DE19624856B4

DE19624856B4 - Device for measuring the filling volume of a fillable article

Info

Publication number: DE19624856B4
Application number: DE19624856A
Authority: DE
Inventors: Adolf Günther; Heinrich Krahn; Werner Weindl
Original assignee: Individual
Current assignee: Krahn Heinrich 34225 Baunatal De Weindl Werner
Priority date: 1995-07-07
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2016-06-22
Also published as: DE19624856A1

Abstract

Vorrichtung in Form eines Handkoffers zur Messung des Befüllvolumens eines befüllbaren Gegenstandes (17), umfassend eine über Steuer und/oder Signalleitungen in Verbindung mit einer Druckmittelquelle (3), mit Ventilen (4–8) und einem Drucksensor (10) stehende Steuer- und Auswerteeinrichtung (2) zur Steuerung der Vorrichtung und zur Bestimmung des Befüllvolumens,
und wenigstens eine Druckleitung (11), die die Druckmittelquelle (3) über ein erstes Absperrventil (4) und wenigstens einen Druckmittelbehälter (12, 13, 14) mit einem zweiten Absperrventil (5) verbindet,
wobei der Drucksensor (10) in der Druckleitung (11) zwischen dem ersten Absperrventil (4) und dem zweiten Absperrventil (5) angeordnet ist, und wobei die Vorrichtung über eine weitere Druckleitung (15) mit einer Gehäuseöffnung des bezüglich seines Befüllvolumens zu vermessenden Gegenstandes (17) druckdicht verbindbar ist, welche weitere Druckleitung (15) an das zweite Absperrventil (5) der Vorrichtung und mittels eines Verbindungselementes (16) an der Gehäuseöffnung angeschlossen wird.Apparatus in the form of a suitcase for measuring the filling volume of a fillable article (17), comprising a control and control via control and / or signal lines in conjunction with a pressure medium source (3), with valves (4-8) and a pressure sensor (10) Evaluation device (2) for controlling the device and for determining the filling volume,
and at least one pressure line (11) which connects the pressure medium source (3) via a first shut-off valve (4) and at least one pressure medium container (12, 13, 14) to a second shut-off valve (5),
wherein the pressure sensor (10) in the pressure line (11) between the first shut-off valve (4) and the second shut-off valve (5) is arranged, and wherein the device via a further pressure line (15) with a housing opening of the object to be measured with respect to its filling volume (17) pressure-tight manner, which further pressure line (15) to the second shut-off valve (5) of the device and by means of a connecting element (16) is connected to the housing opening.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Befüllvolumens eines befüllbaren Gegenstandes gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.The The invention relates to a device for measuring the filling volume a fillable Item according to the features of claim 1.

Es ist allgemein bekannt, dass das Befüllen von Gegenständen, deren Befüllvolumen nicht bekannt ist, in der Praxis auf einige Schwierigkeiten stößt. So kann sich beispielsweise beim Kontrollieren des Schmierölstandes von Maschinen der Umstand ergeben, dass die Anzeigevorrichtung für den Schmierölstand, in der Regel ein Schmierölpeilstab, anzeigt, dass eine größere Menge Schmieröl während der vergangenen Betriebszeit verbraucht wurde. Zum Nachfüllen des Schmieröls ist es nun nötig, diese kleineren Mengen portionsweise in den Schmierölbehälter einzufüllen und zwischendurch immer wieder den aktuellen Schmierölstand zu kontrollieren. Dieser Vorgang ist vergleichsweise unkomfortabel und kann durchaus dazu führen, dass der Schmierölbehälter überfüllt wird oder gar überläuft. Dies führt letztlich im Betrieb der Maschine und auch während des Befüllvorgangs zu technischen und umweltrelevanten Nachteilen.It It is generally known that the filling of objects whose filling volume is not known, in practice encounters some difficulties. So can For example, when checking the lubricating oil level of machinery, the fact that the indicating device for the lubricating oil level, usually a lubricating oil dipstick, indicating that a larger amount oil while the past operating time was consumed. To refill the lubricating oil it is now necessary, this fill smaller quantities in portions in the lubricating oil tank and in between always again the current lubricating oil level to control. This process is relatively uncomfortable and may well cause that the lubricating oil container is overfilled or even overflowing. This ultimately leads during operation of the machine and also during the filling process to technical and environmental disadvantages.

Zwar lässt sich die Problematik der Überfüllung beispielsweise beim Betanken von Kraftstoffanlagen durch Rückschlagventile in den Zapfpistolen der Befüllvorrichtungen weitgehend ausschließen, bei der Befüllung von Schmierölbehältern von Maschinen darf in der Regel der Flüssigkeitsstand des Schmieröls allerdings nicht so weit hinauf reichen, dass ein möglicherweise vorhandenes Rückschlagventil in der Befüllvorrichtung geschlossen werden kann. Eine andere Möglichkeit nach dem Stand der Technik bieten sogenannte hydrastatische Füllstandsmesser, wie sie beispielsweise aus den Druckschriften DE 39 14 637 A1 ; DE 43 39 933 A1 , DE 43 31 607 C1 oder DE-PS 897 331 bekannt sind. Derartige Füllstandsmesser sind zwar ausreichend genau, üblicherweise befindet sich die Füllstandsanzeigevorrichtung allerdings nicht in dem Bereich, in dem der Befüllvorgang stattfinden soll. Außerdem verursachen derartige Füllstandsmesser und deren Anzeigevorrichtungen zusätzlichen Geräteaufwand, der sich bezüglich der Herstellkosten nachteilig auswirkt.Although the problem of overfilling, for example when refueling fuel systems by check valves in the nozzles of the filling largely exclude, in the filling of lubricating oil tanks of machinery usually the liquid level of the lubricating oil may not reach so far that a possibly existing check valve in the filling device can be closed. Another possibility according to the state of the art is offered by so-called hydrastatic filling level meters, such as those described in the publications DE 39 14 637 A1 ; DE 43 39 933 A1 . DE 43 31 607 C1 or DE-PS 897 331 are known. Although such level meter are sufficiently accurate, usually the level indicator is not in the area in which the filling process is to take place. In addition, such level indicators and their display devices cause additional equipment costs, which adversely affects the production costs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung in kompakter Form zur Messung des Befüllvolumens von befüllbaren Gegenständen vorzustellen, mit der exakt das Restbefüllvolumen dieses Gegenstandes auf einfache und kostengünstige Weise feststellbar ist.The The object of the invention is to provide a device in a compact Form for measuring the filling volume of fillable To introduce objects with the exact remaining volume of this Object is detected in a simple and cost-effective manner.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1, während vorteilhafte Weiterbildung oder Ausgestaltungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.The solution This object is apparent from the features of claim 1, while advantageous Further developments or refinements of the invention can be taken from the subclaims are.

Demnach besteht die Vorrichtung zur Messung des Befüllvolumens eines befüllbaren Gegenstandes im wesentlichen aus einer Druckmittelquelle, Druckmittelbehälten, Absperrventilen, einem Drucksensor und einer Steuer- und Auswerteeinrichtung und ist als Handkoffer ausgebildet. Zur Bestimmung des Befüllvolumens eines Gegenstandes nutzt die Erfindung die Erkenntnis, dass das in einem Druckmittelbehälter mit bekanntem Volumen druckgespeicherte Druckmedium dann seinen Druck absenkt, wenn dieses mit dem zu vermessenden und unter niedrigerem Druck stehende Befüllvolumen des Gegenstandes verbunden wird. Die Druckabsenkung ist demnach ein Maß für das Befüllvolumen des zu befüllenden Gegenstandes, welches sich durch eine einfache Berechnung in der Steuer- und Auswerteeinrichtung ermitteln läßt. Bei dem anschließenden Befüllvorgang des zu befüllenden Gegenstandes kann dieser entweder vollständig mit dem errechneten Volumen beispielsweise eines Schmiermittels befüllt werden, oder es kann das Restschmiermittelvolumen nachgefüllt werden, das zum Erreichen eines maximalen Schmiermittelstandes in dem Gegenstand notwendig ist. Im letzteren Fall ist dazu in der Steuer- und Auswerteeinrichtung das Gesamtbefüllvolumen des zu befüllenden Gegenstandes sowie das maximal zu befüllende Volumen abgespeichert oder eingegeben worden. Mit Hilfe dieser Angaben kann die Steuer- und Auswerteeinrichtung durch einfache Subtraktionsrechnung das noch nachzufüllende Befüllvolumen errechnen und auf einer Anzeigeeinrichtung darstellen.Therefore If the device for measuring the filling volume of a fillable The article essentially consists of a source of pressure medium, pressure medium containers, shut-off valves, a pressure sensor and a control and evaluation device and is designed as a suitcase. To determine the filling volume an object, the invention uses the knowledge that the in a pressure medium tank with known volume of print media then its Pressure lowers, if this with the one to be measured and under lower Pressure filling volume the object is connected. The pressure reduction is accordingly a measure of the filling volume of the to be filled Subject, which is characterized by a simple calculation in the Control and evaluation device can be determined. In the subsequent filling process of the to be filled This object can either be complete with the calculated volume For example, a lubricant can be filled, or it can Refilled residual lubricant volume to achieve a maximum lubricant level in the object is necessary. In the latter case, in the tax and evaluation the total filling volume of the to be filled Item as well as the maximum volume to be filled stored or been entered. With the help of this information, the tax and Evaluation by simple subtraction still be replenished filling volume calculate and display on a display device.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in der Beschreibung eine Zeichnung mit einem Aüsführungsbeispiel der Erfindung beigelegt. In dieser Darstellung ist mit 1 ein Gehäuse dargestellt. In diesem Gehäuse befindet sich eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 2, die vorzugsweise als Mikrocomputer ausgebildet ist. Diese Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 ist mit einer Stromquelle 18 verbunden, die entweder, eine Batterie sein kann, oder mit einem externen elektrischen Stromversorgungsnetz in Verbindung gebracht werden kann.For a better understanding of the invention, the description is accompanied by a drawing with an embodiment of the invention. In this illustration is with 1 a housing shown. In this housing is a control and evaluation 2 , which is preferably designed as a microcomputer. This control and evaluation device 2 is with a power source 18 which may either be a battery or may be associated with an external electrical power grid.

Die in diesem Ausführungsbeispiel als Batterie dargestellte Stromquelle 18 ist außerdem noch mit einer Druckmittelquelle 3 verbunden, die beispielsweise ein Kolbenkompressor ist. Die von dieser Druckmittelquelle 3 erzeugte Druckluft wird über eine Druckleitung 11 über ein Feindruckminderventil 9 zu einem ersten elektrischen Absperrventil 4 geleitet, und anschließend wenigstens einem der Druckmittelbehälter 12, 13, 14 zugeführt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Druckmittelbehälter 12, 13, 14 über Absperrventile 6, 7, 8 mit der Druckleitung 11 verbunden. In der Druckleitung 11 ist außerdem ein Drucksensor 10 angeordnet, der über eine Sensorenleitung mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 in Verbindung steht. Stromab des Drucksensors 10 ist ein weiteres Absperrventil 5 vorgesehen, das die Druckleitung 11 mit einer Druckleitung 15 verbindet. An dieser Druckleitung 15 befindet sich außerdem ein Verbindungselement 16 , das druckdicht mit einer Gehäuseöffnung eines bezüglich seines Befüllvolumens zu vermessenden Gegenstandes 17 verbindbar ist.The power source shown in this embodiment as a battery 18 is also still with a pressure medium source 3 connected, which is for example a piston compressor. The of this source of pressure medium 3 generated compressed air is via a pressure line 11 via a fine pressure reducing valve 9 to a first electric shut-off valve 4 passed, and then at least one of the pressure medium container 12 . 13 . 14 fed. In an advantageous embodiment of the invention, the pressure medium container 12 . 13 . 14 via shut-off valves 6 . 7 . 8th with the pressure line 11 connected. In the pressure line 11 is also a pressure sensor 10 arranged, which via a sensor line with the control and evaluation 2 communicates. Downstream of the pressure sensor 10 is another shut-off valve 5 provided that the pressure line 11 with a pressure line 15 combines. At this pressure line 15 There is also a connector 16 , the pressure-tight with a housing opening of a respect to its filling volume to be measured object 17 is connectable.

Die Absperrventile 4 bis 8 sind vorzugsweise als elektrische Schaltventile ausgebildet und über Steuerleitungen mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 verbunden. Diese Absperrventile können aber auch als handbetätigbare Ventile ausgebildet sein.The shut-off valves 4 to 8th are preferably designed as electrical switching valves and control lines with the control and evaluation 2 connected. These shut-off valves can also be designed as hand-operated valves.

Die Druckmittelbehälter 12, 13, 14 sind hier als Einzelbehälter dargestellt, wenn gleich auch ein einziger größerer Behälter verwendbar ist. In jedem Fall ist allerdings der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 deren Befüllvolumen bekannt.The pressure fluid tank 12 . 13 . 14 are shown here as a single container, although equal to a single larger container is used. In any case, however, is the control and evaluation 2 their filling volume known.

Die Bestimmung des Befüllvolumens des Gegenstandes 17 lässt sich durch die Beschreibung eines konkreten Messvorganges erläutern. Dabei wird von einem Aufbau der Vorrichtung gemäß der beigelegten Zeichnung ausgegangen, und es wird angenommen, dass der zu vermessende Gegenstand 17 ein Kraftfahrzeuggetriebe darstellt. Dabei wird mit Hilfe der Steuer- und Auswerteeinheit 2 zunächst der Kompressor zur Erzeugung eines vorgewählten Druckmitteldruckes in den Druckmittelbehältern 12, 13, 14 gestartet. Dazu ist das Feindruckminderventil 9 sowie die Absperrventile 4, 6, 7, 8 geöffnet, während das Absperrventil 5 geschlossen ist. Sobald die Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 mittels des Drucksensors 10 feststellt, dass der vorgewählte Druck in der Druckleitung 11 und in den Drukmittelbehältern 12, 13, 14 aufgebaut ist, werden die Absperrventile 4, 9 geschlossen und der Kompressor (3) abgeschaltet. Zum Einstellen eines von dem vorgegebenen Druck abweichenden Druckes kann anschließend das Absperrventil 4 nochmals geöffnet und mittels des Feindruckminderventils 9 ein möglicherweise vorhandener Überdruck auf den gewünschten Druck genau eingestellt werden.The determination of the filling volume of the object 17 can be explained by the description of a concrete measurement process. It is assumed that a construction of the device according to the accompanying drawings, and it is assumed that the object to be measured 17 represents a motor vehicle transmission. This is done with the help of the control and evaluation unit 2 First, the compressor for generating a preselected fluid pressure in the pressure fluid reservoirs 12 . 13 . 14 started. This is the Feindruckminderventil 9 and the shut-off valves 4 . 6 . 7 . 8th opened while the shut-off valve 5 closed is. Once the control and evaluation 2 by means of the pressure sensor 10 determines that the preselected pressure in the pressure line 11 and in the media containers 12 . 13 . 14 is constructed, the shut-off valves 4 . 9 closed and the compressor ( 3 ) shut off. To set a different pressure from the predetermined pressure then the shut-off valve 4 opened again and by means of the fine pressure reducing valve 9 a possibly existing overpressure can be set exactly to the desired pressure.

Nach dem anschließenden Absperren des Absperrventils 4 und einer Beruhigungszeit beispielsweise von 2 Sekunden wird das Absperrventil 5 geöffnet und das Druckmittel über die Druckleitung 11, 15 und das Verbindungselement 16 in das Getriebe (17) eingelassen. In diesem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass der Druck in den Druckmittelbehältern 12, 13, 14 und der Druckleitung 1 1 zwischen den Ventilen 4, 5 1200 mbar beträgt. Außerdem soll das Befüllvolumen aller 3 Behälter zusammen 1.000 cm³ betragen.After the subsequent shut-off of the shut-off valve 4 and a settling time of, for example, 2 seconds becomes the shut-off valve 5 opened and the pressure medium via the pressure line 11 . 15 and the connecting element 16 in the transmission ( 17 ) taken in. In this embodiment, it is assumed that the pressure in the pressure medium containers 12 . 13 . 14 and the pressure line 1 1 between the valves 4 . 5 1200 mbar. In addition, the filling volume of all 3 Containers together 1,000 cm ³ .

Nach der Beruhigungszeit hat sich der Druck des Druckmittels in den Druckmittelbehältern 12, 13, 14 und in dem Getriebe (17) angeglichen, wobei der Druck im Getriebe (17) angestiegen und der in den Druckmittelbehältern 12, 13, 14 abgesunken ist. Anschließend wird durch den Drucksensor 10 der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 in diesem Ausführungsbeispiel eine Druckabsenkung auf 350 mbar angezeigt. Aus diesen der Steuer- und Auswerteeinrichtung 2 zur Verfügung stehenden Daten kann nach der Gleichung

das Befüllvolumen des Getriebes (17) bestimmt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass das Volumen V1 der Druckmittelbehälter auch das in Druckleitungen 11, 15 mit umfasst. Eingesetzt in die vorhergehende Gleichung ergibt sich

für das noch befüllbare Volumen des Getriebes (17). Um die vorhandene Einfüllmenge im Getriebe (17) zu bestimmen, wird das Restbefüllvolumen in der Steuer- und Auswerteeinrichtung von dem dieser Einrichtung bekannten oder eingegebenen Leer- Befüllvolumen des Getriebes von 3.800 cm³ abgezogen. Auf diese Weise ergibt sich eine Füllmenge von 1.371,43 cm³ Schmiermittel, das schon im Getriebe (17) befindlich ist. Diese vorhandene Füllmenge kann ebenso wie die das Restbefüllvolumen von der Steuer- und Auswerteein-Richtung 2 ausgedruckt oder auf einem Display dargestellt werden.After the settling time, the pressure of the pressure medium in the pressure medium containers 12 . 13 . 14 and in the transmission ( 17 ), the pressure in the transmission ( 17 ) and in the pressure medium containers 12 . 13 . 14 has dropped. Subsequently, by the pressure sensor 10 the control and evaluation 2 indicated in this embodiment, a pressure reduction to 350 mbar. From these the control and evaluation 2 available data can according to the equation

the filling volume of the gearbox ( 17 ). It is assumed that the volume V1 of the pressure fluid tank also in the pressure lines 11 . 15 includes. Substituted in the previous equation results

for the still fillable volume of the transmission ( 17 ). To the existing amount of fuel in the transmission ( 17 ), the remaining filling volume in the control and evaluation device is subtracted from the empty filling volume of the transmission of 3,800 cm ^{3, which is} known or entered by this device. This results in a filling quantity of 1,371.43 cm ³ lubricant, which is already in the gearbox ( 17 ) is located. This existing filling quantity, as well as the residual filling volume, can be controlled by the control and evaluation means 2 printed or displayed on a display.

Claims

Device in the form of a suitcase for measuring the filling volume of a fillable article ( 17 ), comprising one via control and / or signal lines in connection with a pressure medium source ( 3 ), with valves ( 4 - 8th ) and a pressure sensor ( 10 ) control and evaluation device ( 2 ) for controlling the device and for determining the filling volume, and at least one pressure line ( 11 ), which the pressure medium source ( 3 ) via a first shut-off valve ( 4 ) and at least one pressure medium container ( 12 . 13 . 14 ) with a second shut-off valve ( 5 ), whereby the pressure sensor ( 10 ) in the pressure line ( 11 ) between the first shut-off valve ( 4 ) and the second shut-off valve ( 5 ) is arranged, and wherein the device via a further pressure line ( 15 ) with a housing opening of the object to be measured with respect to its filling volume ( 17 ) pressure-tight, which further pressure line ( 15 ) to the second shut-off valve ( 5 ) of the device and by means of a connecting element ( 16 ) is connected to the housing opening.

Apparatus according to claim 1, characterized in that a Feindruckminderventil ( 9 ) between the pressure medium source ( 3 ) and the first shut-off valve ( 4 ) is arranged.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure medium container ( 12 . 13 . 14 ) via a shut-off valve ( 6 . 7 . 8th ) with the pressure line ( 11 ) connected is.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that it is housed in a housing ( 1 ) is housed, and in it a power source ( 18 ) for the supply of electrical equipment ( 2 - 10 ) is arranged.