DE3506705C2 - Anordnung zur Gewinnung eines Ölmangelsignals bei einer druckölgeschmierten Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei druckölgeschmierten Maschinen treten nach relativ kurzer Zeit schwere Schäden auf, wenn die Ölschmierung beispielsweise infolge eines zu niedrigen Ölstands in einer Ölwanne unterbrochen wird. Daher existiert bereits eine große Anzahl von Vorschlägen für Ölmangelsensoren, die ein beispielsweise zur Unterbrechung des Betriebs der Maschine führendes Ölmangelsignal dann erzeugen, wenn der Absolutwert des Öldrucks in einer Druckleitung in Strömungsrichtung hinter der Ölpumpe einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet. In diesem Zusammenhang seien als Beispiele lediglich die DE-OS 20 22 869 und die DE 29 35 938 A1 genannt. Die so erzeugten Ölmangelsignale dienen - gegebenenfalls zusätzlich - zur Erzeugung eines Warnsignals beispielsweise für den Fahrer eines mit der Maschine ausgerüsteten Fahrzeugs; sie können auch unter Verwendung weiterer Maschinenbetriebsparameter, beispielsweise der Drehzahl oder der Öltemperatur, so aufbereitet werden, daß gleichsam von dem jeweiligen Maschinenbetriebszustand abhängige Schwellwerte entstehen.

Die bekannten Anordnungen dieser Art arbeiten, wie gesagt, mit Erfassung des Absolutwerts des Öldrucks, also letztlich mit Erfassung des statischen Öldrucks. Von Nachteil ist, daß bereits ein zu geringer mittlerer Öldruck zu einer schädlichen Beeinträchtigung der Ölschmierung und damit zur Gefahr der Beschädigung der Maschine führen kann.

Die DE 30 21 573 A1 beschreibt Verfahren zur Überprüfung des Schmiermittelsystems eines Verbrennungsmotors, wobei eine Schmiermittelpumpe zugrunde gelegt ist, die durch die Kurbelwelle des Motors und demgemäß mit der jeweiligen Geschwindigkeit desselben angetrieben wird. Durch Abnutzung im normalen Betrieb ändert sich die Geschwindigkeit, mit der der Schmieröldruck Änderungen der Maschinengeschwindigkeit folgt. Die beschriebenen Verfahren sehen demgemäß vor, während des Beschleunigens bzw. des Abbremsens der Maschine Druckwerte zu erfassen und daraus Rückschlüsse auf den jeweiligen Zustand des Schmiersystems zu ziehen.

Die DE 31 15 149 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Gewinnung von Warnsignalen bei anormalen Betriebszuständen in einem Behälter. In erster Linie ist dabei an den Kühlflüssigkeitsbehälter einer Brennkraftmaschine gedacht. Der Sensor ist ein Temperatur- oder Drucksensor, der ausgangsseitig mit einer Differenziereinrichtung in Verbindung steht. Die jeweils erfaßte Änderungsgeschwindigkeit wird mit einem veränderlichen Grenzwert verglichen, und ggf. wird ein Warnsignal erzeugt. Die Erzeugung eines Ölmangelsignals ist nicht angesprochen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zuschaffen, die ein Ölmangelsignal bereits dann erzeugt, wenn der statische Öldruck noch nicht unter einen vorgegebenen Schwellwert gefallen ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Die Erfindung nutzt die Tatsache aus, daß bei beginnendem Ölmangel von der Schmierölpumpe einzelne größere Luftblasen angesaugt werden, die in der Ölpumpe zusammen mit dem angesaugten Schmieröl auf höheren Druck gebracht und damit im Gegensatz zu dem nahezu inkompressiblen Schmieröl verdichtet werden. Diese Verdichtung und die damit verbundene Volumenverringerung der Luftblasen äußern sich bei gleichbleibendem Ansaugvolumen der Schmierölpumpe auf ihrer Druckseite durch ein plötzlich verringertes Fördervolumen, das seinerseits einen kurzzeitigen Druckabfall in der Druckleitung bewirkt. Hat die Luftblase die Ölpumpe passiert, stellt sich der Öldruck wieder auf dem früheren (statischen) Niveau ein . Diese durch die Luftblase verursachte Senke im zeitlichen Öldruckverlauf nutzt die erfindungsgemäße Anordnung zur frühzeitigen Erzeugung eines Ölmangels aus, das in an sich bekannter Weise zur Signalgabe für den Fahrer eines mit der Maschine ausgerüsteten Fahrzeugs oder bereits zum Abschalten des Betriebs der Maschine ausgenutzt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist die Kombination dieses Öldruckgradienten erfassenden Sensors mit einem Sensor für den Absolutwert des Öldrucks, so daß gleichsam eine zweistufige Signalerzeugung vorliegt.

Da üblicherweise verwendetes Schmieröl auch im normalen Betrieb der Maschine in allerdings wesentlich geringerem Umfang Luft- oder Gasblasen enthalten kann, wird man gemäß Patentanspruch 2 zur Unterscheidung zwischen ölmangelbedingten Luftblasen einerseits und im Betrieb auftretenden Blasen andererseits dem Drucksensor eine Schwellwertstufe zur Signalunterdrückung bei betriebsüblichen Öldruckschwankungen nachschalten.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Verlauf des Öldrucks p über der Zeit t beim Auftreten einer Luftblase in der Ölpumpe und

Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Anordnung.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man, daß der Öldruck p über der Zeit t einen im wesentlichen durch die Auslegung der verwendeten Ölpumpe bestimmten konstanten Wert behält, bis infolge Ölmangels in dem Ölreservoir, beispielsweise der Ölwanne einer in einem Fahrzeug angeordneten Brennkraftmaschine, eine größere Luftblase die Ölpumpe passiert. Dann kommt es zu dem aus Fig. 1 deutlich ersichtbaren Abfall des Öldrucks um den Wert Δp innerhalb einer Zeitspanne Δt. Der hierdurch bestimmte Gradient, genauer: Differenzenquotient wird erfindungsgemäß, sofern er einen bestimmten Schwellwert überschreitet, zur Erzeugung eines Ölmangelsignals ausgenutzt.

Dies kann mit der in Fig. 2 dargestellten Anordnung geschehen. Man erkennt bei 1 die Ölwanne einer im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, aus der über das Ölfilter 2 mittels der Ölpumpe 3 Öl abgesaugt und in die Druckleitung 4 gefördert wird. An die Druckleitung 4 ist der allgemein mit 5 bezeichnete Öldrucksensor angeschlossen, der den eigentlichen Drucksensor 6, die nachgeschaltete Differenzierstufe 7 und die dieser nachgeschaltete Schwellwertstufe 8 enthält. Aus dem von dem eigentlichen Drucksensor gelieferten Signal für den Momentanwert des Öldrucks wird in der Differenzierstufe 7 der - negative - Druckgradient gebildet, der in der Schwellwertstufe 8 daraufhin überprüft wird, ob er unterhalb oder oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt. Liegt er unterhalb dieses Schwellwerts, so ist er nicht durch einen kritischen Ölmangel bedingt, sondern durch Gasblasen, die sich während des üblichen Maschinenbetriebs im Schmieröl befinden. In diesem Falle wird das Ausgangssignal der Differenzierstufe 7 unterdrückt, so daß es nicht an die Anzeigevorrichtung 9, in diesem Ausführungsbeispiel eine Lampe, gelangt. Ist das Ausgangssignal der Differenzierstufe 7 dagegen größer als der Schwellwert, so liegt zumindest eine Luftblase im Öl vor, die auf Ölmangel beruht, so daß das Ölmangelsignal an die Anzeigevorrichtung 9 gelangt.

Wie bereits ausgeführt, kann diese Anordnung kombiniert sein mit einer - gegebenenfalls die Ausgangssignale des eigentlichen Drucksensors 6 verwendenden - weiteren Anordnung, die ein Ölmangelsignal dann erzeugt, wenn der Absolutwert des Öldrucks, also der statische Druck, einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet. Auch können weitere Maschinenparameter, beispielsweise die Drehzahl und/oder die Öltemperatur, in das Ölmangelsignal eingearbeitet werden.

Claims (4)

1. Anordnung zur Gewinnung eines Ölmangelsignals bei einer druckölgeschmierten Maschine, insbesondere einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, mit einem Öldrucksensor an einer von einer Ölpumpe gespeisten Druckleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldrucksensor (5) zur Erzeugung eines einem durch Luftblasen in der Druckleitung (4) verursachten negativen Öldruckgradienten entsprechenden Signals als Ölmangelsignal ausgelegt ist, wobei mit p der Öldruck, mit Δp, dp ein Öldruckabfall und mit Δt, dt eine Zeitspanne bezeichnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldrucksensor (5) eine Schwellwertstufe (8) zur Signalunterdrückung bei betriebsüblichen Öldruckschwankungen enthält.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldrucksensor (5) ein dem negativen absoluten Öldruckgradienten bzw. -differenzenquotienten entsprechendes Signal erzeugt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldrucksensor (5) eien dem negativen relativen Öldruckgradienten bzw. -differenzquotienten entsprechendes Signal erzeugt.