Füllstandsgeber Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Füllstandsgeber für die Bestimmung eines Füllstandes in einem Tank, mit einem Widerstandsnetzwerk, mit einem Kontaktelement und mit einem magnetischen Element, wobei das Kontaktelement beabstandet zu dem Widerstandsnetzwerk angeordnet ist und das magnetische Element relativ zum Wi ^¬ derstandsnetzwerk 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.

Stand der Technik

Füllstandsgeber zur Ermittlung des Füllstands in einem

Kraftstofftank weisen ein Widerstandsnetzwerk auf, welches abhängig von dem tatsächlichen Füllstand ein Signal erzeugt, welches dem Füllstand im Kraftstofftank entspricht. Hierzu wird regelmäßig ein Schwimmer vorgesehen, der auf der Oberfläche des Kraftstoffs im Kraftstofftank schwimmt und mittels eines Ge ^¬ stänges und einem Schleifkontakt auf das Widerstandsnetzwerk 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 unterschiedliches 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. Solche Füll- Standgeber sind in vielfältiger Weise im Stand der Technik bekannt .

Darüber hinaus sind Füllstandsgeber bekannt, die anstelle eines Schleifkontakts ein Kontaktelement aufweisen, welches eine

Mehrzahl von fingerartigen Abschnitten aufweist, die durch eine Magnetkraft derart ausgelenkt werden können, dass ein elekt ^¬ rischer 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 Kontaktelementes kann durch das erzeugte Signal direkt auf den Füllstand im Kraftstofftank geschlossen werden. Ein solcher Füllstandsgeber ist beispielsweise durch die DE 197 01246 AI bekannt. Nachteilig an diesem Konzept ist insbesondere, dass das Kontaktelement durch eine PE-Folie von der Keramikscheibe, auf welcher das Wider ^¬ standsnetzwerk angeordnet ist, beab-standet ist. Dies ist nachteilig, da die PE-Folie empfindlich gegenüber den korrosiven Einflüssen des Kraftstoffs ist. Dies führt dazu, dass ein solcher Füllstandsgeber mit hohem Aufwand fluiddicht gegenüber dem ihn umgebenden Kraftstoff abgedichtet werden muss.

Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen mit Schleifkontakten ist insbesondere, dass der Schleifkontakt an dem Widerstandsnetzwerk eine mechanische

Kontaktierung darstellt, die einem unvermeidbaren Verschleiß unterliegt. Außerdem sind der Schleifkontakt und das Wider ^¬ standsnetzwerk hierbei vollständig im Kraftstoff innerhalb des Kraftstofftanks angeordnet, wodurch es zu schädigenden Ein- Wirkungen durch den Kraftstoff kommen kann.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Füllstandsgeber zu schaffen, welcher ein mechanisch widerstandsfähigeres 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 einen Füllstandsgeber mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen

Füllstandsgeber für die Bestimmung eines Füllstandes in einem Tank, mit einem Widerstandsnetzwerk, mit einem Kontaktelement und mit einem magnetischen Element, wobei das Kontaktelement beabstandet zu dem Widerstandsnetzwerk angeordnet ist und das magnetische Element 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 zwischen dem Kontaktelement und dem Widerstandsnetzwerk ein Distanzelement angeordnet ist, wobei durch das Distanzelement ein vorgebbarer Abstand zwischen dem Kontaktelement, und be ^¬ sonders zwischen dem Kontaktbereich des Kontaktelementes und dem Widerstandsnetzwerk, erzeugt wird, wobei das Distanzelement aus einem kraftstoffresistenten Material gebildet ist. Das Distanzelement ist notwendig, um eine definierte

Beab-standung zwischen dem Widerstandsnetzwerk und dem Kontaktelement beziehungsweise dem Kontaktbereich des Kontakt ^¬ elementes zu erzeugen. Da der gesamten Füllstandsgeber bevorzugt direkt im Kraftstofftank angeordnet ist und mit Kraftstoff umspült wird, muss zur Sicherstellung der Funktionsfähigkeit entweder ein besonders hoher Aufwand betrieben werden, um das Gehäuse des Füllstandsgebers fluiddicht auszuführen oder es muss eine geeignete Materialauswahl vorgenommen werden, um den Füllstandsgeber unempfindlich gegenüber den korrosiven Ei- genschaften des Kraftstoffs zu machen. Ein kraftstoffresistentes Material für das Distanzelement ist daher besonders vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Distanzelement aus einem korrosionsbeständigen metallischen Material gebildet ist. Ein metallischer Werkstoff ist besonders vorteilhaft, da eine Vielzahl von Metallen bekannt ist, die resistent gegenüber den korrosiven Eigenschaften von Kraftstoff sind. Außerdem ist die Fertigung und Bearbeitung des Distanzelementes auf einfache und vielfältige Weise möglich.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Kontaktelement aus einem Kunststoff gebildet ist. Dies ist vorteilhaft, um eine besonders kostengünstige Herstellung des Kontaktelementes zu ermöglichen. Besonders vorteilhaft an einem Kontaktelement aus Kunststoff ist insbesondere, dass es in vielfältigen Formen herstellbar ist und eine ausreichend hohe Flexibilität besitzt. Besonders bevorzugt wird ein kraftstoffresistenter Werkstoff für das Kontaktelement verwendet .

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement eine elektrisch leitfähige Beschichtung an der dem Widerstandsnetzwerk zugewandten Seite aufweist. Eine elektrisch leitfähige Beschichtung ist notwendig sofern das Kontaktelement aus einem an sich nicht elektrisch leitfähigen Werkstoff erzeugt ist. Nur so kann durch eine Berührung zwischen dem Kontaktelement und dem Widerstandsnetzwerk ein elektrischer Kreis geschlossen werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das aus einem grundsätzlich nicht elektrisch leitfähigen Material gebildete Kontaktelement auch leitfähige Strukturen aufweisen, die auf der Oberfläche, insbesondere der dem Wi ^¬ derstandsnetzwerk zugewandten Oberfläche, aufgebracht sind. Solche elektrisch leitfähigen Strukturen können auch in das

Kontaktelement integriert sein und lediglich im Bereich eines möglichen Kontaktes zwischen dem Kontaktelement und dem Wi ^¬ derstandsnetzwerk an die Oberfläche des Kontaktelementes geführt sein .

Auch die vollständige Beschichtung des Kontaktelementes mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung kann vorgesehen sein. Vorzugsweise ist diese Beschichtung dann derart dünn ausge ^¬ bildet, dass die Flexibilität des Kontaktelementes nicht negativ beeinträchtigt wird. Auch ist es zu bevorzugen, wenn das Distanzelement tempera ^¬ turunempfindlich und formstabil in einem Temperaturbereich von -40 Grad Celsius bis +125 Grad Celsius ist. Die Formstabilität über diesen weiten Temperaturbereich ist vorteilhaft, da insbesondere innerhalb des Kraftstofftanks mit solchen Tem- peraturen im Normalbetrieb zu rechnen ist.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Widerstandsnetzwerk und das Distanzelement auf einem keramischen Trägersubstrat angeordnet sind, wobei das Distanzelement mit dem Trägersubstrat verschraubt ist oder verklebt ist oder verklemmt ist. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um eine dauerhafte formstabile Verbindung zwischen dem Distanzelement und dem Widerstands ^¬ netzwerk beziehungsweise dem Trägersubstrat des Widerstands ^¬ netzwerks zu erzeugen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Distanzelement mit dem Kontaktelement verschraubt ist oder verklebt ist oder verklemmt ist. Je nach Ausführung des Kontaktelementes können unterschiedliche Befestigungsformen vorteilhaft sein. Insbesondere bei einem Kontaktelement mit einer höheren Flexibilität, wie sie beispielsweise bei Verwendung eines Kunststoffes auftritt, kann das Verkleben gegenüber dem Verschrauben vorteilhaft sein, um eine Verspannung des Kontaktelementes zu verhindern. Auch ist es zweckmäßig, wenn das Distanzelement einteilig mit dem Kontaktelement ausgeführt ist und eine gemeinsame Einheit mit dem Kontaktelement bildet. Eine einteilige Ausführung ist vor ^¬ teilhaft, da die Anzahl der einzelnen Komponenten im

Füllstandsgeber dadurch reduziert wird, wodurch die Herstellung vereinfacht wird und die Herstellkosten gesenkt werden können. Weiterhin kann durch eine einteilige Ausführung verhindert werden, dass es zu Verspannungen zwischen dem Kontaktelement und dem Distanzelement kommt, wodurch letztlich die Messung des Füllstandes negativ beeinflusst werden könnte.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das Widerstandsnetzwerk eine Mehrzahl von Kontaktflächen aufweist, die zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei durch das in Kontaktbringen des Kontaktbereichs des Kontaktelementes mit zumindest einer Kontaktfläche des Widerstandsnetzwerks ein elektrisches Signal erzeugbar ist, wobei jede Kontaktfläche des Widerstandsnetzwerks einen definierten Füllstand im Tank widerspiegelt. Dies ist vorteilhaft, um abhängig von der Position des Magnetelementes eine Aussage über den Füllstand im Kraftstofftank treffen zu können. Das Magnetelement lenkt dabei abhängig von seiner Position, die in direktem Zusammenhang mit der Position des Schwimmkörpers des Füllstandsensors steht, nur einen bestimmten Teilbereich des Kontaktelementes aus. Hierdurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen diesem ausgelenkten Teilbereich des Kontaktelementes und einer spezifischen Kontaktfläche des Widerstandsnetzwerks erzeugt. Durch die Zuordnung der jeweiligen elektrischen Widerstände des Widerstandsnetzwerks und den

Positionen des Schwimmkörpers beziehungsweise dem Magnetelement kann so eine Aussage über den Füllstand in dem Kraftstofftank getroffen werden. 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 erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 eine Schnittansicht durch das Gehäuse eines

Füllstandsgebers, wobei insbesondere das Kontakt ^¬ element, das Distanzstück und das Trägersubstrat mit dem darauf aufgebrachten Widerstandsnetzwerk zu erkennen sind.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Füllstandsgeber 1. Der Füllstandsgeber 1 weist ein Gehäuse 3 und ein Trägersubstrat 2 auf, in welchem das Kontaktelement 4 und das Dis ^¬ tanzelement 5 angeordnet sind. Das Trägersubstrat 2 ist vor- zugsweise aus einem keramischen Werkstoff gebildet. Auf das

Trägersubstrat 2 ist ein Widerstandsnetzwerk 6 aufgebracht. Das Widerstandsnetzwerk 6 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Netzwerk, wobei jedem Abschnitt des Widerstandsnetzwerks 6 ein spezifischer elektrischer Widerstand zugeordnet ist.

Das Kontaktelement 4 ist durch das Distanzelement 5 von dem Widerstandsnetzwerk 6 beabstandet. Dadurch wird zwischen dem Kontaktelement 4 und dem Widerstandsnetzwerk 6 ein definierter Abstand erzeugt. Durch das Auslenken des Kontaktelementes 4 in Richtung des Widerstandsnetzwerks 6 kann ein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktelement 4 und dem Widerstands ^¬ netzwerk 6 erzeugt werden. Durch diesen elektrischen Kontakt kann ein Stromkreis geschlossen werden wodurch ein Signal erzeugt wird, welches von einem nachgeschalteten Steuergerät verarbeitet werden kann.

Das Distanzelement 5 ist im Ausführungsbeispiel der Figur 1 durch einen metallischen Werkstoff gebildet, der insbesondere re ^¬ sistent gegenüber den korrosiven Einflüssen des Kraftstoffs ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführung kann das

Distanzelement 5 auch durch einen Kunststoff gebildet sein der ausreichend resistente Materialeigenschaften aufweist.

In Figur 1 nicht dargestellt ist ein Magnetelement welches unterhalb des Trägersubstrats 2, beziehungsweise dem Wider ^¬ standsnetzwerk 6 angeordnet ist. Das Magnetelement kann entlang des Trägersubstrats 2 bewegt werden wodurch eine partielle Auslenkung des Kontaktelementes 4 verursacht werden kann.

Das Distanzelement 5 ist vorzugsweise mit dem Kontaktelement 4 und/oder dem Trägersubstrat 2 verklebt, verschweißt, verklemmt oder verschraubt. Auch alternative Befestigungsverfahren zwischen den vorgenannten Elementen sind vorsehbar.

Das mit dem Füllstandsgeber 1 verfolgte Ziel ist insbesondere einen Füllstandsgeber 1 zu schaffen, welcher nicht vollständig gegenüber dem den Füllstandsgeber 1 umgebenden Kraftstoff abgedichtet werden muss. Geringe Mengen die in den

Füllstandsgeber 1 eindringen haben nach dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 keinen schädlichen Einfluss auf das Distanzelement 5. Somit ist ein Füllstandsgeber 1 geschaffen, welcher eine besonders hohe Resistenz gegenüber den schädlichen korrosiven Einflüssen des Kraftstoffs aufweist. Dies ist insbesondere einer langen Dauerhaltbarkeit zuträglich. Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 weist insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dient der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Auch von dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 abweichende Ausführungsformen, insbesondere abweichend hinsichtlich der Abmessungen, der Materialwahl oder der Ge- staltung einzelner Elemente, sind ebenso vorsehbar und liegen im Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, sofern eine ausreichende Resistenz des Distanzelementes 5 gegenüber dem Kraftstoff geschaffen wird.