专利名称：用于液位传感器的浮子的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于液位传感器的浮子，该浮子包括耐燃料塑料、膨胀物和/或填充物。这种类型的浮子用在机动车的燃料箱中的液位传感器中。
背景技术：
由耐燃料材料制成的浮子是众所周知的。由于燃料的低密度，浮子必须具有特别低的密度。另外的困难在于，大部分杠杆式传感器用作液位传感器。在杠杆式传感器作为液位传感器的情况下，浮子被固定到杠杆丝上。滑动接触件也位于杠杆丝上，其在电阻网络上滑动。由于浮子不仅补偿其自身重量，而且补偿杠杆丝的重量，因此浮子必须具有远低于燃料的密度。在燃料密度约为0.7g/cm3的情况下，这种类型的浮子因此必须具有低于0.5g/cm3的密度。
一种同时具有耐燃料性和足够低密度的材料是硝化橡胶(nitrophyl)。硝化橡胶为含有硫磺的塑料。硝化橡胶的缺点在于其复杂的生产工艺，由于其含有硫磺，所以，对生产工艺在环境保护方面有较高的要求。
其它已知的耐燃料材料为POM(polyoxymethylene，聚甲醛)和PA(polyamide，聚酰胺)。然而，由这些材料制成的泡沫浮子的生产工艺极其复杂。另一缺点在于发泡形成开放式泡沫，其气孔相互连接，所以如果浮子的外层损坏，这些气孔会被燃料充满。结果，浮子失去其浮力，导致液位传感器出现故障。
此外，生产由POM或PA制成的为空心体的浮子也是已知的。这些浮子具有的缺点是，当它们被用于机动车辆时，由于行驶动力，浮子的外壳可能损坏。泄露导致浮子被充满，由此，浮子失去其浮力，导致液位传感器出现故障。因此，包括空心体的浮子不能广泛地用于机动车辆中的液位传感器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在燃料中使用的浮子，该浮子不包含任何硫磺，易于生产并且可抵抗动态载荷。
根据本发明，该目的是这样来实现的，浮子包括作为膨胀物的微球体，其中该微球体为充气的塑料球。
添加作为膨胀物的微球体使得待混合的量远小于使用其它膨胀物的情况时待混合的量。在生产过程中的加热软化塑料外壳，从而气体可使塑料外壳膨胀并且微球体的体积增加40倍。在膨胀之后，微球体的塑料外壳仍然保持完整。微球体的外壳具有这样的作用，即每个腔自我闭合，从而，即使在浮子损坏的情况下，未受影响的腔保持不变并且保证浮子的浮力。
耐燃料塑料包围微球体并且可靠地保护它们不受燃料的侵蚀。与此同时，耐燃料塑料具有所需的强度，以持久地承受动态载荷。
由于微球体的高膨胀系数，也可将较昂贵的原材料用于耐燃料塑料和微球体，这是因为，由于所实现的低密度，由微球体和耐燃料塑料组成的浮子中所含有的材料的比例很小。因此，根据本发明的浮子比较便宜。
由于微球体的很好的膨胀性，比较低的混合量就会足够实现浮子的低密度。已经发现，为了获得浮子中约85％比例的微球体，在生产过程中混合约10％的量就足够了。这种类型的浮子具有约0.2g/cm3的密度。因此，它们非常理想地适用在燃料中。根据所使用的场合，可通过浮子中微球体的比例来改变密度。已经发现在生产过程中3％至20％的微球体混合量是有利的。
如果微球体具有30μm至40μm的平均球直径，特别是34μm至38μm，就实现了浮子的低密度。这样，微球体保持其闭合的外壳，从而，浮子散布有自我闭合的并因此彼此分离的空腔。
也可以通过包含作为填充物的微型中空球的浮子来实现该目的。由于空腔，基于玻璃的微型中空球同样造成密度的显著下降。由于微型中空球远便宜于微球体，可通过使用它们生产比较便宜的浮子。
对于密度足够低的浮子，已经证明具有0.09g/cm3至0.1g/cm3的表观密度的微型中空球是成功的。微型中空球的比例可高达98％。浮子中微型中空球的比例高于70％可以实现小于0.5g/cm3的浮子密度。
此外，通过包含微型中空球和微球体的浮子实现该目的。微型中空球的使用已经造成密度的降低，从而可降低用于实现较低浮子密度的微球体的比例。可以特别便宜地生产具有特别低密度的该类型浮子。
根据浮子使用的场所，微球体和微型中空球的比例可在很宽的范围内变化。例如，由于柴油0.4g/cm3的较高密度，用于柴油的浮子具有高于用于汽油的浮子的密度。混合的微型中空球的量可在3％至60％之间变化，而在生产过程中，按3％至20％之间的比例添加微球体。通过喷射模塑法、浇注或挤压对原材料进行良好的处理，可实现浮子中微型中空球的比例达到50％。
由于根据本发明的浮子的低密度，几乎可以使用所有的耐燃料塑料。特别地，已经被证明成功的热塑性材料为POM、PA、PPS(polyphenylene sulfide，聚亚苯基硫醚)、PEEK(polyaryletherketone，聚芳醚酮)、HDPE(high-density polyethylene，高密度聚乙烯)、PBT(polybutylene terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、以及PPA(polyphthalamide，聚邻苯二甲酰胺)。在热固性材料的情况下，基于酚醛树脂和环氧树脂的浇注树脂特别地适合。
通过喷射模塑法、挤压模塑法或压缩模塑法，生产由作为耐燃料塑料的热塑性材料制成的浮子。如果将热固性材料用作耐燃料材料，可通过浇注法、挤压模塑法或压缩模塑法来制造浮子。
通过有目的地选择是否混合微球体和/或微型中空球，可将浮子的密度明确地设置在0.15g/cm3至0.5g/cm3的较宽范围中。虽然0.4g/cm3的密度对于在柴油中使用的浮子而言已经足够，但是用于汽油的浮子具有0.25g/cm3至0.15g/cm3的密度。
为了将浮子连接至液位传感器的杠杆丝，浮子具有用于杠杆丝的插口。可以特别容易制造的插口是在浮子中形成为孔的插口。在浮子的生产过程中，可以很便宜地生产该类型的孔，例如，通过在浮子铸模中放置型芯。
根据示例性实施例，对本发明进行详细的解释。在附图中图1示出了根据本发明的浮子；以及图2示出了图1所示浮子的放大显示截面详图。
具体实施例方式
图1示出了用于机动车辆燃料箱中的供应单元的液位传感器1。该液位传感器1包括厚膜电阻器2以及杠杆丝3。滑动接触件4固定在杠杆丝3上，其在厚膜电阻器2上滑动。浮子5设置于杠杆丝3的一端，浮子5具有形成为孔6的插口，其中，以浮子5可自由转动地安装在杠杆丝3上的方式设置杠杆丝3。浮子长为64mm、宽为32mm、高为16mm，从而，浮子5的体积为32.77cm3。
图2示出了图1中浮子的截面。12.6％的浮子包括POM 7，在其中嵌入微球体8和微型中空球9。微球体8是充有气体10的塑料球11，诸如AKZO NOBEL公司提供的商品名称为Expancel的产品。微球体8的直径为36μm。微球体8的比例为81.9％。基于玻璃的微型中空球9具有大于微球体8的直径。为了更好地表示，将微球体8绘制得更大。微型中空球9的比例为5.5％。浮子5的密度为0.2g/cm3。
下表示出了在将10％的Expancel 8混合入原材料的情况下，对于POM 7与微型中空球9的不同混合比，浮子5可实现的密度以及组成比例。
表2示出了在POM 7和Expancel 8构成的浮子5的原材料中，在Expancel 8的不同混合量的情况下，密度以及POM 7和Expancel8的比例。
表3示出了对于不同比例的POM 7和微型中空球9的浮子5的密度。
权利要求
1.一种浮子，用于液位传感器，包括耐燃料塑料以及膨胀物，其特征在于，所述膨胀物是作为微球体(8)的充气塑料球(11)，并且所述耐燃料塑料(7)包围所述微球体(8)。
2.根据权利要求1所述的浮子，其特征在于，所述微球体(8)的比例在87％与70％之间。
3.根据权利要求1和2所述的浮子，其特征在于，所述微球体(8)具有30μm至40μm的平均球直径。
4.根据权利要求3所述的浮子，其特征在于，所述微球体(8)具有34μm至38μm的平均球直径。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的浮子，其特征在于，所述浮子(5)具有小于0.37g/cm3的密度。
6.一种浮子，用于液位传感器，包括耐燃料塑料以及填充物，其特征在于，所述填充物是微型中空球(9)并且所述耐燃料塑料(7)包围所述微型中空球(9)。
7.根据权利要求6所述的浮子，其特征在于，所述微型中空球(9)由玻璃组成。
8.根据权利要求6和7所述的浮子，其特征在于，所述微型中空球(9)具有0.09g/cm3至0.1g/cm3的表观密度。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的浮子，其特征在于，所述微型中空球(9)的比例为3％至98％。
10.根据权利要求9所述的浮子，其特征在于，所述微型中空球(9)的比例高于70％。
11.根据权利要求6至10中至少一项所述的浮子，其特征在于，所述浮子(5)具有小于0.5g/cm3的密度。
12.一种浮子，用于液位传感器，包括耐燃料塑料、膨胀物、以及填充物，其特征在于，所述膨胀物是作为微球体(8)的充气塑料球(11)，所述填充物是微型中空球(9)并且所述耐燃料塑料(7)包围所述微球体(8)和所述微型中空球(9)。
13.根据权利要求12所述的浮子，其特征在于，所述微球体(8)占所述浮子(5)的20％至87％的比例。
14.根据权利要求12和13所述的浮子，其特征在于，所述微型中空球(9)占所述浮子(5)的1.5％至60％的比例。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的浮子，其特征在于，所述浮子(5)包含5％至14％的比例的耐燃料塑料(7)。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的浮子，其特征在于，所述浮子(5)具有0.5g/cm3至0.1g/cm3的密度。
17.根据上述权利要求中的任一项所述的浮子，其特征在于，所述耐燃料塑料(7)为POM、PA、PPS、PEEK、PBT、HDPE、PET、或PPA。
18.根据上述权利要求1至16中的任一项所述的浮子，其特征在于，所述耐燃料塑料(7)为酚醛树脂或环氧树脂。
19.根据上述权利要求中的任一项所述的浮子，其特征在于，所述浮子(5)具有用于杠杆丝(3)的插口(6)。
20.根据权利要求19所述的浮子，其特征在于，所述插口是在所述浮子(5)中的孔(6)。
全文摘要
本发明涉及一种用于液位传感器的浮子(5)，包括耐燃料塑料(7)、膨胀物(8)和/或填充物(9)，由此，膨胀物包括以微球体(8)形式设置的充气塑料球(11)，以及填充物包括微型中空球(9)。微球体(8)和微型中空球(9)被耐燃料塑料(7)包围。
文档编号C08J9/32GK1802555SQ200480015849
公开日2006年7月12日 申请日期2004年5月14日 优先权日2003年6月12日
发明者贝蒂娜·赛贝特, 西格丽德·海曼, 迪特尔·凯勒, 赖纳·莫泽, 贝恩德·保尔 申请人:西门子公司