EP0001388B1 - Niveauschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP0001388B1
EP0001388B1 EP19780100617 EP78100617A EP0001388B1 EP 0001388 B1 EP0001388 B1 EP 0001388B1 EP 19780100617 EP19780100617 EP 19780100617 EP 78100617 A EP78100617 A EP 78100617A EP 0001388 B1 EP0001388 B1 EP 0001388B1
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EP
European Patent Office
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level switch
float
flange
intermediate piece
container
Prior art date
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Application number
EP19780100617
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English (en)
French (fr)
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EP0001388A1 (de
Inventor
Karl Rau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mannesmann VDO AG
Original Assignee
Mannesmann VDO AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
    • H01H35/18—Switches operated by change of liquid level or of liquid density, e.g. float switch
    • H01H35/186—Switches operated by change of liquid level or of liquid density, e.g. float switch making use of a cable suspended floater containing an inclination sensing switch

Definitions

  • the invention relates to a level switch, in particular for motor vehicles, for monitoring a liquid level in a container, having a float which is seated on a flange which can be fastened to the container via a flexible intermediate piece, and a position-dependent switch contact, in particular a mercury switching tube, which is operatively connected to the float stands.
  • Known level switches of this type are used to monitor the minimum liquid level in a container.
  • the monitoring takes place in that a lamp or a horn is actuated when the switching contact closes.
  • the monitoring can in particular also take place in motor vehicles in which it is important to monitor the minimum content of the fuel tank, a washing container for the windshield wiper or a brake fluid container.
  • a known level switch of the aforementioned type comprises a float which is attached to a rod, which in turn is mounted on a swivel joint.
  • the swivel is mounted on a flange for attachment to a wall or the lid of the container.
  • the switch contact consists, for example, of a contact element connected to the rod, which cooperates with a stationary contact element. Instead, a mercury switch can also be attached to the rod.
  • the float is designed to be displaceable along a straight guide part which is arranged approximately perpendicular to the liquid surface in the container.
  • a reed contact is attached in the guide element and cooperates with a magnet attached to the float.
  • the reed contact can be designed so that the contact is closed when the magnet passes over it and remains closed until the magnet again moves past the reed contact in the opposite direction.
  • a contact element can also be attached to the bottom of the float, which is opposite a contact element which is arranged from the bottom of the guide element or the container. If the float is in its lowest position when the liquid level is too low, both contact elements are connected to one another and a signal circuit is closed.
  • liquid level measuring device DE-GM 7 121 546
  • the float is attached to an intermediate piece having a film hinge, which forms a one-piece unit with the flange which can be attached to a container and which can be produced by injection molding.
  • a resistance carrier wound with resistance wire is fastened by means of two rivets and on the flange a grinder cooperating with the resistance carrier.
  • the intermediate piece comprises two parts connected by a flim hinge, one of which is connected to the flange and the other to the float the part of the intermediate piece connected to the float two clamping lugs are provided for the switching contact, that the float consists of a hollow body and a cover and that the intermediate piece, the flange, the clamping lugs and the hollow body or the cover form an integral unit made of plastic.
  • Such a level switch consists of only three parts, namely the mercury switching tube or another switching contact, the flange-film-hinge-hollow body unit and the cover for closing the hollow body.
  • the assembly of the three parts of the level switch according to the invention is extremely simple, because it is only necessary to fasten the cover to the hollow body, which can be done by gluing, and to press the mercury switching tube between the two clamping lugs. Since the axial position of the mercury switching tube between the two clamping lugs is completely uncritical, no special care has to be taken for this activity. Apart from the soldering of the electrical lines to the switching tube, no tools are required to mount the level switch. The level switch can therefore also be installed by untrained personnel.
  • the level switch according to the invention is designed so that the intermediate piece is at least directly next to the film-like film hinge flat and essentially cuboid. This creates a good transition between the thin film hinge and the adjacent thicker hinge parts, so that a risk of damage to the film hinge is largely excluded.
  • the level switch advantageously has the features that the one-piece unit consists of polypropylene and is produced as an injection molded part.
  • This material is particularly well suited for the production of the film hinge, since it can solidify when stretched by stretching and is distinguished from other plastic materials by its relatively high strength and temperature stability.
  • the float can consist of a hood attached to the flat, cuboid, movable, second hinge part.
  • the hinge part forms a wall of a hollow chamber, which is completed by the hood, which is connected to it in a particularly advantageous manner by an adhesive connection.
  • the training described last can bring a further advantage if a mercury switching tube is housed in the float.
  • the mercury switching tube is expediently attached to the flat hinge part before the hood is placed, which protects the mercury switching tube from damage.
  • the level switch is particularly easy to attach to the container if the flange is lid-shaped and is arranged substantially perpendicular to the longitudinal axis of the intermediate piece facing away from the float.
  • Another essential step to simplify production if a container is to be equipped with a level switch is achieved in that the flange is substituted by a part of the container. This eliminates the separate manufacture of the flange and a subsequent fastening process of the same on the container.
  • the level switch made in one piece with part of the container is particularly advantageously characterized by the feature that the flange is substituted by a half-shell of a container consisting of two half-shells.
  • This enables a particularly simple manufacture of the level switch with the container by the injection molding process.
  • other necessary elements such as a switching tube, can be conveniently installed on the intermediate piece of the level switch before the container is closed.
  • FIG. 1 denotes an intermediate piece of a level switch, which is made as an injection molded part made of polypropylene.
  • the intermediate piece consists of a first hinge part 2 and a second hinge part 3 which is movable over the first hinge part and which is connected to the first hinge part via a film hinge. Both hinge parts are flat cuboid.
  • the first hinge part 2 which is provided for attachment to a washing container, carries at its upper end a lid-shaped flange 5, which is formed in one piece with the intermediate piece, two connection contacts 6, 7 are inserted into the flange, which are connected to the second hinge part attached mercury switching tube 8 are electrically connected.
  • two clamping lugs 9 and 10 are formed on the second hinge part.
  • the second hinge part 3 merges into a float 12 which is shaped as a hollow cylinder.
  • a front opening of the hollow cylinder is closed liquid-tight with a cover 13.
  • the float's hollow cylinder forms with it. remaining intermediate piece a unit to which the cover 13 is only applied as a separate part.
  • the level switch shown in FIG. 1 can be installed in any container in a properly functioning manner, since the second hinge part with the float 12 always adjusts itself approximately parallel to the liquid surface.
  • the level switch in the position shown in FIG. 1 can be mounted on a lid of the container which has an opening or an attachment for attaching the flange 5.
  • the level switch shown in FIG. 2 represents a simplified variant of the level switch according to FIG. 1, which essentially differs from the design of the level switch according to FIG. 1 only by the shape of the flange 14.
  • This flange is together with a rubber seal 15 which between a cap 16 of the flange and a bead 17 of the flange is inserted into a side wall 18 of the container.
  • the second hinge part 19 with the integrally formed float 20 and the attached mercury switching tube 12 and the film hinge 22 can be pivoted.
  • FIG. 23 A third embodiment of the level switch, which forms a unit together with a half-shell of a container, is shown in FIG.
  • 23, 24 denote two half-shells, which together form a container.
  • a first hinge part 26 of the level switch is formed on the bottom 25 of the lower half-shell 24, support flanges 27, 28 serving to stabilize the level switch.
  • the first hinge part is connected in one piece to the second movable hinge part 30 via a film hinge 29.
  • the second hinge part here carries a mercury switching tube 31 on its underside.
  • the mercury switching tube is located in a hollow chamber 32 which is formed between the underside of the second hinge part and an approximately cube-shaped hood 33 bonded to this hinge part.
  • the mercury switching tube is therefore first attached to the second hinge part of the intermediate piece, then the hood 33 is glued to this hinge part and finally, after the electrical connections, which are not yet shown in the drawing, are brought out, the upper half-shell 23 placed on the lower half-shell 24 and firmly connected to it.

Landscapes

  • Level Indicators Using A Float (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Niveauschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur Überwachung eines Flüssigkeitsstands in einem Behälter, mit einem Schwimmer, der über ein flexibles Zwischenstück an einem am Behälter befestigbaren Flansch sitzt, und einem lageabhängigen Schaltkontakt, insbesondere einer Quecksilberschaltröhre, der mit dem Schwimmer in Wirkverbindung steht.
  • Derartige bekannte Niveauschalter werden verwendet, un den Mindestflüssigkeitsstand in einem Behälter zu überwachen. Die Überwachung erfolgt dadurch, daß beim Schließen des Schaltkontakts eine Lampe oder ein Horn betätigt wird. Die Überwachung kann insbesondere auch in Kraftfahrzeugen erfolgen, in denen es darauf ankommt, den Mindestinhalt des Kraftstofftanks, eines Waschbehälters für den Schiebenwischer oder eines Bremsflüssigkeitsbehälters zu überwachen.
  • Ein bekannter Niveauschalter der eingangs genannten Gattung umfaßt einen Schwimmer, der an einem Stab Angebracht ist, der wiederum an einem Drehgelenk gelagert ist. Das Drehgelenk ist an einem Flansch zur Befestigung an einer Wand oder dem Deckel des Behälters eingelassen. Der Schaltkontakt besteht dabei beispielsweise aus einem mit dem Stab verbundenen Kontaktelement, das mit einem ortsfesten Kontaktelement zusammenwirkt. Statt dessen kann an dem Stab auch ein Quecksilberschalter angebracht sein.
  • Bei einem anderen zum Stand der Technik gehörenden Niveauschalter ist der Schwimmer entlang einem gerade gestreckten Führungsteil verschiebbar ausgebildet, das annähernd senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche in dem Behälter angeordnet wird. In dem Führungselement ist ein Reed-Kontakt angebracht, der mit einem an dem Schwimmer befestigten Magneten zusammenwirkt. Dabei kann der Reed-Kontakt so ausgebildet sein, daß der Kontakt beim Überfahren durch den Magneten geschlossen wird und geschlossen bleibt, bis sich der Magnet erneut, und zwar in entgegengesetzter Richtung an dem Reed-Kontakt vorbeibewegt. - Bei einer Variante dieses Niveauschalters kann auch ein Kontaktelement an dem Boden des Schwimmers angebracht sein, der einem Kontaktelement gegenüber steht, das von dem Boden des Führungselements bzw. des Behälters angeordnet ist. Wenn der Schwimmer bei zu niedrigem Flüssigkeitsstand in seiner untersten Stellung ruht, sind beide Kontaktelemente miteinander verbunden und ein Signalstromkreis ist geschlossen.
  • Diese bekannten Niveauschalter haben vor allem den Nachteil, daß sie aus einer Reihe einzelner Bauteile bestehen, die einem erheblichen Montageaufwand verursachen, der insbesondere bei der Großserienfertigung stört.
  • Es ist des weiteren eine Flüssigkeitsniveaumeßeinrichtung bekannt (DE-GM 7 121 546), bei der der Schwimmer an einem ein Filmscharnier aufweisenden Zwischenstück befestigt ist, das mit dem an einem Behälter befestigbaren Flansch eine einstückige Einheit bildet, die im Spritzgußverfahren herstellbar ist. Auf dem beweglichen Teil des Zwischenstücks ist ein mit Widerstandsdraht bewickelter Widerstandsträger mittels zweier Niete und am Flansch ein mit dem Widerstandsträger zusammenwirkender Schleifer befestigt. Obwohl diese Flüssigkeitsniveaumeßeinrichtung bereits einen hohen Integrationsgrad aufweist, lassen die Zahl der Teile und die Art ihrer Befestigung im Hinblick auf eine Großserienfertigung immer noch zu wünschen übrig.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtungen einen Niveauschalter zu schaffen, der sich durch eine möglichst geringe Anzahl einzeiner Teile auszeichnet, die getrennt voneinander herzustellen und anschließend zusammenzusetzen sind. Der Niveauschalter soll sich also möglichst rationell fertigen lassen.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von e;nem Niveauschalter der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Kombination der Merkmale gelöst, daß das Zwischenstück zwei durch ein Flimscharnier verbundene Teile umfaßt, von denen der eine mit dem Flansch und der andere mit dem Schwimmer verbunden ist, daß auf dem mit dem Schwimmer verbundenen Teil des Zwischenstücks zwei Klemmansätze für den Schaltkontakt vorgesehen sind, daß der Schwimmer aus einem Hohlkörper und einem Deckel besteht und daß das Zwischenstück, der Flansch, die Klemmansätze und der Hohlkörper oder der Deckel eine einstückige Einheit aus Kunststoff bilden.
  • Ein solcher Niveauschalter besteht lediglich noch aus drei Teilen, nämlich der Quecksilberschaltröhre oder einem anderen Schaltkontakt, der Flansch-Film-scharnier-Hohlkörper-Einheit und dem Deckel zum Verschluß des Hohlkörpers. Der Zusammenbau der drei Teile des erfindungsgemäßen Niveauschalters ist äußerst einfach, denn es ist lediglich der Deckel am Hohlkörper zu befestigen, was durch Kleben erfolgen kann, und die Quecksilberschaltröhre zwischen die beiden Klemmansatze zu drücken. Da die Axialposition der Quecksilberschaltröhre zwischen den beiden Klemmansatzen völlig unkritisch ist, muß für diese Tätigkeit keine besondere Sorgfalt aufgewendet werden. Bis auf das Anlöten der elektrischen Leitungen an die Schaltröhre wird zur Montage des Niveauschalters keinerlei Werkzeug benötigt. Der Niveauschalter kann daher auch von ungeschultem Personal montiert werden.
  • In vorteilhafter Weise ist der erfindungsgemäße Niveauschalter so ausgebildet, daß das Zwischenstück zumindest unmittelbar neben dem folienartigen Filmscharnier flach und im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist. Dadurch wird ein guter Übergang zwischen dem dünnen Filmscharnier und den angrenzenden dickeren Scharnierteilen geschaffen, so daß eine Gefahr der Beschädigung des Filmscharniers weitgehend ausgeschlossen ist.
  • Insbesondere weist der Niveauschalter vorteilhaft die Merkmale auf, daß die einstückige Einheit aus Polypropylen besteht und als Spritzgußteil hergestellt ist. Dieses Material eignet sich besonders gut für die Herstellung des Filmscharniers, da es sich beim Beigen durch Recken verfestigen kann und sich gegenüber anderen Kunststoffmaterialien durch relativ hohe Festigkeit und Temperaturstandfestigkeit auszeichnet.
  • In einer vorteilhaften Variante kann der Schwimmer aus einer an das flache quaderförmige bewegliche zweite Scharnierteil angesetzten Haube bestehen. Dabei bildet das Scharnierteil eine Wand einer Hohlkammer, die durch die mit ihr insbesondere in vorteilhafter Weise durch eine Klebeverbindung verbundene Haube vervollständigt wird.
  • Die zuletzt beschriebene Ausbildung kann einen weiteren Vorteil erbringen, wenn in dem Schwimmer eine Quecksilberschaltröhre untergebracht ist. Die Quecksilberschaltröhre wird , zweckmäßig an dem flachen Scharnierteil angebracht, bevor die Haube aufgesetzt wird, welche die Quecksilberschaltröhre vor Beschädigungen schützt.
  • Die Niveauschalter laßt sich besonders einfach am Behälter anbringen, wenn der Flansch deckelförmig ausgebildet und im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des dem Schwimmer abgewandten Zwischenstücks angeordnet ist.
  • Ein weiterer wesentlicher Schritt zur Fertigungsvereinfachung, wenn ein Behälter mit einem Niveauschalter ausgerüstet werden soll, wird dadurch erzielt, daß de Flansch durch einen Teil des Behälters substituiert ist. Dadurch entfallen eine gesonderte Herstellung des Flanschs und ein anschließender Befestigungsvorgang desselben an dem Behälter.
  • Im einzelnen zeichnet sich der einstückig mit einem Teil des Behälters hergestellte Niveauschalter besonders zweckmäßig durch das Merkmal aus, daß der Flansch durch eine Halbschale eines aus zwei Halbschalen bestehenden Behälters substituiert ist. Dadurch ist eine besonders einfache Herstellung des Niveauschalters mit dem Behälter nach dem Spritzgußverfahren möglich. Außerdem lassen sich an dem Zwischenstück des Niveauschalters vor dem Verschluß des Behälters gegebenenfalls weitere notwendige Elemente, so eine Schaltröhre, bequem montieren.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung mit drei Figuren beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1 eine erste Ausführungsform des Niveauschalters in einer schaubildlichen Darstellung.
    • Figur 2 eine Variante des Niveauschalters nach Figur 2, die in einer Seitenwand eines Behälters montiert ist, im Längsschnitt und
    • Figur 3 eine zweite Variante des Niveauschalters, dessen Zwischenstück einstückig mit einer Halbschale eines Behälters ausgebildet ist, ebenfalls im Längsschnitt.
  • In Figur 1 ist mit 1 ein Zwischenstück eines Niveauschalters bezeichnet, das als Spritzgußteil aus Polypropylen hergestellt ist. Das Zwischenstück besteht aus einem ersten Scharnierteil 2 und einem zweiten genenüber dem ersten Scharnierteil beweglichen Scharnierteil 3, das mit dem ersten Scharnierteil über ein Filmscharnier in Verbindung steht. Beide Scharnierteile sind flach quaderförmig ausgebildet. Das erste Scharnierteil 2, das zur Befestigung an einem Waschbehälter vorgesehen ist, trägt an seinem oberen Ende einen deckelförmigen Flansch 5, der einstückig mit dem Zwischenstück ausgeformt ist, in den Flansch sind zwei Anschlußkontakte 6, 7 eingelassen, die mit einer an dem zweiten Scharnierteil angebrachten Quecksilberschaltröhre 8 elektrisch leitend verbunden sind. Zur Festlegung der Quecksilberschaltröhre 8 sind an dem zweiten Scharnierteil zwei Klemmansätze 9 und 10 angeformt.
  • In einer Abstufung 11 geht das zweite Scharnierteil 3 in einen Schwimmer 12 über, der als Hohlzylinder geformt ist. Eine vordere Öffnung des Hohlzylinders ist mit einem Deckel 13 flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Der Hohlzylinder des Schwimmers bildet also mit dem . übrigen Zwischenstück eine Einheit, auf die lediglich als getrenntes Teil der Deckel 13 aufgebracht wird.
  • Der in Figur 1 dargestellte Niveauschalter kann in beliebiger Lage in einem Behälter ordnungsgemäß funktionierend angebracht werden, da sich das zweite Scharnierteil mit dem Schwimmer 12 immer annähernd parallel zur Flüssigkeitsoberfläche einstellt. Beispielsweise kann der Niveauschalter in der in Figur 1 dargestellten Lage an einem Deckel des Behälters montiert werden, der eine Öffnung oder einen Ansatz zur Anbringung des Flansches 5 aufweist.
  • Statt der Anbringung an einem Deckel des Behälters ist es aber auch möglich, den Niveauschalter in einer in Figur 2 dargestellten Lage an einer Seitenwand der Behälters zu montieren. Der in Figur 2 dargestellte Niveauschalter stellt eine vereinfachte Variante des Niveauschalters nach Figur 1 dar, die sich im wesentlichen nur durch die Formgebung des Flansches 14 von der Ausbildung des Niveauschalters nach Figur 1 unterscheidet. Dieser Flansch ist zusammen mit einer Gummidichtung 15, die zwischen einer Kappe 16 des Flansches und einem Wulst 17 des Flansches gehalten wird, in eine Seitenwand 18 des Behälters eingesetzt. Auch hier ist das zweite Scharnierteil 19 mit dem angeformten Schwimmer 20 und der aufgesetzten Quecksilberschaltröhre 12 un das Filmscharnier 22 schwenkbar.
  • Eine dritte Ausführungsform des Niveauschalters, der zusammen mit einer Halbschale eines Behälters eine Einheit bildet, ist in Figur 3 dargestellt. Hierin sind mit 23, 24 zwei Halbschalen bezeichnet, die zusammen einen Behälter bilden. An dem Boden 25 der unteren Halbschale 24 is ein erstes Scharnierteil 26 des Niveauschalters angeformt, wobei zur Stabilisierung des Niveauschalters Stützflansche 27, 28 dienen. Das erste Scharnierteil steht über ein Filmscharnier 29 mit dem zweiten beweglichen Scharnierteil 30 in einstückiger Verbindung. Das zweite Scharnierteil trägt hier an seiner Unterseite eine Quecksilberschaltröhre 31. Die Quecksilberschaltröhre befindet sich in einer Hohlkammer 32, die zwischen der Unterseite des zweiten Scharnierteils und einer mit diesem Scharnierteil verklebten, annähernd würfelförmigen Haube 33 gebildet wird. Bei der Herstellung dieses Behälters mit eingebautem Niveauschalter wird also zunächst die Quecksilberschaltröhre an dem zweiten Scharnierteil des Zwischenstücks angebracht, sodann wird die Haube 33 mit diesem Scharnierteil verklebt und schließlich wird, nach Herausführung der in der Zeichnung noch nicht dargestellten elektrischen Anschlüsse, die obere Halbschale 23 auf der unteren Halbschale 24 aufgesetzt und mit dieser fest verbunden.

Claims (5)

1. Niveauschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zur Überwachung eines Flüssigkeitsstandes in einem Behälter, mit einem Schwimmer, der über ein flexibles Zwischenstück an einem am Behälter befestigbaren Flansch sitzt, und einem lageabhängigen Schaltkontakt, insbesondere einer Quecksilberschaltröhre, der mit dem Schwimmer in Wirkverbindung steht, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, dass das Zwischenstück (1) zwei durch ein Filmscharnier (4, 22) verbundene Teile (2, 3, 17, 19) umfasst, von denen der eine (2, 17) mit dem Flansch (5, 16) und der andere (3, 19) mit dem Schwimmer (12, 20) verbunden ist, daß auf dem mit dem Schwimmer (12, 20) verbundenen Teil (3, 19) des Zwischenstücks (1) zwei Ktemmansätze (9, 10) für den Schaltkontakt (8, 21) vorgesehen sind, daß der Schwimmer (12, 20) aus einem Hohlkörper und einem Deckel (13) besteht und daß das Zwischenstück (1), der Flansch (5, 16), die Klemmansätze (9,10) und der Hohlkörper oder der Deckel (13) eine einstückige Einheit aus Kunststoff bilden.
2. Niveauschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückige Einheit aus Polypropylen besteht und als Spritzgußteil hergestellt ist.
3. Niveauschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (5) deckelförmig ausgebildet ist und im wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des dem Schwimmer (12) abgewandten Zwischenstückteils (2) angeordnet ist.
4. Niveauschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für einen aus Kunststoff bestehenden Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (5, 16) durch einen Teil (24) des Behälters (23, 24) substituiert ist.
5. Niveauschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (5, 16) durch eine Halbschale (24) eines aus zwei Halbschalen (23, 24) bestehenden Behälters substituiert ist.
EP19780100617 1977-08-29 1978-08-07 Niveauschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge Expired EP0001388B1 (de)

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