-
Querverweis auf verwandte
Anmeldung
-
Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der provisorischen
Patentanmeldung mit laufender Nummer 60/881809, eingereicht 19.
Januar 2007, die hier durch Verweis vollständig aufgenommen
ist.
-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Sensor oder eine
Anzeige und insbesondere einen Sensor oder eine Anzeige zur Anbringung
in einem Trägerrahmen oder einem Gehäuse einer
Pumpe, die Teil eines Pumpsystems ist.
-
2. Beschreibung der Problemstellung
-
Es
gibt mehrere allgemein verwendete Verfahren zum Bestimmen des Fluidpegels,
zum Beispiel von Öl, in einem Lagerrahmengehäuse
von rotierendem Gerät:
Zum Beispiel kann eine Schauglas-Ölstandsanzeige in
das Lagergehäuse so eingeschraubt sein, dass die Mitte
der Anzeige sich am gewünschten Ölpegel befindet.
Die Anzeige verwendet ein transparentes Glas- oder Plastikfenster 6,
um den Ölpegel zu betrachten. 8 zeigt
als Beispiel eine bekannte derartige Anzeige, allgemein mit 5 bezeichnet.
Der korrekte Ölpegel ist erreicht, wenn der Pegel des durch das
transparente Fenster 6 sichtbaren Öls mit einer in
die Anzeige eingebauten Pegelmarkierung übereinstimmt.
Die Schauglas-Ölpegelanzeige kann eine kleine Blende mit
einem in die Mitte gestanzten oder gebohrten Loch 7 verwenden.
Der Nachteil des Schauglas-Ölpegels ist, dass eine Person
erforderlich ist, um den Ölpegel visuell zu überprüfen.
Der Pegel muss in regelmäßigen Abständen überprüft werden.
-
Kapazitive
Sensoren können den Ölpegel bestimmen durch Messen
der Kapazität zwischen in das Öl eingetauchten
Platten oder Spulen. Das Vorhandensein von Öl zwischen
den Sensorplatten oder Elektroden spiegelt sich in einer Kapazitätsänderung wider.
Die Kapazität wird bestimmt durch eine Art von elektronischem
Gerät, das die Kapazität mit dem Ölpegel
in Beziehung setzt. Außerdem sind induktive oder kapazitive
Sensoren bekannt, die typischerweise in den Boden des Lagergehäuses
eingeschraubt werden. Die Länge des Sensors ist derart,
dass er durch das Öl vorsteht. Der Ölpegel wird
durch Messen der Induktivität oder Kapazität des
Sensors abgeleitet. Dieser Typ von Sensor kann verwendet werden,
um automatisch Alarm oder Warnungen bei niedrigem oder hohem Ölstand
auszulösen, wenn er an einen Personal Computer (PC) ein Überwachungssteuerungs-
oder Datenaufnahmesystem (Supervisory Control or Data Acquisition,
SCADA) oder ein verteiltes Steuersystem (Distributed Control System,
DCS) angeschlossen ist. Die induktiven oder kapazitiven Sensoren
müssen in vielen Längen verfügbar sein,
um allen verschiedenen Lagergehäuse-Konstruktionen Rechnung
zu tragen. Um den Ölpegel oder eine Änderung des Ölpegels
zu bestimmten, muss für jede Gehäusekonstruktion
eine Referenzkapazität genommen werden. Meist wird dieser Typ
von Sensor in den Ölwechselloch-Steckeranschluss eingeschraubt,
was es erforderlich macht, den Draht etc. zu entfernen, wenn das Öl
abgelassen wird. Andernfalls ist ein zusätzlicher Steckeranschluss
am Boden des Gehäuses erforderlich. Der Nachteil der kapazitiven
Sensoren ist, dass sie in Abhängigkeit vom Vorhandensein
einer Verunreinigung im Öl und der korrekten Eichung und
Einstellung des Sensors eine korrekte Ölpegelanzeige liefern
können oder auch nicht. Es gibt keinen Weg, um zu überprüfen,
dass der Pegel korrekt ist. Der Ölpegel wird bestimmt durch
Messen der Kapazität zwischen in das Öl eingetauchten
Platten oder Son den. Die Kapazität ist teilweise festgelegt
durch die dielektrischen Eigenschaften des Öls und von
Luft. Unglücklicherweise ist der Unterschied zwischen den
Dielektrizitätskonstanten von Öl und Luft klein.
Luft hat eine Dielektrizitätskonstante von 1, und gebräuchliche
Mineralöle haben eine Dielektrizitätskonstante
von 2. Wasser hat eine Dielektrizitätskonstante im Bereich
von 48 bis 88. Wenn das Öl mit nur kleinen Mengen von Wasser
verunreinigt ist, sind die Dielektrizitätseigenschaften
drastisch verändert, was Ölpegelmessungen ungenau
oder bestenfalls fehlerverdächtig macht.
-
Ein
Pegelstopfen kann horizontal im Lagergehäuse angebracht
sein, so dass der Boden des Gewindelochs sich am gewünschten Ölpegel
befindet. Der Pegel wird überprüft durch Entfernen
des Stopfens. Wenn Öl ausfließt, ist der Pegel
zu hoch. Wenn das Öl an den unteren Gewindegängen
zu sehen ist, ist der Ölpegel korrekt, und wenn kein Öl
zu sehen ist, ist der Ölpegel niedrig. Dieses Verfahren wird
allgemein bei Getrieben und Gangschaltungen verwendet. Der Nachteil
des Pegelstopfens ist jedoch, dass eine Person erforderlich ist,
um den Stopfen mit einem Werkzeug körperlich zu entfernen
und das Vorhandensein von Öl visuell zu überprüfen.
Die Entfernung des Stopfens setzt das Öl flüssigen
oder festen Verunreinigungen aus, die sich um den Stopfen herum
befinden können.
-
Bei
Brennkraftmaschinen werden allgemein Peilstäbe verwendet,
um den korrekten Ölstand zu bestimmen. Der Stab hat Marken
oder Linien oder Löcher, die am gewünschten Ölpegel
auf dem Stab angebracht sind. Das Entfernen des Peilstabs aus dem
Peilrohr und Betrachten des Orts des Restöls in Beziehung
zu den Markierungen auf dem Peilstab gibt einen Hinweis auf den Ölpegel.
Der Nachteil der Verwendung eines Peilstabes zur Überwachung
des Ölpegels ist, dass eine Person erforderlich ist, um den
Peilstab körperlich zu entfernen, das Öl abzuwischen,
den Peilstab wieder einzuführen, den Peilstab zu ent fernen
und die Ölbenetzungslinie mit der Markierung auf dem Stab
zu vergleichen. Auch dies setzt das Öl Verunreinigungen
aus der Umgebung aus.
-
Andere
bekannte Pegelerfassungstechniken umfassen die in dem
US-Patent Nummer 4 152 937 offenbarte,
die einen Fluidpegel-Sensor mit einer Gegeninduktivitäts-Pegelsonde
mit primären und sekundären Wicklungen vorsieht,
die in einem rohrförmigen Schutzgehäuse mit geschlossenem
Ende koextensiv gewickelt sind, wie auch die in dem
US-Patent Nummer 6 520 011 offenbarte,
die einen Pulvererfassungssensor vom kapazitiven Typ vorsieht, mit einem
Sensorkörper, der im Innern ein Paar von Elektroden und
eine Schaltung hat, die eine Veränderung der Kapazität
zwischen den Elektroden erfasst, um das Vorhandensein von Pulver
benachbart zum Sensorkörper zu erfassen, wobei der Sensor
an einer Wand eines Pulvertanks angeordnet ist.
-
Kurzbeschreibung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung sieht eine neue und einzigartige Kombination
einer Fluidpegel-Sichtanzeige und eines Ultraschallsensors vor,
mit einer Fluidpegel-Sichtanzeige, die ein Gehäuse zum
Aufnehmen eines Fluids und ein Schauglas zum Betrachten des Pegels
des Fluids darin sowie einen an das Gehäuse gekoppelten
Ultraschallsensor aufweist, der auf den Pegel des Fluids in dem
Gehäuse reagiert und ein Ultraschallsensorsignal liefert,
das Information über den Pegel des Fluids in dem Gehäuse
liefert. Im Betrieb liefert das Schauglas eine Sichtüberprüfung,
dass der Ultraschallsensor korrekt im Bezug auf das in dem Schauglas
sichtbare Fluid arbeitet. Der Ultraschallsensor kann verwendet werden,
um automatisch Alarm oder Warnungen entweder lokal am Gerät
oder durch verdrahtete oder schnurlose elektronische Mittel auszulösen.
-
Bei
manchen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung hat das Gehäuse
eine Mittellinie, um einen normalen Fluidpegel darin anzuzeigen.
Der Ultraschallsensor kann in dem Gehäuse auf der Mittellinie
oder leicht unterhalb der Mittellinie oder leicht oberhalb der Mittellinie
angeordnet sein.
-
Es
werden auch Ausgestaltungen in Betracht gezogen, bei denen die Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
eine Mehrzahl von Ultraschallsensoren aufweist, wobei jeder Ultraschallsensor
bei einer anderen Position in Bezug die Mittellinie angeordnet ist.
Zum Beispiel kann ein Ultraschallsensor auf der Mittellinie positioniert
sein, und ein anderer Ultraschallsensor kann geringfügig
oberhalb oder unterhalb der Mittellinie positioniert sein.
-
Die
vorliegende Erfindung sieht auch eine neue und einzigartige Pumpe
mit einem Lagerrahmen oder Gehäuse vor, in dem die Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
angeordnet ist, sowie auch einen neuen und einzigartigen Pumpencontroller,
der auf ein solches Ultraschallsensorsignal reagiert, um den Betrieb
der Pumpe zu steuern und/oder eine hörbare oder sichtbare
Warnung zu liefern. Die vorliegende Erfindung sieht auch ein neues und
einzigartiges Pumpensystem vor, das eine solche Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
in Kombination mit einem solchen Pumpencontroller umfasst.
-
Außerdem
wird durch die Erfindung ein neues und einzigartiges Verfahren geschaffen,
das die Schritte des Anordnens einer Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination,
die eine Fluidpegel-Sichtanzeige mit einem Gehäuse zum
Aufnehmen eines Fluids und ein Schauglas zum Betrachten des Pegels
des Fluids darin umfasst; des Erfassens des Fluidpegels in dem Gehäuse
mit einem an das Gehäuse gekoppelten Ultraschallsensor
und des Bereitstellens eines Information über den Pegel
des Fluids in dem Gehäuse enthaltenden Ultraschallsensorsignals umfasst.
Das Verfahren kann auch Schritte zum Reagieren auf das Ultraschallsensorsignal
und Steuern des Betriebs der Pumpe oder Liefern einer hörbaren
oder sichtbaren Warnung oder eine Kombination davon umfassen.
-
Die
Erfindung vermeidet die oben erwähnten Nachteile herkömmlicher
Techniken bei dem Versuch, den Ölpegel in einem rotierenden
Gerät festzustellen. Durch die Kombination einer Schauglas-Ölpegelanzeige
mit einem Ultraschallsensor wird ein visueller Hinweis auf den Ölpegel
sowie eine elektronische Ausgabe erhalten, die verwendet werden
kann, um automatisch Alarm oder Warnungen auszulösen. Die
Auslösung kann sowohl lokal am Gerät als auch entfernt
durch verdrahtete oder schnurlose elektronische Mittel erfolgen.
Die Schauglas-Ölpegelanzeige liefert auch eine visuelle Überprüfung,
dass der Ultraschallsensor korrekt arbeitet. Die elektronische Ausgabe
des Ultraschallsensors kann konfiguriert sein, um den Alarm oder
die Warnung an einen entfernten Ort zu senden. Wie dem Fachmann
einleuchten wird, kann der in der vorliegenden Erfindung verwendete Ultraschallsensor
das physikalische Prinzip der akustischen Impedanz nutzen. Da zum
Beispiel die akustische Impedanz von Luft ungefähr Null
und die akustische Impedanz von Öl etwa 1,5 ist, kann die
Abweichung der akustischen Impedanz als Grundlage für die
Erfassung einer Flüssigkeit verwendet werden. Wasser hat
eine akustische Impedanz von 1,5 und fast alle Flüssigkeiten
haben eine akustische Impedanz von über 1. Eine Flüssigkeitsverunreinigung des Öls
verändert die akustische Impedanz des Öls nicht
in dem Maße, dass der Sensor nicht zwischen Luft und Flüssigkeit
unterscheiden kann. Die Abweichung der akustischen Impedanz zwischen
Luft und Öl oder Luft und verunreinigtem Öl ist
immer groß genug, um das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
von Flüssigkeit auf der Sensoroberfläche exakt
zu bestimmen. Der Ultraschallsensor ist auch tolerant gegen kleine
Partikel, die in dem Öl suspendiert sein können.
-
Im
allgemeinsten Sinne sieht die vorliegende Erfindung einen Fluidpegelsensor
vor, der eine Fluidpegel-Anzeige mit einem Gehäuse zum
Aufnehmen eines Fluids in Kombination mit einem an das Gehäuse
gekoppelten Ultraschallsensor aufweist, der auf den Pegel des Fluids
in dem Gehäuse reagiert, um ein Ultraschallsensor-Signal
zu liefern, das Information über den Pegel des Fluids in
dem Gehäuse enthält. Die Fluidpegelanzeige kann
außerdem ein daran angeordnetes Schauglas zum Betrachten
des Pegels des Fluids in dem Gehäuse umfassen. Bei einer besonderen
Anwendung ist das Fluid eine Schmierflüssigkeit wie etwa Öl,
die Teil eines Lagerrahmens eines rotierenden Geräts wie
etwa einer Pumpe ist.
-
Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden deutlicher in Anbetracht der nachfolgenden detaillierten Beschreibung
von exemplarischen Ausgestaltungen von ihr.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die
Zeichnung ist nicht maßstäblich und umfasst die
folgenden Figuren.
-
1 zeigt
ein Schema eines grundlegenden Pumpensystems mit einer Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
gemäß manchen Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung.
-
2 zeigt
ein Diagramm einer Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
gemäß manchen Ausgestaltungen der vorliegenden
Erfindung, angeordnet auf einem Lagerrahmen einer Pumpe.
-
3 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Fluidpegel-Sichtanzeige, die
Teil der Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination aus 2 ist.
-
4 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallsensors, der Teil
der Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination von 2 ist.
-
5 zeigt
eine perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten
Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination.
-
6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination
mit einer Libellenvorrichtung gemäß einigen Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung.
-
7 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Libellenvorrichtung, die Teil der
Fluidpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination von 6 ist.
-
8 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Fluidpegel-Sichtanzeige nach
dem Stand der Technik.
-
Beste Art, die Erfindung auszuführen
-
1 zeigt
als Beispiel ein Pumpensystem oder ein anderes geeignetes rotierendes
Gerät, allgemein mit 10 bezeichnet, bei dem eine
Pumpe oder ein anderes geeignetes rotierendes Gerät 12 an
einen Pumpencontroller 14 über eine Leitung 13,
die Daten und Steuersignale zwischen der Pumpe 12 und dem
Pumpencontroller 14 liefert, gekoppelt ist.
-
Die
Pumpe 12 umfasst einen Lagerrahmen oder ein Gehäuse 16,
in dem eine Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 gemäß der vorliegenden
Erfindung angeordnet ist. Im Betrieb hat die Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 in Übereinstimmung
mit dem hier Gezeigten und Beschriebenen eine Flüssigkeitspegel-Sichtanzeige 40 mit
einem Gehäuse 42 zum Aufnehmen eines Fluids und
einem Schauglas 44 zum Betrachten des Pegels des Fluids
darin, wie am besten in den 2 bis 3 und 5 gezeigt,
sowie einen Ultraschallsensor 50, der an das Gehäuse
gekoppelt ist und auf den Pegel des Fluids in dem Gehäuse
reagiert, um ein Ultraschallsensor-Signal zu liefern, das Information über
den Pegel des Fluids in dem Gehäuse enthält, wie
am besten in den 2, 4 und 5 gezeigt.
-
Einer
Ausgestaltung zufolge kann das Ultraschallsensor-Signal dem Pumpencontroller 14 zugeführt
und zum Steuern des Betriebs der Pumpe 12 einschließlich
des Ausschaltens der Pumpe 12 oder zum Ausgeben von hörbaren
oder sichtbaren Alarmen oder Warnungen, zum Beispiel für
hohen oder niedrigen Ölpegel oder einen Verunreinigungszustand
des Öls verwendet werden, in Übereinstimmung mit
dem hier Gezeigten und Beschriebenen. Der Umfang der Erfindung soll
nicht darauf, wie das Ölpegel- oder Zustandssensorsignal
verwendet wird, wie das Ölpegel- oder Zustandssensorsignal
zum Steuern der Pumpe 12 verwendet wird, oder auf den Typ
oder die Art der ausgegebenen hörbaren oder sichtbaren
Alarme oder Warnungen beschränkt sein.
-
Die
Pumpe 12 kann auch andere im Stand der Technik bekannte
Pumpenmodule umfassen, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung
sind und deshalb hier nicht im Detail beschrieben werden, einschließlich
aber nicht beschränkt auf ein Energiemodul zum Antreiben
der Pumpe 12, sowie andere entweder bereits bekannte oder
in der Zukunft entwickelte Module. Der Umfang der Erfindung soll
den Pumpencontroller 14 als alleinstehendes Modul oder auch
als Teil eines oder mehrerer solcher anderen Pumpenmodule 20 umfassen.
Mit anderen Worten soll der Umfang der Erfindung nicht auf den Ort,
wo die Funktionalität des Pumpencontrollers 14 implementiert
ist, beschränkt sein.
-
Der
Pumpencontroller 14 umfasst eine Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Modulkombination 22,
die auf das Ultraschallsensor-Signal über die Leitung 13 anspricht
und dieses verarbeitet, um den Betrieb der Pumpe 12 zu
steuern, zum Beispiel einschließlich des Ausschaltens der
Pumpe 12 oder des Ausgebens der hörbaren oder
sichtbaren Alarme oder Warnungen betreffend niedrigen oder hohen Ölpegel.
Viele verschiedene Typen und Arten von Pumpencontroller oder Überwachungsgerät
wie etwa 14 zum Steuern oder Überwachen von Pumpen
sind im Stand der Technik bekannt. Basierend auf einem Verständnis.
solcher bekannter Module ist ein Fachmann in der Lage, ein solches Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallpegelsensor-Kombinationsmodul
wie etwa 22 zu implementieren, um darin eine Funktionalität
im Einklang mit dem hier Beschriebenen auszuführen, einschließlich
des Ausschaltens der Pumpe 12 oder des Ausgebens der hörbaren
oder sichtbaren Alarme oder Warnungen betreffend niedrigen oder hohen Ölstand
basierend auf diesen durch Bereitstellen des Steuersignals auf der
Leitung 13 für die Pumpe 13 oder durch
Bereitstellen eines Daten- oder Steuersignals für ein Audiomodul
oder ein Anzeigemodul oder eine Kombination, die Teil solcher anderer
Pumpensteuermodule 24 ist. Als Beispiel kann die Funktionalität
eines solchen Ölpegel-Sichtanzeige- und Ultraschallsensor-Kombinationsmoduls 22 durch Verwendung
von Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination von diesen
implementiert werden, obwohl der Umfang der Erfindung nicht auf
eine bestimmte Ausgestaltung derselben beschränkt sein soll.
Bei einer typischen Softwareimplementierung wäre ein solches
Modul eine oder mehrere mikroprozessorbasierte Architekturen mit
einem Mikroprozessor, einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM),
einem Nur-Lesespeicher (RAM), Ein-/Ausgangsvorrichtungen und Steuerungs-,
Daten- und Adressbussen, die diese verbinden. Ein Fachmann wäre
ohne übermäßiges Experimentieren in der
Lage, eine solche mikroprozessorbasierende Implementierung zu programmieren,
um die be schriebene Funktionalität auszuführen.
Der Umfang der Erfindung soll nicht auf eine bestimmte Implementierung
unter Verwendung bekannter oder später in der Zukunft entwickelter Technologie
beschränkt sein. Im Einklang mit dem oben Beschriebenen
werden Ausgestaltungen in Betracht gezogen, bei denen die Funktionalität
der Kombination von Ölpegel-Sichtanzeige mit einem Ultraschall-Pegelsensormodul 22 in
einem oder mehreren der Pumpenmodule 20 implementiert ist.
Schließlich ist das Verfahren oder die Technik zum Durchführen
einer solchen Messung eines Pegels von Fluid wie etwa Öl
unter Verwendung von Ultraschall im Stand der Technik bekannt und
kann von einem Fachmann ohne übermäßiges
Experimentieren basierend auf der hier gegebenen Beschreibung implementiert
werden, und der Umfang der Erfindung soll nicht auf irgend ein Verfahren
oder eine Technik zum Messen desselben, entweder bereits bekannt
oder in der Zukunft entwickelt, beschränkt sein.
-
Zwar
wird die Erfindung in Bezug auf die Erfassung des Pegels von Öl,
zum Beispiel in einem Lagerrahmen oder Gehäuse einer Pumpe,
beschrieben, doch soll die Erfindung nicht auf Typ oder Art des
erfassten Fluids beschränkt sein. Es werden auch Ausgestaltungen
in Betracht gezogen, bei denen das Schauglas von einer Kamera visuell überwacht
wird, die ein verdrahtetes oder schnurloses Kamerasignal zurück
an das Modul 22 liefert, um eine Betrachtung des Schauglases
aus der Ferne zu ermöglichen.
-
Die Implementierung
-
2 bis 5 zeigen
eine Ausgestaltung der Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 gemäß der
vorliegenden Erfindung, die in einem Lagerrahmen oder Gehäuse 30 einer
Pumpe angeordnet ist. Zum Beispiel kann die Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 in
das Gehäuse 30 eingeschraubt sein, doch soll der
Umfang der Erfindung auch andere Arten, Wege oder Techniken zum
Koppeln oder Sichern der Ölpe gel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 am
Gehäuse 30 umfassen, die entweder bereits bekannt
sind oder in der Zukunft noch entwickelt werden.
-
Die Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 umfasst
eine mit 40 bezeichnete Ölpegel-Sichtanzeige (siehe
auch 3 und 5) mit einem Gehäuse 42 zum
Aufnehmen eines Fluids wie etwa Öl und einem Schauglas 44 zum
Betrachten des Pegels des Fluids darin. Wie gezeigt, hat die Ölpegel-Sichtanzeige
ein Außengewinde 45, ein Montage-Gewindeloch 46 und
einen Sechskant 47 zum Drehen der Anzeige 40.
-
Die Ölpegel-Sichtanzeige-Ultraschallsensor-Kombination 18 umfasst
einen allgemein mit 50 bezeichneten Ultraschallsensor (siehe
auch 4 bis 5), der an der Seite des Gehäuses 42 angeordnet
ist. Zum Beispiel hat der Ultraschallsensor 50 ein Außengewinde 52,
das in das Montage-Gewindeloch 46 des Gehäuses 42 eingeschraubt
sein kann, obwohl die Erfindung andere Arten, Wege oder Techniken
zum Koppeln oder Befestigen von Ultraschallsensor 50 und
Gehäuse 42 aneinander umfassen soll, die entweder
bereits bekannt sind oder in Zukunft noch entwickelt werden. Der
Ultraschallsensor 50 kann an einem Ort 1/16'' 1/8'' oder ¼''
unterhalb der Mittellinie CL (siehe 3) der Ölpegel-Sichtanzeige 40,
die den niedrigsten sicheren Betriebsölpegel entspräche,
positioniert oder angeordnet sein. In Übereinstimmung mit
dem oben Beschriebenen liefert der Ultraschallsensor 50 eine
elektronische Ankündigung oder Warnung, wenn der Pegel
unter die sichere Betriebsölpegeleinstellung fällt.
Der Ultraschallölpegelsensor 50 kann an, oberhalb
oder unterhalb der Mittellinie CL der Ölpegelsichtanzeige
montiert sein, um einen elektronischen Hinweis auf hohen, normalen
oder niedrigen Ölpegel in dem Gehäuse 30 des
Lagerrahmens zu liefern. Die Anordnung des Montage-Gewindelochs 46 (siehe 3)
ist nicht auf die Abmessungen oder die Position wie oben beschrieben
beschränkt. Der Ultraschallsensor 50 kann an einem beliebigen
in Anbetracht der Abmessungen der Ölpegelsichtanzeige 50 physikalisch möglichen
Ort platziert sein.
-
Bei
einer anderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann mehr
als ein Ultraschall-Ölpegelsensor 50 in der Ölpegel-Sichtanzeige
auf unterschiedlichen Niveaus in Bezug zur Mitte CL (3)
platziert sein. Zum Beispiel können zwei Ultraschall-Ölpegelsensoren 50 zwei
Fluidpegelzustände anzeigen oder vor ihnen warnen, oder
drei Ultraschall-Ölpegelsensoren können drei verschiedene Fluidpegel
ankündigen oder vor ihnen warnen, wie etwa – ohne
Beschränkung darauf – hohem, normalem und niedrigem Ölpegelzustand.
-
Im
Betrieb kann Wartungspersonal bei einem routinemäßigem
Kontrollgang den Ölpegel und in gewissem Umfang Ölzustand
oder -qualität durch Betrachten des Ölpegels und
der Farbe durch das transparente Fenster 44 der Ölpegel-Sichtanzeige 40 feststellen.
Dies erfordert keinen Zugang zu einer elektronischen Auslesevorrichtung
(nicht dargestellt). Falls eine elektronische Ankündigung
oder Warnung von dem Ultraschallpegelsensor 50 ausgelöst
worden ist, kann das Wartungspersonal die Richtigkeit des Alarms
durch visuelle Überprüfung des Ölpegels mit
der Ölpegel-Sichtanzeige bestätigen.
-
Der
Vorteil der Verwendung des Ultraschallpegelsensors ist, dass die Überwachung
des Ölpegels kontinuierlich ist und nicht auf dem routinemäßigen
Kontrollgang beruht, bei dem es Stunden, Tage oder Monate dauern
kann, bevor der niedrig Ölstand beobachtet und behoben
wird.
-
Die
Kombination der Ölpegelsichtanzeige mit einem Ultraschall-Ölpegelsensor
behebt die mit der einzelnen Verwendung dieser Vorrichtungen verbundenen
Nachteile. Die Notwendigkeit bei der Ölpegelsichtanzeige,
körperlich anwesend zu sein, um den Ölpegel zu
betrachten, wird behoben durch die Fähigkeit des Ultra schalt-Ölpegelsensors 50,
den Ölpegel fortlaufend zu überwachen und den
Niedrigölstand elektronisch an einen entfernten Überwachungsort
zu melden. Die visuelle Überprüfung von Ölpegel
und Ölqualität, die bei Verwendung des Ultraschall-Ölpegelsensors
allein fehlt, wird durch die Ölpegelsichtanzeige ermöglicht.
-
Die
genaue Bestimmung einer kleinen Änderung des Ölpegels
ist kritisch bei rotierendem Gerät, das Öl zur
Schmierung von Kugellagern verwendet. Eine Ölpegeländerung
von nicht mehr als 1/16'' kann zu Lagerversagen aufgrund fehlender
Schmierung führen. Der in der vorliegenden Erfindung verwendete
Ultraschall-Ölpegelsensor ist in der Lage, kleine Ölpegeländerungen
exakt zu erfassen.
-
Die
Erfindung ist nicht beschränkt auf die Verwendung eines
Ultraschallsensors mit einer Ölpegelsichtanzeige. Zum Beispiel
kann jeder Sensor, der in der Lage ist, kleine Ölpegeländerungen
zu erfassen und einen elektronischen Ausgang hat und klein genug
ist, um an einer Ölpegelsichtanzeige montiert zu werden,
in Kombination mit der Ölpegelsichtanzeige verwendet werden,
um eine zuverlässige Ölpegelüberwachung
zu liefern. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das
Einschrauben des Ultraschall-Ölpegelsensors in die Ölpegelsichtanzeige.
Der Ultraschallsensorkopf kann in den Körper der Ölpegelsichtanzeige
eingebettet oder eingeformt sein.
-
Eine
andere Ausgestaltung der Erfindung verwendet eine an oder in der Ölpegelsichtanzeige montierte
Libelle 60, wie in 6 und 7 abgebildet.
Der Zweck der Libelle 60 ist, bei Einbau und Nivellierung
der Sensorglas-Ölpegelsichtanzeige 40 zu helfen.
Ausnivellieren der Glas-Ölpegelsichtanzeige gewährleistet,
dass der Ultraschallsensor 50 an der korrekten Ölpegeleinstellung
positioniert ist. Libellen wie 60 sind in der Technik bekannt,
und der Umfang der Erfindung soll nicht auf einen bestimmten Typ oder
eine bestimmte Art von dieser, egal ob bekannt oder erst in der
Zukunft entwickelt, beschränkt sein.
-
Andere Anwendungen
-
Der
kombinierte Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung
kann an jeglichem ölgeschmiertem rotierendem Gerät
eingesetzt werden, da er existierende Sichtpegelanzeigen leicht
ersetzt. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung in Verbindung mit
anderen rotierenden Geräten wie etwa Getrieben, Ventilatoren,
Motoren, Kompressoren, Zerkleinerern, praktisch jedem beliebigen
rotierenden Gerät verwendet werden. Sie beseitigt die Notwendigkeit
zusätzlicher abtragender Bearbeitung zur Unterbringung
des Ölpegel- oder -zustandssensors. Der Ölpegel-
oder -zustandssensor kann an beliebigem geschmiertem rotierendem
Gerät verwendet werden, da er existierende Sichtpegelanzeigen
oder Konstantpegelöler leicht ersetzt.
-
Umfang der Erfindung
-
Es
versteht sich, dass wenn nichts anderes gesagt ist, beliebige hier
in Bezug auf eine bestimmte Ausgestaltung erwähnte Merkmale,
Kennzeichen, Alternativen oder Abwandlungen auch bei einer beliebigen
anderen hier beschriebenen Ausgestaltung angewandt, eingesetzt oder
einbezogen werden können. Auch sind die beigefügten
Zeichnungen nicht maßstäblich.
-
Zwar
ist die Erfindung mit Bezug auf exemplarische Ausgestaltungen von
ihr beschrieben und dargestellt worden, doch können die
obigen und diverse andere Hinzufügungen und Weglassungen
daran gemacht werden, ohne den Geist und Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - US 4152937 [0007]
- - US 6520011 [0007]