorteilhaft, da das Magnetelement bevorzugt mittels eines um einen fixen Drehpunkt verdrehbaren Bügels geführt wird, wodurch eine kreisbogenförmige Bahnkurve für die Bewegung des Magnetele ^¬ mentes definiert wird. Bevorzugt ist der kreisbogenförmige Bandabschnitt des Kontaktelementes derart ausgebildet, dass er mit der kreisbogenförmigen Bahnkurve des Magnetelementes korrespondiert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kon ^¬ taktbereich durch die bis auf Alterungseinflüsse unveränder ^¬ liche Magnetkraft des Magnetelementes über den gesamten Er- streckungsbereich gleichmäßig angezogen beziehungsweise aus ^¬ gelenkt wird.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktbereich entlang einer Auslenkungsrichtung hin zum Widerstandsnetzwerk auslenkbar ist, wobei abhängig von der Position des Magnetelementes auf der dem Kontaktelement abgewandten Seite des Wi ^¬ derstandsnetzwerks jeweils nur ein Teilbereich des Kontaktbe ^¬ reiches ausgelenkt und hin zum Widerstandsnetzwerk bewegt wird. Der bandförmige Kontaktbereich wird jeweils nur teil ^¬ weise ausgelenkt, so dass immer nur ein begrenzter Abschnitt mit dem Widerstandsnetzwerk in Kontakt gerät. Dies ist not ^¬ wendig, um eine genaue Aussage über den Füllstand im Tank ma ^¬ chen zu können. Das Widerstandsnetzwerk ist derart ausgebildet, dass abhängig von der Position des Magnetelementes und damit der Position des erzeugten elektrischen Kontaktes ein spezifisches elektrisches Signal erzeugt wird. Würde statt ^¬ dessen der gesamte Kontaktbereich gleichzeitig mit dem Widerstandsnetzwerk in elektrisch leitenden Kontakt gebracht werden, würde eine exakte Aussage über den Füllstand nicht mehr möglich sein. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Kontaktbereich folienförmig ausgestaltet ist, wobei die Materialstärke entlang der Haupt- auslenkungsrichtung sehr klein im Vergleich zur räumlichen Erstreckung des Kontaktbereiches in die übrigen Raumrichtungen ist. Die folienförmige Ausgestaltung ist insbesondere durch eine sehr geringe Materialstärke entlang der Hauptaus- lenkungsrichtung, also von dem Kontaktbereich hin zum Widerstandsnetzwerk, gekennzeichnet. Dies führt dazu, dass der Kontaktbereich auch infolge von nur geringen Magnetkräften ausgelenkt werden kann. Gleichzeitig muss der Kontaktbereich derart stabil ausgelegt sein, dass keine Kontaktierung des Widerstandsnetzwerks infolge von Erschütterungen und anderen Bewegungen erzeugt wird, was zur Entstehung von Fehlsignalen führen kann .

Der Kontaktbereiche kann vorteilhafterweise Strukturen auf ^¬ weisen, die eine Segmentierung des Kontaktbereichs erzeugen. Dies können beispielsweise Ausnehmungen, Verjüngungen oder Einkerbungen sein. Dadurch kann erreicht werden, dass abhängig von der Position des Magnetelementes jeweils nur ein de ^¬ finiertes Segment des Kontaktbereichs ausgelenkt wird. In ei ^¬ ner vorteilhaften Gestaltung können die einzelnen Segmente des Kontaktbereichs auch unabhängig von den jeweils benachbarten Segmenten beweglich sein, beispielsweise durch kragarmförmige Elemente, die benachbart zueinander angeordnet sind .

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktbereich durch einen abschnittsweisen Materialabtrag an dem Kontaktelement gebildet ist, wobei durch den Materialabtrag eine im Vergleich zum Anbindungsbereich reduzierte Materialstärke am Kontaktbereich erzeugt ist. Der Kontaktbereich kann auch durch eine spanendes Verfahren erzeugt werden, indem beispielsweise ein Materialabtrag mittels Fräsen durchgeführt wird. Ausgehend von einer Ausgangsmaterialstärke, die bei ^¬ spielsweise im Bereich des Anbindungsbereichs erhalten bleibt, kann der Kontaktbereich verdünnt werden, um eine aus- reichende Flexibilität zu erzeugen, während gleichzeitig ein definierter Abstand zwischen dem Widerstandsnetzwerk und dem Kontaktbereich erzeugt wird. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert er ^¬ läutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch einen Füllstandsgeber, wobei der Füllstandsgeber ein aus einem Trägersubstrat und einem Gehäusedeckel gebildeten Gehäuse aufweist, in welchem ein Widerstandsnetzwerk und ein Kontaktelement angeordnet sind.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Füllstands ^¬ geber 1, welcher ein Gehäuse aufweist das aus einem Gehäuse- deckel 7 und einem Trägersubstrat 2 gebildet ist. Innerhalb des Gehäuses des Füllstandsgebers 1 ist ein Kontaktelement 4 angeordnet, welches einen Kontaktbereich 6 und einen Anbin- dungsbereich 5 aufweist . Das Kontaktelement 4 ist einteilig ausgebildet, so dass der Kontaktbereich 6 von dem Wider- Standsnetzwerk 3 beanstandet angeordnet ist. Diese Beanstan ^¬ dung ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 dadurch erreicht das der Kontaktbereich 6 stufenförmig von dem Anbindungsbe- reich 4 abgesetzt ist. Das Kontaktelement 4 ist im Anbindungsbereich 5 mit dem Trä ^¬ gersubstrat 2 verbunden. Unterhalb des Trägersubstrats 2 kann das Magnetelement, welches in Figur 1 nicht dargestellt ist, im Bereich des Kontaktbereichs 6 bewegt werden. Dadurch kann eine Magnetkraft auf den metallischen und magnetischen Kontaktbereich 6 einwirken, wodurch dieser hin zum Widerstandsnetzwerk 3 ausgelenkt wird. Die Auslenkung des Kontaktbe- reichs 6 erfolgt entlang der Hauptauslenkungsrichtung 8 hin zum Widerstandsnetzwerk 3. Sobald ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen dem Kontaktbereich 6 und dem Widerstandsnetzwerk 3 erzeugt ist wird ein spezifisches elektrisches Signal erzeugt, welches abhängig von der Position des Magne- telementes unterhalb des Trägersubstrats 2 ist. Durch dieses spezifische elektrische Signal ist eine direkte Aussage über den Füllstand innerhalb des Tanks möglich.

Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dient der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Die Darstellung der Figur 1 ist bei ^¬ spielhaft und schließt alternative Lösungsformen nicht aus. Insbesondere eine abweichende Gestaltung des Trägersubstrats 2 oder des Gehäusedeckels 7 ist möglich.