BRPI0401509B1 - sensor de nível de combustível selado - Google Patents
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Abstract
"sensor de nível de combustível selado". um sensor de nível de combustível que inclui um alojamento que tem uma cavidade formada ali, e um elemento resistor disposto na cavidade para a criação de um sinal que pode ser utilizado para indicação de um nível de combustível líquido em um tanque de combustível. uma alavanca de bóia é associada ao alojamento adjacente a uma primeira extremidade e adjacente a uma segunda extremidade em uma bóia, que responde ao nível de combustível líquido no tanque de combustível. a alavanca de bóia inclui um primeiro ímã que é disposto adjacente ao alojamento. um conjunto de braço e contato é posicionado geralmente adjacente ao elemento resistor para gerar um sinal que pode ser usado para indicação de um nível de combustível líquido. o conjunto de braço e contato inclui um segundo imã que é magneticamente acoplado ao primeiro imã, de modo que um movimento da alavanca de bóia seja traduzido em um movimento do conjunto de braço e contato.
Description
SENSOR DE NÍVEL DE COMBUSTÍVEL SELADO
Campo da Invenção [001] Esta invenção se refere a sensores de nivel de liquido, e mais particularmente, a sensores de nivel de combustível.
Antecedentes da Invenção [002] Os sensores de nivel de combustível são conhecidos para a detecção do nivel de combustível em tanques de gasolina de automóveis. Geralmente, os sensores de nivel de combustível incluem uma bóia, que é conectada a um elemento de contato por uma estrutura de conexão apropriada. O elemento de contato é montado em relação a uma placa de resistor que, geralmente, inclui uma tinta condutora ou uma camada para a formação de um circuito elétrico com o elemento de contato. Conforme o nível de combustível em um tanque muda, o elemento flutuante se move, desse modo fazendo com que o contato se mova ao longo de um percurso pré-definido com respeito à placa de resistor, a qual, então, envia um sinal para um indicador de nível de combustível.
[003] Em uso, os sensores de nível de combustível geralmente conhecidos na técnica podem falhar, como resultado de os contatos ou a tinta condutora contida na placa de resistor reagirem com o combustível líquido ou com subprodutos ou aditivos contidos no combustível líquido. Em um esforço para se combater a falha dos sensores de nível de combustível, vários fabricantes projetaram contatos e resistores que incluem materiais tendo uma durabilidade aumentada na presença de um ambiente hostil de tanque de combustível. Estão incluídos nestes materiais metais preciosos dispendiosos, tais como platina, ouro, prata e paládio, os quais podem ser combinados em ligas que apresentam resistência aumentada à corrosão em uma ambiente de combustível. O custo de se usarem estes materiais de liga dispendiosos contribui grandemente para o custo total de um sensor de nível de combustível.
[004] Nos últimos anos, uma legislação ambiental rigorosa resultou nas formulações de combustível de hidrocarboneto de gasolina e diesel que variam geograficamente, quanto a sua composição total. Por exemplo, uma legislação recente buscou reduzir o teor de enxofre contido em combustíveis automotivos pela remoção de compostos contendo enxofre, desse modo deixando para trás traços residuais de compostos de enxofre altamente reativos. Esses compostos de enxofre são conhecidos por reagirem com os metais preciosos contidos em contatos ou tintas condutoras, para a formação de depósitos não condutores que podem levar a uma falha do sensor. Devido à legislação ambiental atual, várias composições de combustível desconhecidas no momento poderíam levar a falhas em sensores de combustível pelos mecanismos citados acima.
Sumário da Invenção [005] Um sensor de nível de combustível com um elemento resistor e um conjunto de braços e contatos posicionado geralmente adjacente ao elemento resistor em um alojamento selado, para a criação de um sinal que pode ser utilizado para indicar um nível de combustível líquido em um tanque de combustível. Uma alavanca de bóia está associada ao alojamento adjacente a uma primeira extremidade e adjacente a uma segunda extremidade com uma bóia que responde ao nivel de combustível líquido no tanque de combustível. A alavanca de bóia inclui um primeiro ímã que é disposto adjacente ao alojamento. O conjunto de braço e contato inclui um segundo ímã. O primeiro e o segundo ímãs são magneticamente acoplados de modo que um movimento da alavanca de bóia em resposta ao nível de combustível no tanque de combustível seja convertido em um movimento do conjunto de braço e contato, em relação ao elemento resistor. Desta maneira, uma resistência variável indicativa de um nível de combustível líquido é gerada.
[006] Os objetivos, os aspectos e as vantagens desta invenção incluem a provisão de um sensor de nível de combustível que é selado com respeito ao ambiente de combustível líquido. Desta maneira, o conjunto de braço e contato, bem como o elemento resistor, pode ser protegido contra componentes corrosivos e danosos, tais como os compostos de enxofre descritos previamente.
[007] Uma outra vantagem é que elementos de braço de contato, de contato e resistor de baixo custo podem ser utilizados, em oposição a metais preciosos dispendiosos, já que os elementos não estão em contato com um ambiente de combustível corrosivo.
[008] Uma outra vantagem é exibida através do uso de um acoplamento magnético, no qual um conjunto de contato é selado do ambiente de combustível líquido, mas pode ser movido dentro do alojamento selado por um movimento de uma bóia externa ao alojamento. Desta maneira, o contato deslizante dentro do alojamento selado atuará como se ele estivesse afixado diretamente a uma bóia, desse modo enviando uma resistência variável correspondente a um nivel de combustível líquido.
[009] O sensor de nível de combustível da presente invenção também é de projeto relativamente simples e fabricação e montagem econômicas, e, em serviço, tem longa vida útil. Outros objetivos, aspectos e vantagens podem ser obtidos, e um dispositivo pode obter todas, algumas ou nenhuma das vantagens listadas acima, sem se desviar do espírito e do escopo da invenção, como estabelecido nas reivindicações.
Breve Descrição dos Desenhos [0010] Esses e outros objetivos, aspectos e vantagens da invenção tornar-se-ão evidentes a partir das reivindicações em apenso a seguir, da descrição detalhada de modalidades preferidas, do melhor modo e dos desenhos em anexo, nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um sensor de nível de combustível que concretiza esta invenção, mostrado sem uma cobertura; A Figura 2 é uma vista em corte que mostra o sensor de nível de combustível com uma cobertura afixada; e A Figura 3 é uma vista em perspectiva que mostra o sensor de nível de combustível com a cobertura afixada e selado no alojamento.
Descrição Detalhada das Montagens Preferidas [0011] Como mostrado nas FIG. 1 a 3, um sensor de nível de combustível 5, de acordo com uma modalidade presentemente preferida, tem um alojamento 10 com uma cavidade 15 formada ali e um elemento resistor 20 disposto na cavidade 15. Uma alavanca de bóia 25 é associada ao alojamento 10 em uma primeira extremidade 30 da alavanca 25 e acoplada em uma segunda extremidade 35 a uma bóia 32 que responde ao nivel de combustível líquido em um tanque de combustível. A alavanca de bóia 25, preferencialmente, inclui um corpo de alavanca 65, o qual porta um primeiro ímã permanente 40 (FIG. 2) disposto adjacente ao alojamento 10. Um conjunto de braço e contato 45 é posicionado em relação ao elemento resistor 20 de modo que ele possa contatar o elemento resistor 20 para prover um sinal de resistência variável indicativo de um nível de combustível líquido conforme o conjunto de braço e contato 45 viajar em relação ao elemento resistor 20. O conjunto de braço e contato 45, preferencialmente, inclui um segundo ímã permanente 50. O primeiro 40 e o segundo 50 ímãs são dispostos com pólos adjacentes de polaridade oposta, de modo que eles sejam magneticamente acoplados, de modo que um movimento da alavanca de bóia 25 e do corpo de alavanca 65 cause um movimento do conjunto de braço e contato 45 em relação ao elemento resistor 20, para a provisão de um sinal de resistência variável indicativo de um nível de combustível líquido.
[0012] Na modalidade mostrada, o elemento resistor 20 é disposto na cavidade 15 e, preferencialmente, é retido e montado firmemente na cavidade 15 pode retentores de encaixe 17, como visto na FIG. 1. O elemento resistor 20, preferencialmente, compreende um resistor de filme espesso que tem uma rede ou um arranjo de condutores 22 formados em um substrato durável. Tais resistores de filme espesso são conhecidos na técnica, e podem ter substratos, por exemplo, de material cerâmico ou de aço revestido com porcelana para durabilidade. A região resistiva impressa da rede de condutores 22 é contatada pelo conjunto de braço e contato conforme ele se move através do arranjo de condutores 45, para a produção de um sinal de resistência indicativo de um nivel de combustível liquido, o qual varia em resposta a mudanças no nivel de combustível. Qualquer um dos elementos resistores comumente utilizados na técnica pode ser utilizado na presente invenção. Em um aspecto preferido, a área condutora impressa do elemento resistor 20 é posicionada no substrato de modo que ela se estenda como garfos de uma roda em um arco correspondente ao arco de movimento do conjunto de contato 45, como será descrito abaixo.
[0013] Como visto nas FIGS. 1 e 2, o alojamento 10, preferencialmente, inclui uma passagem 55 para o recebimento de forma pivotante da primeira extremidade 30 da alavanca de bóia 25. Como visto melhor na FIG. 2, a alavanca de bóia 25 inclui uma porção inclinada 27, que é recebida na passagem 55 e firmemente retida ali, de modo que a alavanca de bóia 25 possa se pivotar com respeito ao alojamento 10 do sensor de nível de combustível 5. A porção inclinada 27 se estende a partir de uma porção média 29 da alavanca 25 em um ângulo de aproximadamente 90°. A porção média 2 9 é conectada à bóia 32 que é depositada no combustível líquido e responde a mudanças no nível de combustível líquido. Um movimento da bóia 32, por sua vez, causa um movimento angular ou pivotante da alavanca de bóia 25 com respeito ao alojamento 10, em resposta a mudanças no nível de combustível líquido.
[0014] Como visto melhor na FIG. 2, a passagem 55 que recebe a porção inclinada 27 da alavanca de bóia é separada da cavidade 15 de modo que a cavidade 15 possa ser separadamente selada por uma cobertura 60 afixada e selada no alojamento 10, para impedir o combustível líquido de contatar o elemento resistor 20 e o conjunto de braço e contato 45. Desta maneira, o combustível líquido potencialmente danoso é isolado da cavidade 15, enquanto outras porções do sensor de nível de combustível 5, tais como a passagem 55, a alavanca de bóia 25, a bóia 32 e o corpo de alavanca 65 afixado de forma pivotante ao alojamento 10, podem estar em contato com o combustível líquido.
[0015] Como estabelecido acima, um primeiro ímã 40 é associado à alavanca de bóia 25. Em uma modalidade preferida, o primeiro ímã 4 0 é portado por um corpo de alavanca 65, que é conectado à alavanca de bóia 25, tal como ao se pressionar a alavanca 25 em uma pluralidade de lingüetas de encaixe 57 no corpo de alavanca 65, de modo que a alavanca 25 e o corpo de alavanca 65 se movam em uníssono. Outros arranjos podem ser usados, por exemplo, sem limitação, o corpo de alavanca 65 poderia em si ser formado de um material ferromagnético, ou o ímã 40 poderia ser portado por ou associado ou incluído de outra forma na alavanca 25. Como mostrado na FIG. 2, o corpo de alavanca 65 inclui uma primeira porção 67 posicionada paralela à porção média 29 da alavanca de bóia 25. O corpo de alavanca 65 também inclui uma porção inclinada 69, que se conforma a uma porção arqueada 12 do alojamento 10 e tem uma garra 71 subjacente ao alojamento 10. A alavanca de bóia 25 é firmemente recebida no corpo de alavanca 65, de modo que o corpo de alavanca 65 siga o movimento pivotante da alavanca de bóia 25. Em uma modalidade preferida, o primeiro imã 40 é posicionado na porção inclinada 69 do corpo de alavanca 65 associada à porção arqueada 12 do alojamento 10.
[0016] Novamente, com referência à FIG. 2, um segundo imã 50 é associado ao conjunto de braço e contato 45, que está em justaposição com o elemento resistor 20 na cavidade 15. O conjunto de braço e contato 45, preferencialmente, compreende uma estrutura que é móvel angularmente ou pivotada ao longo, geralmente, do mesmo eixo de rotação que a porção inclinada 27 da alavanca de bóia 25 previamente descrita. O conjunto de braço e contato 45 inclui elementos de contato 47 em uma posição correspondente ao arco de arranjo de condutores 22 do elemento resistor 20. O segundo imã 50 é posicionado em uma extremidade livre 4 9 do conjunto de braço e contato 45, geralmente adjacente à porção arqueada 12 do alojamento 10. Assim, o primeiro 40 e o segundo 50 imãs são adjacentes um ao outro e separados pelo alojamento 10 na área da porção arqueada 12 do alojamento 10. O primeiro imã 40 está fora da cavidade 15 e o segundo imã 50 está dentro da cavidade 15. O primeiro 40 e o segundo 50 imãs são magneticamente acoplados, de modo que um movimento da alavanca de bóia 25 seja convertido em um movimento do conjunto de braço e contato 45, movendo os elementos de contato 47 em relação aos condutores 22, desse modo provendo um sinal de resistência variável indicativo de um nivel de combustível líquido em um tanque de combustível.
[0017] Em algumas aplicações, pode ser desejável substituir um pedaço ou um corpo de material ferromagnético, tal como ferro, para um dos imãs 40, 50, tal como o segundo imã 50.
[0018] Como visto melhor nas FIGS. 2 e 3, a cobertura 60 é afixada ao alojamento 10, de modo que a cavidade 15 contendo o elemento resistor 20 seja selada do ambiente de combustível líquido. A cobertura 60 inclui um orifício 62, para se permitir que a porção inclinada 27 da alavanca de bóia 25 se encaixe de forma pivotante no alojamento 10, como descrito previamente. A cobertura 60, preferencialmente, é afixada permanentemente ao alojamento 10, de modo que um selo possa ser garantido por toda a vida do sensor de nível de combustível 5.
[0019] Em um aspecto preferido da presente invenção, o alojamento 10 e a cobertura 60, preferencialmente, compreendem um plástico resistente a combustível, tal como um polímero de acetila. Vários processos de junção, tais como soldagem a laser, soldagem ultra-sônica, junção com placa de calor, soldagem rotativa ou soldagem com vibração, podem ser utilizados para a junção do alojamento 10 e da cobertura 60, para a formação de um selo permanente. É para ser compreendido que o alojamento 10 e a cobertura 60 também podem compreender um material alternativo, tais como materiais de vidro ou materiais cerâmicos, que pode ser permanentemente unido usando-se várias técnicas conhecidas comumente na arte.
[0020] Como mostrado melhor na FIG. 2, pelo menos um pino elétrico 70 é preferencialmente conectado ao elemento resistor 20, de modo que a resistência variável possa ser enviada para a estrutura de controle apropriada, para exibição de um valor em um indicador de nível de combustível. Cada pino elétrico 70, preferencialmente, é disposto em um orifício separado 70 formado no alojamento 10, para se permitir uma comunicação do sinal para fora da cavidade selada 15. Em um aspecto preferido, os orifícios 75 são dimensionados para a provisão de um ajuste com interferência com os pinos elétricos 70, desse modo definindo-se um selo dos pinos elétricos 70 com respeito ao alojamento 10. Desta maneira, a cavidade 15 contendo o elemento resistor 20 e o conjunto de braço e contato 45 é permanentemente selada do ambiente de combustível líquido por ambos a cobertura 60, como descrito previamente, bem como em torno dos pinos elétricos 70, garantindo-se um ambiente substancial e preferencialmente sem líquido inteiramente na cavidade 15.
[0021] Em uso, o sensor de nível de combustível 5 da presente invenção provê uma estrutura de modo que o elemento resistor 20 e o conjunto de braço e contato 45 sejam permanentemente selados de um ambiente de combustível líquido. O primeiro ímã 40 associado à alavanca de bóia 25 interage com o segundo ímã 50 associado ao conjunto de braço e contato 45, para a provisão de um acoplamento magnético, de modo que um movimento pivotante da alavanca de bóia 25 correspondente a mudanças na posição da bóia 32 disposta no combustível líquido mova o conjunto de braço e contato 45 com respeito ao elemento resistor 20, desse modo provendo uma resistência variável que pode ser utilizada pelo circuito elétrico ou eletrônico apropriado para a indicação de um nível de combustível líquido.
[0022] Embora uma modalidade preferida seja mostrada, um trabalhador nesta técnica compreendería que várias modificações viríam no escopo e no espírito da invenção, como definido pelas reivindicações a seguir.
Claims (12)
1. Sensor de nivel de combustível, compreendendo: um alojamento (10) que tem uma cavidade (15); um elemento resistor (20) disposto na cavidade (15); uma alavanca de bóia (25) associada de forma pivotante ao alojamento (10) adjacente a uma primeira extremidade (30) e com uma bóia (32) adjacente a uma segunda extremidade (35) e adaptada para ser disposta no combustível liquido, de modo que a alavanca (25) é responsiva de forma pivotante ao nivel de combustível liquido; o sensor, caracterizado pelo fato de compreender um primeiro imã (40) fora da cavidade, associado à alavanca de bóia (25) para movimento com a alavanca de bóia e espaçado da primeira extremidade (30) da alavanca de bóia (25) para o movimento preciso com a alavanca de bóia (25); um conjunto de braço e contato (45) na cavidade (15) associado ao elemento resistor (20) e móvel de forma pivotante em relação ao elemento resistor (20) para fornecer um sinal de resistência variável; um segundo imã (50) na cavidade (15), portado pela e espaçado da montagem pivotante do conjunto de braço e contato (45), adjacente e oposto ao primeiro imã (40) com polos adjacentes de polaridades opostas e acoplados magneticamente através do alojamento (10) de modo que o movimento pivotante da alavanca de bóia (25) em resposta à uma mudança no nivel de combustível líquido seja convertido para movimento pivotante do conjunto de braço e contato (45) em relação ao elemento resistor (20) para fornecer um sinal de resistência variável indicativo de um nível de combustível líquido.
2. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda incluir uma cobertura (60) afixada ao alojamento.
3. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o alojamento (10) e a cobertura (60) serem selados em conjunto de modo que a cavidade (15) seja substancialmente isolada do combustível líquido.
4. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o alojamento (10) e a cobertura (60) compreenderem um plástico resistente a combustível.
5. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o plástico resistente a combustível compreender um polímero de acetila.
6. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o alojamento (10) e a cobertura (60) serem soldados em conjunto.
7. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o alojamento (10) ainda incluir um canal (55) para o recebimento de forma pivotante de uma porção inclinada (27) da alavanca de bóia (25).
8. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da alavanca de bóia (25) ainda incluir um corpo de alavanca (65) afixado à alavanca de bóia (25), e o primeiro ímã (40) ser portado pelo corpo de alavanca (65).
9. Sensor de nivel de combustível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender pelo menos um pino elétrico (70) conectado ao elemento resistor (20), e em que o alojamento (10) tem pelo menos um orifício (75) formado nele para o recebimento de um pino elétrico (70) correspondente, para permitir que um sinal seja passado do conjunto de braço e contato (45) na cavidade (15) para um local fora do alojamento (10) .
10. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de cada um dos referidos pelo menos um orifício (75) ser dimensionado de modo que um dos referidos pelo menos um pino elétrico (70), quando disposto em um orifício correspondente (75), forme um ajuste com interferência com o alojamento (10).
11. Sensor de nível de combustível, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o corpo de alavanca (65) e o primeiro ímã (40) serem dispostos fora do alojamento (10), e o conjunto de braço e contato (45) e o segundo ímã (50) serem dispostos dentro do alojamento (10) .
12. Sensor de nível de combustível, compreendendo: um alojamento (10) que tem uma cavidade (15) formada nele; um elemento resistor (20) disposto na cavidade (15); uma alavanca de bóia (25) associada de forma pivotante ao alojamento (10) adjacente a uma primeira extremidade (30) e acoplada a uma bóia (32) disposta no combustível líquido adjacente a uma segunda extremidade (35), o sensor, caracterizado pelo fato de que a referida alavanca de bóia (25) inclui um primeiro ímã (40) disposto geralmente adjacente ao alojamento (10); o sensor compreendendo ainda um conjunto de braço e contato (45) disposto na cavidade (15) adjacente ao elemento resistor (20) e pivotado ao longo geralmente do mesmo eixo de rotação da primeira extremidade (30) da alavanca de bóia (25), o referido conjunto de braço e contato (45) tendo um segundo imã (50) na cavidade (15), espaçado do referido eixo de rotação, e adjacente e oposto ao primeiro imã (40); uma cobertura (60) selada no alojamento (10) para fechar a cavidade (15); polos adjacentes de polaridade oposta dos referidos primeiro (40) e segundo imãs (50) sendo magneticamente acoplados, de modo que um movimento da alavanca de bóia (25) seja convertido em um movimento do conjunto de braço e contato (45) em relação ao elemento resistor (20), desse modo causando uma resistência variável indicativa de um nivel de combustível líquido.
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