DE4214768A1 - Anordnung zur Messung, Überwachung und Regelung des Flüssigkeitsfüllstandes in einem Behälter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Füll­ standsregelung einer Flüssigkeit in einem Behälter, ins­ besondere in einem Kurbelgehäuse eines Benzin- oder Die­ selmotors und liegt auf dem Gebiet der Regelungstechnik.

Zur Messung des Flüssigkeitspegels in Behältern werden noch oft die bekannten elektromechanischen Vorrichtungen, wie Hebelgeber oder Schwimmerschalter eingesetzt. Diese Anordnungen, die über den geostatischen Druck auf einen Geber einwirken, werden über Widerstandsschleif­ ringe auf Auswerteschaltungen oder Zeigerinstrumente ge­ führt. Andere bekannte Vorrichtungen, beispielsweise zur Motorölkontrolle oder Benzinstandskontrolle bei Kfz-Moto­ ren bestehen aus einem Kondensator, der auf einer flexi­ blen Folie angebracht ist und aufgrund seines unter­ schiedlichen Dielektrikums als frequenzbestimmendes Glied auf einen Oszillator einwirkt.

Für die Kontrolle von Flüssigkeitsständen besonders bei Kühlwasser, Waschwasser, Bremsflüssigkeit, Kraftstoff, Motoröl von Kraftfahrzeugen werden auch oft Piezo-Reso­ natoren eingesetzt. Hierbei wird ein piezokeramischer Resonator von der zu messenden Flüssigkeit benetzt und wirkt dämpfend auf einen angeschalteten Schwingkreis ein. Zur Kontrolle bzw. Überwachung des Öls in der Ölwanne eines Motors ist weiterhin ein System bekannt, bei dem ein Geber sich am Ende des Ölpeilstabes befindet.

Diesem modifizierten Stab verwendet man anstelle des normal vorhandenen Peilstabes. Der Geber besteht aus einem hochgenauen Meßwiderstand, durch den ein konstanter Strom von festgelegter Dauer geschickt wird. Die Wider­ standsänderung durch Erwärmung des in die Ölwanne einge­ tauchten Meßwiderstandes bei niedrigem Ölstand ist anders als bei hohem Ölstand. Eine Auswertung der Widerstands­ änderung erfolgt dann in einer elektronischen Schaltung.

Der Einsatz von Sensoren zur Füllstandskontrolle von Flüssigkeiten wird beschrieben in der Zeitschrift "MIK- ROPERIPHERIK", März 1986, Blatt IX. Hier wird auch ge­ sagt, daß es zur Zeit noch keine günstige Alternative zum elektromechanischen Schwimmerschalter gibt, außer der in P 36 30 396.8 beschriebenen opto-elektro­ nischen, die jedoch den Nachteil besitzt, einen elektrischen Regler einsetzen zu müssen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine einfache An­ ordnung zur Messung, Überwachung und Regelung eines Flüssigkeitspegels zu finden, die gleichzeitig auch ihre Funktionsbereitschaft anzeigt.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 erreicht. Ausgestaltungen sind aus den Unter­ ansprüchen ersichtlich.

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Gedankens ist einmal das Fehlen eines elektrischen Reglers und zum anderen die Möglichkeit, den Füllstand in einem Kurbel­ gehäuse eines Benzin- oder Dieselmotors zu regeln, indem dies nur bei stillstehendem Motor geschieht.

Während der Fahrt eines Kraftfahrzeuges wird bekanntlich das Motoröl im Kurbelgehäuse stark aufgewirbelt und bildet eine so stark schwankende Oberfläche, daß nur mit großem Aufwand eine Beruhigung an extra dafür vor­ vorgesehenen Orten im Kurbelgehäuse möglich wird. Da jedoch der Ölverbrauch sehr langsam fortschreitet, ist es nur notwendig, eine Füllstandsregelung bei stillstehendem Motor vorzunehmen. Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß z. B. in der Ölzuleitung ein Ventil geöffnet wird, welches bei laufendem Motor geschlossen ist und das zeitverzögert nach Abschalten des Motors öffnet und nach einer gewissen Zeit wieder schließt.

Nur dadurch ist der Einsatz der sehr einfachen erfin­ dungsgemäßen Füllstandsregelung möglich.

Anhand eines Ausführungsbeispieles (s. Fig. 1) soll die erfindungsgemäße Anordnung näher erläutert werden.

Dabei soll der Ölstand im Kurbelgehäuse eines Kraft­ fahrzeug-Motors geregelt werden.

Natürlich lassen sich auch Flüssigkeitsstände anderer Medien überwachen und regeln.

Ein Kurbelgehäuse (1) ist bis zum Flüssigkeitsspiegel (2) mit Öl gefüllt, das sich im Laufe der Zeit langsam ver­ braucht, so daß der Spiegel (2) langsam nach Position (3) absinkt. Dafür öffnet sich die Leitung (4). Da jedoch das sich im druckdichten hochliegenden Öl - Vorratsbehälter (5) befindende Ventil (6) geschlossen ist, erfolgt kein Nachfüllen des Öls in das Kurbelgehäuse (1), da kein Druckausgleich stattfinden kann.

Wird nun der Motor außer Betrieb genommen, so öffnet sich zeitverzögert automatisch das Ventil (6) im Behälter (5) und ermöglicht durch Druckausgleich, daß Öl über die Leitung (7) aus dem Vorratsbehälter (5) solange in das Kurbelgehäuse (1) einläuft, bis der Ölspiegel, der sich anfänglich in Position (3) befand, wieder zurück nach Position (2) gewandert ist und die Öffnung der Leitung (4) wieder verschlossen hat. Danach, z. B. nach einer voreingestellten Zeit, schließt das Ventil wieder. Die Ölspiegeldifferenz Δh ist entsprechend der Viskosität des Öls und der Trägheit des Systems nicht sehr groß.

Zur einfacheren Montage der Leitungen (4) und (7) verläuft Leitung (4) innerhalb Leitung (7), die mit Hilfe eines Überwurfmuttersystems (8) an das Kurbelgehäuse (1) angeschraubt ist.

Wenigstens Leitung (7) ist aus Metall oder schlagfestem Kunststoff, damit die Leitungen nicht durch Steinschlag von unten während der Fahrt des Kraftfahrzeuges be­ schädigt werden können.

Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Regelsystem um ein Schwerkraftsystem handelt, muß der Behälter (5) oberhalb des Ölspiegels (2) angebracht sein.

Falls das Vorratsgefäß (5) einmal leerlaufen sollte, ist entweder an oder in ihm eine der vielen bekannten Füll­ standsmeß- und Überwachungseinrichtungen (9) angebracht.

Vorzugsweise besteht diese aus einem bekannten kapazi­ tiven Meßstab (10) und anschließendem elektronischem Auswerte- und Warnsystem, das im Innenraum des Kraftfahr­ zeuges entweder eine Kontrolleuchte aufblinken läßt und/oder einen Summer betätigt.

Claims (8)

1. Anordnung zur Regelung des Flüssigkeitsfüllstandes in einem Behälter (1), insbesondere in einem Kurbelgehäuse eines Benzin- oder Dieselmotors, dadurch gekennzeichnet, daß ein höher liegender Vorratsbehälter (5) über zwei Leitungen (4, 7) mit dem Behälter (1) derart verbunden ist, daß bei einem Flüssigkeitsspiegel (2) keine Flüssigkeit zusätzlich in den Behälter (1) fließen kann und daß bei Absinken des Flüssigkeitsspiegels (2) bis zum Spiegel (3) über die Leitung (7) Flüssigkeit solange in den Behälter (1) fließt, bis die nach unten gebogene Leitung (4) durch den steigenden Spiegel (3) wieder verschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der 2 Leitungen (4, 7) durch ein Ventil (6) verschließbarist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelungsvorgang nur dann eintritt, wenn der Motor ausgeschaltet und das Ventil (6) zeitverzögert geöffnet ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Vorratsbehälter ein her­ kömmlicher Füllstandsdetektor (10) mit elektrischem Signalausgang angebracht ist, der bei Erreichen eines minimalen Füllstandes ein optisches und/oder akustisches Signal abgibt.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (5) aus durchsichtigem Material besteht und an dessen Außenwand eine Skala (9) zur Füllstandsanzeige angebracht ist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Leitungen (4, 7) außerhalb der beiden Behälter (1, 5) so ange­ ordnet sind, daß Leitung (4) innerhalb Leitung (7) verläuft.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungen (4, 7) mit Hilfe eines Überwurfmuttersystems (8) an den Be­ hälter (1) angebracht sind.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) über eine Elek­ tronik zeitverzögert nach Ausschalten des Motors ge­ öffnet und wieder geschlossen wird.