DE19825194A1

DE19825194A1 - Verfahren zum ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbeständen in einer Flüssigkeit

Info

Publication number: DE19825194A1
Application number: DE1998125194
Authority: DE
Inventors: Thomas Grieshaber; Thomas Vosseler; Uli Lauffer; Thomas Zothner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-05
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-12-09

Abstract

Bei einem Verfahren zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlkreislaufes (15) eines motorbetriebenen Fahrzeuges, wird an eine Öffnung (14) des Kühlkreislaufes (15), insbesondere Kühler (16) ein Behälter (2, 2.1) angeschlossen und anschließend mit Flüssigkeit befüllt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlkreislaufes eines motorbetriebenen Fahrzeuges sowie eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Im Stand der Technik wird zur Ermittlung eines Ölbestandteiles in einer Flüssigkeit eine Öffnung bspw. eines Kühlkreislaufes geöffnet und Flüssigkeit entnommen. Dies ist problematisch, da im Betriebszustand eines Fahrzeuges, sich die Kühlflüssigkeit durch Erwärmung ausdehnt und daher aus dem Kühlkreislauf, insbesondere aus einem Kühler eines Fahrzeuges austritt. Ein Erkennen von Gasbläschen oder Ölbestandteilen ist daher sehr schwierig.

Gerade bei thermischen Spannungen bspw. eines Motorblockes oder eines Zylinderblockes, welche erst nach dem Erwärmen zum Ausdehnen und zur Bildung von Rissen führen, treten Ölbestanteile, Luft oder Gas aus. Eine Überprüfung im Betriebszustand ist deshalb unabdingbar.

Bisher war es nicht möglich, Leckagen oder Risse eines Zylinderkopfes oder einer Zylinderkopfdichtung eines Fahrzeuges im eingebauten Zustand direkt zu erkennen. Vielmehr wurden derartige Zylinderköpfe von einem Fahrzeug entnommen bzw. abgeschraubt, um einen möglichen Defekt festzustellen. Dies ist äusserst zeit- und kostenintensiv, was unerwünscht ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, mit welchen auf einfachste, sehr schnelle und kostengünstige Weise Luft, Gas oder Ölbestandteile, welche in Kühlkreislauf von aussen eingetreten sind, zu erkennen und zu analysieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass an eine Öffnung des Kühlkreislaufes, insbesondere Kühler, ein Behälter angeschlossen und anschliessend mit Flüssigkeit befüllt wird.

Vorzugsweise ist der Behälter aus flüssigkeits undurchlässigem und durchsichtigem Material, Kunststoff oder Glas hergestellt. Durch das nachträgliche Einfüllen von Flüssigkeit lässt sich ggf. mittels Unterstützung eines Beleuchtungsmittels ein Aufsteigen von Gasbläschen im Behälter leicht erkennen, wenn Gas-, oder Luftbläschen aus dem Kühlkreislauf eines Kühlers in den Behälter eintreten. Dabei können zusätzliche Sensorelemente vorgesehen sein, die das Erkennen bspw. von Ölbestandteilen oder Gas- oder Luftbläschen erleichtern und ggf. an einem Display einer Steuereinrichtung anzeigen.

Damit für unterschiedliche Fahrzeugtypen ein und derselbe Behälter aufgesetzt werden kann, ist ein Adapterelement vorgesehen, welches für jeden Kühlertyp passend ausgebildet ist.

Ferner lässt sich mittels der erfindungsgemässen Einrichtung auch ein Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Behälters einstellen, was durch Flüssigkeitsausgleich oder durch Ablassen von Flüssigkeit geschieht. Vorzugsweise wird über ein Drucksensor der Druck in dem Behälter gemessen und konstant gehalten. Der Drucksensor übermittelt die entsprechenden Informationen bei ansteigendem Druck an die Steuereinrichtung, die wiederum ein Ablassventil oder eine Verbindungsleitung zu einem Vorratsbehälter öffnet oder schliesst, um einen Flüssigkeitsdruck im Behälter auszugleichen. Hierdurch lässt sich immer ein gleichbleibender Flüssigkeitsspiegel einstellen, an welchem vorzugsweise dann auch das Sensorelement angeordnet ist, um Ölbestandteile oder Gasbestandteile zu erkennen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann als einzelnes Bauteil der Behälter direkt auf den Kühler oder indirekt über das Adapterelement aufgesetzt werden. Dabei ist der Behälter ebenso vorzugsweise durchsichtig ausgebildet und kann von oben mittels Flüssigkeit befüllt werden. Ein anschliessendes in Betrieb setzen des Motors hat ein Erwärmen des Kühlers, insbesondere der Kühlflüssigkeit zur Folge, so dass diese im Behälter ansteigt. Nach oben austretende Gasbläschen können sich in dem vorzugsweise zylindrisch, insbesondere rund ausgebildeten Behälter ansammeln und dort aufsteigen. Diese sind mit blossem Auge erkennbar.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens geschaffen, mit welchen auf einfachste und kostengünstigste Weise Luft, Gas sowie auch Ölbestandteile in einer Kühlflüssigkeit erkennbar sind. Hierdurch kann sehr leicht festgestellt werden, ob bspw. ein Kühlkreislauf Leckagen besitzt, ob es überhaupt notwendig ist bspw. einen Zylinderkopf eines Fahrzeuges zu demontieren, auszutauschen oder nach derartigen fehlerlhaften Stellen zu suchen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine erfindungsgemässe Einrichtung zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine weitere Einrichtung gemäss Fig. 1 als weiteres Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Gebrauchslage.

Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Einrichtung R₁ zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit ein Gehäuse 1 auf, in welchem ein Behälter 2 vorgesehen ist. Der Behälter 2 ist vorzugsweise zylinderartig ausgebildet und aus durchsichtigem Material hergestellt.

Nach unten schliesst an den Behälter 2 ein Adapterelement 3 an, welches mit dem Behälter 2 wieder lösbar verbunden ist. Das Adapterelement 3 kann aus elastischen Kunststoffmaterial oder sogar aus Metall hergestellt sein. An das Adapterelement 3 schliesst, wie in Fig. I dargestellt, eine Verbindungsleitung 4 an, welche mit einem Vorratsbehälter 5 in Verbindung steht. Zwischen dem Vorratsbehälter 5 und dem Behälter 2 kann Flüssigkeit mittels einer ansteuerbaren Pumpe 6 ausgetauscht werden.

In die Verbindungsleitung 4 ist ein Drucksensor 7 und daran anschliessend ein regelbares Absperrventil 8 eingesetzt. Die Pumpe 6, Absperrventil 8 und Drucksensor 7 sind über Steuerleitungen 9 mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden. Auf einem Display 11 lassen sich sämtliche Funktionen, insbesondere Betriebsfunktionen der Einrichtung R₁ eingeben und anzeigen. Das Display 11 dient ebenfalls zur Auswertung der Funktionsweise dieser Einrichtung R₁.

Ferner ist die Steuereinrichtung 10 mit einem Sensorelement 12 über eine weitere Steuerleitung 9 verbunden, wobei das Sensorelement 12 vorzugsweise dem Behälter 2 zugeordnet ist. Das Sensorelement 12 kann unterschiedlichster Art sein und ist vorzugsweise über den Umfang des Behälters 2 im oberen Bereich angeordnet. Das Sensorelement 12 dient im wesentlichen zur Erkennung von Luft, Gas und Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit. Dies kann bspw. über Ultraschall, Infrarot, Laser oder dgl. Sensoren geschehen. Hier seien der vorliegenden Erfindung keine Grenzen gesetzt.

Das Adapterelement 3 schliesst über einen Verschluss 13 an eine Öffnung 14 eines Kühlkreislaufes 15 an. Über den Verschluss 13 lässt sich luftdicht eine Verbindung zum Kühlkreislauf 15 herstellen. Vorzugsweise ist der Kühlkreislauf 15 als Kühler 16 eines Fahrzeuges ausgebildet. Auf diesen Kühler 16 lässt sich das Gehäuse 1 mit Adapterlement 3 über den Verschluss 13 aufsetzen.

In Fig. 2 ist eine entsprechend dargestellte Einrichtung R₂ aufgezeigt, die im wesentlichen identische Bauteile aufweist. Unterschiedlich ist, dass zusätzlich ein Beleuchtungsmittel 17 dem Behälter 2 zugeordnet ist, welches die Aufgabe hat, einen Einblick bzw. Durchblick in diesen zu ermöglichen. Hierdurch wird die im Behälter 2 vorhandene Flüssigkeit beleuchtet, so dass Luftbläschen, Gasbläschen oder Ölbestandteile in der Flüssigkeit oder auf dem Flüssigkeitsspiegel sehr leicht erkennbar sind.

Das Beleuchtungsmittel 17 steht über eine Steuerleitung 9 mit der Steuereinrichtung 10 in Verbindung und kann von dieser aus angesteuert, insbesondere eingeschaltet oder sogar gedimmt werden.

Selbstverständlich werden Steuereinrichtung 10 sowie Pumpe 11 oder das regelbare Absperrventil über hier nicht dargestellte Energiequellen, welche extern oder intern vorgesehen sein können, angesteuert. Auch liegt hier im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass der Vorratsbehälter 5 nachfüllbar, wiederauffüllbar und ggf. zu öffnen ist, um die Flüssigkeit auszutauschen oder den Vorratsbehälter 5 zu reinigen. Dazu können Deckel od. dgl. Elemente vorgesehen sein, auf die im einzelnen nicht eingegangen wird.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Fig. 3 ist auf den Kühler 16 eines Kühlkreislaufes 15 eine Einrichtung R₃ mit einem Behälter 2.1 aufgesetzt, welcher direkt mit einem Verschluss 13 versehen ist. Ein Gehäuse 1.1 nimmt nur teilweise den Behälter 2.1 auf, so dass dieser noch von aussen sichtbar ist. Nach oben und nach unten hin ist der Behälter 2.1 geöffnet. Hinter dem Behälter 2.1 sitzt vorzugsweise das Beleuchtungsmittel 17, welches über die Steuereinrichtung 10 betätigbar ist. Vorzugsweise nahe des Verschlusses 13 sitzt der Drucksensor 7, welcher über die Steuerleitung 9 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden ist.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
In einem Kühlkreislauf 15, insbesondere an einen Kühler 16, kann mittels der erfindungsgemässen Einrichtung R₁ bis R₃ auf sehr einfache Weise der Behälter 2, 2.1 direkt oder indirekt ggf. über ein Adapterelement 3, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, angeschlossen werden. Durch Befüllen des Behälters 2, 2.1 mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser oder Kühlflüssigkeit, wie es in Fahrzeugen als Frostschutzmittel verwendet wird, lässt sich ein bestimmter Druck auf einen Kühlkreislauf geben.

Wird nun das Fahrzeug, insbesondere der Motor betrieben, so können defekte Stellen am Zylinderkopf, an der Zylinderkopfdichtung oder Leckagen im System, durch welche Luft oder Ölbestandteile sowie aber auch Gasbestandteile in den Kühlerkreislauf eintreten, hierdurch erkannt werden. Diese Bestandteile steigen durch die Zirkulation des Kühlkreislaufes 15 in den Kühler 16 auf und treten in den Behälter 2, 2.1 ein. Dort sind Sensorelemente 12 vorgesehen, welche bspw. Ölbestandteile oder Luft oder Gasblasen erkennen können. Eine derartige Leckage oder fehlerhafte Stelle kann im Anschluss daran ermittelt werden.

Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass zur Erkennung dieser Gas-, Luft-, oder Ölbestandteile der Motor nicht zerlegt werden muss. Mittels dieser erfindungsgemässen Einrichtung R₁ bis R₃ lässt sich auf sehr einfache Weise ein Gas- oder Luftbestandteil in einem Kühlkreislauf bestimmen.

Durch die Erwärmung von bspw. Kühlflüssigkeit, kommt es zu einer Ausdehnung und Änderung des Druckes. Diese Änderung der Menge an Kühlflüssigkeit durch Erwärmung kann über, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, eine Verbindungsleitung 4 und einem Vorratsbehälter 5 ausgeglichen werden. Hierzu ist ein Druckelement 7 vorgesehen, welches den Druck in dem Behälter 2, 2.1 exakt misst. Anschliessend kann mittels Pumpe 6 und Absperrventil 8 über den Vorratsbehälter 5 Flüssigkeit entnommen oder wieder zugeführt werden. Auch zum erstmaligen in Betrieb nehmen der Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Einrichtung R₁, R₂ auf die Öffnung 14 des Kühlers 16 aufgesetzt und mit dieser verbunden wird. Anschliessend kann Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter 5 in den Behälter 2 automatisch eingefüllt werden. Dabei ist eine Druckänderung in dem Behälter 2 automatisch regelbar. Ein Überlaufen des Behälters 2 wird auf diese Weise verhindert.

Ferner herrscht permanent ein konstanter Druck im Behälter 2, was für eine exakte Ermittlungen von Leckagen, von Vorteil ist. Hierdurch lässt sich bspw. der Flüssigkeitsspiegel immer an einer gewünschten Stelle halten, bspw. mittig des Sensorelementes 12 im Behälter 2, so dass eine Messung exakt erfolgen kann.

Ferner ist von Vorteil, wenn hinter dem vorzugsweise durchsichtig ausgebildeten Behälter das Beleuchtungsmittel 17 vorgesehen ist, um auch mittels dem blossen Auge die Luftblasen oder Ölbestandteile, welche aus der Kühlflüssigkeit abgeschieden werden, zu erkennen.

Ist eine Messung erfolgt, so lässt sich über die Verbindungsleitung 4 die im Behälter 2 befindliche Flüssigkeit in den Vorratsbehälter 5 abpumpen.

In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 ist der Behälter 2.1 durchgehend ausgebildet und ist endseits mit einem Verschluss 13 versehen. Dieser Verschluss 13 lässt sich direkt auf eine Öffnung 14 des Kühlers 16 dicht aufschrauben, so dass insgesamt das Gehäuse 1.1 dort festgelegt ist. Anschliessend wird von oben der Behälter 2.1 mit einer Flüssigkeit, insbesondere Frostschutzmittel befüllt. Der Behälter 2.1 ragt zumindest teilweise aus dem Gehäuse 1.1 hervor. Hinter dem Behälter 2.1 sitzt ein Beleuchtungsmittel 17 und beleuchtet diesen. Eine Steuereinrichtung 10 mit Display 11 kann das Einschalten des Beleuchtungsmittels 17 sowie auch das Anzeigen eines bestimmten Druckes ermöglichen. Ggf. ist hier noch ein, über die Steuereinrichtung 10 regelbares Auslassventil 18 vorgesehen, welches bei ansteigender Temperatur und somit ansteigendem Druck den Flüssigkeitspegel konstant hält.

Vom vorliegenden Erfindungsgedanken soll auch umfasst sein, dass lediglich der Behälter 2.1 als durchsichtige Röhre auf den Kühler 16 aufgesetzt werden kann, anschliessend mit Flüssigkeit befüllt wird, um dann im Betrieb des Motors ein Aufsteigen von Gas oder Luftblasen oder Ablagern von Ölbestandteilen an der Flüssigkeitsoberfläche zu erkennen.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Behälter

3

Adapterelement

4

Verbindungsleitung

5

Vorratsbehälter

6

Pumpe

7

Druckelement

8

Absperrventil

9

Steuerleitung

10

Steuereinrichtung

11

Display

12

Sensorelement

13

Verschluss

14

Öffnung

15

Kühlkreislauf

16

Kühler

17

Beleuchtungsmittel

18

Auslassventil
R₁

Einrichtung
R₂

Einrichtung
R₃

Einrichtung

Claims

1. Verfahren zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlkreislaufes (15) eines motorbetriebenen Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass an eine Öffnung (14) des Kühlkreislaufes (15) insbesondere Kühler (16), ein Behälter (2, 2.1) angeschlossen und anschliessend mit Flüssigkeit befüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in dem Behälter (2) aus einem Vorratsbehälter (5) eingepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit druckabhängig in den Behälter (2, 2.1) eingefüllt, mittels eines Drucksensors (7) eine Druckänderung des Flüssigkeitsspiegels im Behälter (2, 2.1) angezeigt und über Zu- oder Abführen von Flüssigkeit aus dem Behälter (2, 2.1) ggf. in oder aus dem Vorratsbehälter (5) ausgeglichen wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über zumindest ein Sensorelement (12) aufsteigende Luft- oder Gasblasen und/oder Ölbestandteile im Behälter (2, 2.1) ermittelt und ggf. angezeigt werden.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gas- und Luftblasen und/oder Ölbestandteile, welche aus dem Kühlkreislauf (15) in den Behälter (2, 2.1) eintreten, durch Beleuchtungsmittel (17), des zumindest teilweise durchsichtig ausgebildeten Behälters (2, 2.1) angezeigt werden.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass über ein austauschbares Adapterelement (3) der Behälter (2, 2.1) auf die Öffnung (14) des Kühlkreislaufes (15) aufgesetzt wird.

7. Einrichtung zum Ermitteln von Luft, Gas und/oder Ölbestandteilen in einer Flüssigkeit, insbesondere eines Kühlkreislaufes (15) eines motorbetriebenen Fahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass ein Behälter (2, 2.1) direkt oder indirekt an den Kühlkreislauf (15), insbesondere Kühler (16) anschliessbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 2.1) über ein Adapterelement (3) mit dem Kühlkreislauf (15) verbindbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 2.1) und/oder das Adapterelement (3) an den Kühlkreislauf (15), insbesondere an den Kühler (16) anschliessbar ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2, 2.1) und/oder das Adapterelement (3) aus zumindest teilweise durchsichtigem Material hergestellt ist/sind.

11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an das Adapterelement (3) oder an dem Behälter (2, 2.1) eine Verbindungsleitung (4), mit eingesetztem Druckelement (7) und Pumpe (6), mit einem Vorratsbehälter (5) verbunden ist.

12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (2, 2.1) zumindest ein Sensorelement (12) zum Erkennen von Gas, Luft und/oder Ölbestandteilchen zugeordnet ist.

13. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (2, 2.1) zumindest ein Beleuchtungsmittel (17) zugeordnet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel (17), das Druckelement (7), Absperrventil (8) und Pumpe (6) über Steuerleitungen (9) mit einer Steuereinrichtung (10) verbunden sind.

15. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dem Adapterelement (3) und/oder dem Behälter (2, 2.1) ein ansteuerbares Auslassventil (18) zugeordnet ist.