WO2010094316A1 - Device for measuring fluid quantity in drives and devices - Google Patents

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WO2010094316A1
WO2010094316A1 PCT/EP2009/009341 EP2009009341W WO2010094316A1 WO 2010094316 A1 WO2010094316 A1 WO 2010094316A1 EP 2009009341 W EP2009009341 W EP 2009009341W WO 2010094316 A1 WO2010094316 A1 WO 2010094316A1
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WO
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drive
fluid
sensor
oil
measuring
Prior art date
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PCT/EP2009/009341
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German (de)
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Inventor
Joachim Vogt
Daniel Kalunka
Original Assignee
Joachim Vogt
Daniel Kalunka
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/10—Indicating devices; Other safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M11/00—Component parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart from, groups F01M1/00 - F01M9/00
    • F01M11/10—Indicating devices; Other safety devices
    • F01M11/12—Indicating devices; Other safety devices concerning lubricant level

Definitions

  • the invention relates to a device for fluid quantity measurement in drives or devices, with the preamble features of claim 1.
  • a variety of different fluids is used. These include above all lubricants such as engine and transmission oils, but also coolants.
  • lubricants such as engine and transmission oils, but also coolants.
  • coolants Of particular importance for the low-wear function of the drive is the regular check of the filling quantities of the fluids. For example, engine oil quantities are detected via a level sensor in the oil sump. The detected values are evaluated in accordance with the driving state values of the vehicle, for which purpose, for example, measured values from the control units of the drive or other suitable measuring technology are accessed.
  • sensors or cables and the associated measuring technology usually have to be retrofitted or installed by a correspondingly elaborate conversion.
  • a simplification in handling offers the in Werner et al. 2004 (MTZ 6/2004 65: 482ff.)
  • Presented measuring system in which the mass of the lubricant is determined continuously or discontinuously in a collecting vessel located outside the motor.
  • the disadvantage here is the size of the meter.
  • the statistical evaluability of the values determined requires a constant flow of the lubricants. Speed or consumption peaks and inclinations of the measuring arrangement (eg in the case of a simulation of a cornering or a downhill or a braking) during the measuring process can thus lead to a falsification of the values.
  • DE 10 2004 001 514 A1 proposes a method and a device for determining the lubricating oil content in an exhaust gas mixture. In this case, the oil consumption in the exhaust gas is used to deduce the oil consumption of an engine.
  • the object of the present invention is therefore to provide a compact device which enables a precise determination of the fluid consumption, even with an inclined drive. This object is achieved by a device having the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the device according to the invention is preferably a capacitive determination of the operating state-dependent amount of fluids, eg. B. the amount of lubricant in at least one drive or device made, in particular volumetharim ways.
  • the device is characterized in that at least one sensor for detecting the transverse and / or longitudinal inclination of the drive or device or an associated measurement / evaluation unit is provided. The values recorded there are then used in the calculation of the fluid quantity in the drive or the fluid consumption during operation.
  • the senor is designed as an acceleration or angle sensor and can be accommodated in the device in a particularly space-saving manner or can be taken over by a control device or sensor (eg in the brake system) mounted outside the engine.
  • a control device or sensor eg in the brake system mounted outside the engine.
  • the device for example for the adaptation of the engine management, it is advisable to permanently connect the device (or parts thereof) to the drive or to install in it.
  • the device In order to be able to carry out a short-term measurement, for example during development and test phases or during maintenance, it is considered favorable if the device is detachably connected to the drive. It proves to be particularly advantageous if the device can be coupled to the drive via an inlet or drain screw for the fluid, in particular an oil drain plug. In order to be able to determine a correlation between the operating parameters of the drive and the fluid quantity or consumption, it is considered favorable if the device is coupled to the drive control, in particular the ignition signal transmitter.
  • the device In addition to detecting the transverse and / or longitudinal inclination of the drive via suitable sensors, it proves to be advantageous to further increase the accuracy when the device at least one additional sensor for detecting physical and / or chemical parameters of the fluid, in particular the pressure, the temperature and / or the chemical composition.
  • the determination of the amount of fluid and / or the detection of the lateral and / or longitudinal inclination occur continuously and / or cyclically. For example, in the development or testing phase, continuous acquisition of the values will occur, while during normal operation of the drive, cyclic measurement of the error detection or 75 to warn against fluid volume deficiencies o. The like. Is sufficient.
  • the device preferably has one of the storage units wirelessly or wired
  • the 80 attributable display and / or evaluation unit for the detected values, so that, for example, for remote diagnosis, a reading of the stored values from the memory unit can be easily performed.
  • the device may additionally have a sensor or detector for the distance traveled and / or the operating time, as well as the measurement / evaluation unit may have a GPS or Galileo receiver. moreover
  • the device has at least one tub or container for the fluid from the drive or device.
  • the device has a plurality of terminals. These connections also make it possible to use one device in parallel or serially with multiple drives or devices simultaneously.
  • the use of the device with an internal combustion engine 100 is shown below by way of example. Also conceivable is the use with similar drives, equipment or machinery, such as gearboxes, turbines, hydraulic pumps.
  • the output of the oil consumption measurement is the level of the oil in the oil sump of the engine which is set in a certain operating state. This level is passed through a pipe or a hose according to the principle of communicating tubes to the measuring device. There, the level can be measured according to the gravimetric or volumetric measuring principle, but also by microwaves, ultrasound or capacitively.
  • the device now detects via suitable sensors z. As the engine speed and the oil temperature and the inclination sensors in addition the angular position of the device and / or the oil pan. If necessary, a comparison of the values with the values of a defined operating state can now take place.
  • 110 corresponding characteristics or maps are created beforehand. These allow one
  • the operating parameters of the drive should be recorded continuously. These include, for example, the determination of the respective speed range, the oil temperature difference in several measurements and read via the sensors angular position (lateral and longitudinal tilt) of the drive or the system comprising this drive. The relevant values are recorded via the
  • predetermined operating states can be recorded and tested in various measurements on the basis of predefined characteristic curves and fields. In this case, first the oil level is measured, which is set in the measuring unit before the beginning of the measurement. After or during the driving cycles to be checked
  • the 125 again measured the oil level.
  • the two oil levels are each assigned an amount of oil. The difference between the measured values results in the oil consumption.
  • the respective operating states should also be approached constantly over a defined time. It also records the time and / or distance covered. During the
  • test procedure or the check can be cyclical or continuous
  • Oil or fluid consumption measurement can not only be applied to road vehicles, but is suitable i.a. also for rail vehicles, watercraft, aircraft / aircraft and mobile equipment. Furthermore, the use in the stationary area, u.a. in
  • Fluid quantity in two identically constructed devices it must be in the same operating state, respectively the same level of oil in the device or in the part, for example, a tub or a closed container in which the measurement is carried out set. If this is not the case, component tolerances / component damage can be assumed. This can be used, for example, 145 to check whether the same engine oil or the same amount of oil was filled on test benches or vehicles with the same engine.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 2 shows a further preferred embodiment of the device in perspective view.
  • Fig. 1 shows an embodiment of the device 10 according to the invention for determining the amount of oil or the oil consumption in a drive 1.
  • the device 10 is mounted outside of a drive 1 in the embodiment.
  • attachment of the device 10 to or in a transmission, a turbine or other engine, in particular the
  • the device 10 comprises a combined measuring / evaluation unit 2 and a memory unit 9 and is connected via an outlet 6 to the motor.
  • a pipe or hose connection 4 may be connected to the oil drain pipe, so that an exchange of oil between the drive 1 and measuring / evaluation unit 2 can take place.
  • the measuring / value unit 2 has a container 7,
  • the measuring / evaluation unit 2 is equipped with a level sensor 5, but can be used to increase the measurement and later evaluation accuracy with other sensors 3, such as sensors 3 for the
  • oil temperature, the oil pressure or the opacity of the oil can be extended.
  • further operating state values from the drive or device control can be used to determine the oil consumption or the fill level.
  • the connection to the evaluation unit 2 can take place directly via a hose 4 or indirectly via a container 7.
  • a return line 4 ' is connected, in which a compensating vessel 11 may be installed, in particular at higher gas contents in the fluid.
  • the measuring / evaluation unit 2 makes it possible to check whether the same oil level in the measuring / evaluation unit 2 can be measured with identically constructed drives 1, the same oil quantities and the same operating states and thereby serves for quality control and for measuring the 180 production spread , With the illustrated device 10, a conversion of the drive 1 is not necessary.
  • the measuring / evaluation unit 2 can directly via an inlet or outlet 6 of the drive 1, z. As an oil drain plug to be connected.
  • the connection can also be made via other connections 8, the direct or indirect fluid exchange or signal transfer, such. B. the transfer of pressure, allow. Due to the possibility of 185 measurement and simultaneous evaluation of the measured values, the measuring / evaluation unit is 2 in many - also not equipped with appropriate sensors - drives 1 can be used and is also suitable for use in workshops or for mobile
  • FIG. 2 shows the measuring / evaluation unit 2 of the device 190 according to the invention, which is mounted on a motor and which is equipped with angle sensors 30 for determining the transverse and / or longitudinal inclination of the drive 1 to be measured (see FIG.
  • the angle sensors 30, as well as other sensors 3 (see Fig. 1) which can be used with the device 10, can be connected to terminals 8 on the device 10, for example, via a pipe or hose connection 4 (see Fig. 1) or directly into these are integrated.
  • the angle sensors 30 detect continuously or cyclically the transverse or longitudinal inclination of the drive 1 or device to be measured (gear, pump, etc.) 195, as indicated by the two arrows, thus allowing the inclination values to be directly taken into account in the measurement and evaluation the fluid quantities.

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Abstract

In order to achieve compact construction of a device (10) for determining the quantity of fluid depending on the operating state, in particular the quantity of operating fluid or lubricant, the invention proposes that at least one sensor (3) is provided fro determining the transverse and/or longitudinal tilt of the drive (1) or device, or a measurement and analysis unit (2) is provided. The sensor (3) is preferably designed as an acceleration or angle sensor and is coupled to the drive (1) or device by means of an inlet or outlet (6), preferably an oil drain screw.

Description

Beschreibung description
Vorrichtung zur Fluidmengenmessung in Antrieben und GerätenDevice for fluid quantity measurement in drives and devices
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fluidmengenmessung in Antrieben bzw. Geräten, mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a device for fluid quantity measurement in drives or devices, with the preamble features of claim 1.
In den verschiedenen Teilen eines Antriebs oder eines Gerätes wird eine Vielzahl unterschiedlicher Fluide eingesetzt. Hierzu zählen vor allem Schmiermittel wie Motor- und Getriebeöle, aber auch Kühlmittel. Besondere Bedeutung für die verschleißarme Funktion des Antriebs kommt dabei der regelmäßigen Überprüfung der Füllmengen der Fluide zu. So werden beispielsweise Motorölmengen über einen Füllstandssensor in der Ölwanne erfasst. Die erfassten Werte werden entsprechend den Fahrzustandswerten des Fahrzeugs ausgewertet, wobei hierzu beispielsweise auf Messwerte aus den Steuergeräten des Antriebs oder sonstige geeignete Messtechnik zugegriffen wird. Für die Erfassung der jeweiligen Füllmengen, der auch eine besondere Bedeutung bei der Entwicklung und Erprobung von Antrieben zukommt, müssen bisher in der Regel durch einen entsprechend aufwändigen Umbau Sensoren, Kabeln und die zugehörige Messtechnik nachgerüstet bzw. angebracht werden.In the various parts of a drive or a device, a variety of different fluids is used. These include above all lubricants such as engine and transmission oils, but also coolants. Of particular importance for the low-wear function of the drive is the regular check of the filling quantities of the fluids. For example, engine oil quantities are detected via a level sensor in the oil sump. The detected values are evaluated in accordance with the driving state values of the vehicle, for which purpose, for example, measured values from the control units of the drive or other suitable measuring technology are accessed. For the detection of the respective filling quantities, which are also of particular importance in the development and testing of drives, sensors or cables and the associated measuring technology usually have to be retrofitted or installed by a correspondingly elaborate conversion.
Eine Erleichterung in der Handhabung bietet die in Werner et al. 2004 (MTZ 6/2004 65: 482ff.) vorgestellte Messanlage, bei der die Masse des Schmiermittels in einem außerhalb des Motors befindlichen Auffanggefäß kontinuierlich oder diskontinuierlich ermittelt wird. Nachteilig hierbei ist jedoch die Größe des Messgerätes. Zudem setzt die statistische Auswertbarkeit der ermittelten Werte einen konstanten Fluss der Schmiermittel voraus. Drehzahl- oder Verbrauchsspitzen sowie Neigungen der Messanordnung (z. B. bei einer Simulation einer Kurvenfahrt oder einer Bergabfahrt oder einer Bremsung) während des Messvorganges können somit zu einer Verfälschung der Werte führen. Die DE 10 2004 001 514 A1 schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Schmierölgehalts in einem Abgasgemisch vor. Hierbei wird aus der Ölemission im Abgas auf den Ölverbrauch eines Motors rückgeschlossen.A simplification in handling offers the in Werner et al. 2004 (MTZ 6/2004 65: 482ff.) Presented measuring system in which the mass of the lubricant is determined continuously or discontinuously in a collecting vessel located outside the motor. The disadvantage here, however, is the size of the meter. In addition, the statistical evaluability of the values determined requires a constant flow of the lubricants. Speed or consumption peaks and inclinations of the measuring arrangement (eg in the case of a simulation of a cornering or a downhill or a braking) during the measuring process can thus lead to a falsification of the values. DE 10 2004 001 514 A1 proposes a method and a device for determining the lubricating oil content in an exhaust gas mixture. In this case, the oil consumption in the exhaust gas is used to deduce the oil consumption of an engine.
Nachteilig an den vorgeschlagenen Vorrichtungen und Verfahren ist neben deren Bauaufwand, dass die gezeigten Vorrichtungen einen erheblichen Umbau am zu vermessenden Antrieb voraussetzen und eine Neigung des Antriebs bzw. Geräts während des Messvorganges unberücksichtigt bleibt.A disadvantage of the proposed devices and methods, in addition to their construction costs, that the devices shown require a significant modification of the drive to be measured and an inclination of the drive or device during the measurement process is disregarded.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kompakte Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine präzise Bestimmung des Fluidverbrauchs auch bei geneigtem Antrieb ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object of the present invention is therefore to provide a compact device which enables a precise determination of the fluid consumption, even with an inclined drive. This object is achieved by a device having the features of claim 1. Preferred developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bevorzugt eine kapazitive Ermittlung der betriebszustandsabhängigen Menge von Fluiden, z. B. der Schmiermittelmenge in wenigstens einem Antrieb oder Gerät vorgenommen, insbesondere auf volumetrischem Wege. Um bei dieser Ermittlung die Messgenauigkeit auch bei einer Neigung des Antriebes durchführen zu können, ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor zur Erfassung der Quer- und/oder Längsneigung des Antriebs bzw. Geräts oder einer zugeordneten Mess-/Auswerteeinheit vorgesehen ist. Die dort erfassten Werte werden anschließend bei der Berechnung der Fluidmenge im Antrieb bzw. des Fluidverbrauchs während des Betriebs herangezogen. Bevorzugt ist der Sensor als Beschleunigungs- oder Winkelsensor ausgebildet und kann besonders platzsparend in der Vorrichtung untergebracht werden oder von einem außerhalb des Motors angebrachten Steuergerät bzw. Sensor (z. B. im Bremssystem) übernommen werden. Für die permanente Erfassung der Verbrauchswerte, beispielsweise zur Anpassung des Motormanagements, empfiehlt es sich, die Vorrichtung (oder Teile davon)dauerhaft mit dem Antrieb zu verbinden oder in diesen einzubauen.With the device according to the invention is preferably a capacitive determination of the operating state-dependent amount of fluids, eg. B. the amount of lubricant in at least one drive or device made, in particular volumetrischem ways. In order to be able to carry out the measurement accuracy even with an inclination of the drive in this determination, the device is characterized in that at least one sensor for detecting the transverse and / or longitudinal inclination of the drive or device or an associated measurement / evaluation unit is provided. The values recorded there are then used in the calculation of the fluid quantity in the drive or the fluid consumption during operation. Preferably, the sensor is designed as an acceleration or angle sensor and can be accommodated in the device in a particularly space-saving manner or can be taken over by a control device or sensor (eg in the brake system) mounted outside the engine. For the permanent recording of the consumption values, for example for the adaptation of the engine management, it is advisable to permanently connect the device (or parts thereof) to the drive or to install in it.
Um eine kurzzeitige Messung, beispielsweise in Entwicklungs- und Erprobungsphasen oder bei der Wartung durchführen zu können, wird es als günstig angesehen, wenn die Vorrichtung lösbar mit dem Antrieb verbunden ist. Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn die Vorrichtung über eine Einlass- oder Ablassschraube für das Fluid, insbesondere eine Ölablassschraube, an den Antrieb koppelbar ist. Um eine Korrelation zwischen den Betriebsparametern des Antriebs und der Fluidmenge bzw. dem -verbrauch feststellen zu können, wird es als günstig angesehen, wenn die Vorrichtung mit der Antriebssteuerung, insbesondere dem Zündsignalgeber gekoppelt ist.In order to be able to carry out a short-term measurement, for example during development and test phases or during maintenance, it is considered favorable if the device is detachably connected to the drive. It proves to be particularly advantageous if the device can be coupled to the drive via an inlet or drain screw for the fluid, in particular an oil drain plug. In order to be able to determine a correlation between the operating parameters of the drive and the fluid quantity or consumption, it is considered favorable if the device is coupled to the drive control, in particular the ignition signal transmitter.
Neben der Erfassung der Quer- und/oder Längsneigung des Antriebs über geeignete Sensoren erweist es sich zur weiteren Erhöhung der Messgenauigkeit als vorteilhaft, wenn die Vorrichtung wenigstens einen zusätzlichen Sensor zur Erfassung physikalischer und/oder chemischer Parameter des Fluides, insbesondere des Druckes, der Temperatur und/oder der chemischen Zusammensetzung aufweist. In Abhängigkeit vom Versuchsdesign bzw. des Erfassungsziels ist es empfehlenswert, dass die Ermittlung der Fluidmenge und/oder die Erfassung der Quer- und/oder Längsneigung kontinuierlich und/oder zyklisch erfolgt. So wird beispielsweise in der Entwicklungsoder Erprobungsphase eine kontinuierliche Erfassung der Werte erfolgen, während beim normalen Betrieb des Antriebs eine zyklische Messung der Werte zur Erkennung von Fehlern oder 75 zur Warnung vor Fluidmengenmängeln o. dgl. ausreicht.In addition to detecting the transverse and / or longitudinal inclination of the drive via suitable sensors, it proves to be advantageous to further increase the accuracy when the device at least one additional sensor for detecting physical and / or chemical parameters of the fluid, in particular the pressure, the temperature and / or the chemical composition. Depending on the design of the experiment or the detection target, it is recommended that the determination of the amount of fluid and / or the detection of the lateral and / or longitudinal inclination occur continuously and / or cyclically. For example, in the development or testing phase, continuous acquisition of the values will occur, while during normal operation of the drive, cyclic measurement of the error detection or 75 to warn against fluid volume deficiencies o. The like. Is sufficient.
Um eine nachträgliche Auswertung der erfassten Werte durchführen zu können, wird es als günstig erachtet, wenn in der Vorrichtung eine Speichereinheit für die erfassten Werte vorgesehen ist. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine der Speichereinheit kabellos oder kabelgebundenIn order to be able to carry out a subsequent evaluation of the detected values, it is considered favorable if a memory unit for the detected values is provided in the device. The device preferably has one of the storage units wirelessly or wired
80 zuordenbare Anzeige- und/oder Auswerteeinheit für die erfassten Werte auf, so dass beispielsweise zur Ferndiagnose ein Auslesen der gespeicherten Werte aus der Speichereinheit problemlos durchgeführt werden kann. Bevorzugt wird dem Bediener dabei die Wahl überlassen, ob eine kontinuierliche oder nachträgliche Anzeige und/oder Auswertung der erfassten Werte durchgeführt werden soll. Auch hier ist der Einsatz der Vorrichtung ausschlaggebend. Während80 attributable display and / or evaluation unit for the detected values, so that, for example, for remote diagnosis, a reading of the stored values from the memory unit can be easily performed. In this case, it is preferable for the user to decide whether a continuous or subsequent display and / or evaluation of the detected values is to be carried out. Again, the use of the device is crucial. While
85 beispielsweise bei der Verwendung auf Motorprüfständen eine kontinuierliche Ausgabe der Werte günstig ist, genügt für die Auswertung der Parameter des Antriebs im routinemäßigen Einsatz eine nachträgliche Anzeige bzw. Auswertung der Werte. Zudem kann die Vorrichtung zusätzlich einen Sensor bzw. Detektor für die zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Betriebsdauer aufweisen, ebenso kann die Mess-/Auswerteeinheit einen GPS- oder Galileo-Empfänger besitzen. ZudemIf, for example, a continuous output of the values is favorable when used on engine test benches, a subsequent display or evaluation of the values suffices for the evaluation of the parameters of the drive in routine use. In addition, the device may additionally have a sensor or detector for the distance traveled and / or the operating time, as well as the measurement / evaluation unit may have a GPS or Galileo receiver. moreover
90 können auch Umweltparameter wie Luftdruck, Luftfeuchtigkeit usw. detektiert werden.90 also environmental parameters such as air pressure, humidity, etc. can be detected.
Zur vereinfachten Messung der Parameter verfügt die Vorrichtung über wenigstens eine Wanne oder einen Behälter für das Fluid aus dem Antrieb bzw. Gerät. Um mit einer Vielzahl von zusätzlichen Mess- und/oder Erfassungsgeräten verbindbar zu sein, wird es als vorteilhaft 95 angesehen, wenn die Vorrichtung eine Vielzahl von Anschlüssen aufweist. Über diese Anschlüsse ist es zudem auch möglich, eine Vorrichtung parallel oder seriell mit mehreren Antrieben oder Geräten simultan zu verwenden.For simplified measurement of the parameters, the device has at least one tub or container for the fluid from the drive or device. In order to be connectable to a plurality of additional measurement and / or detection devices, it is considered advantageous when the device has a plurality of terminals. These connections also make it possible to use one device in parallel or serially with multiple drives or devices simultaneously.
Nachfolgend wird exemplarisch die Verwendung der Vorrichtung mit einem Verbrennungsmotor 100 dargestellt. Denkbar ist auch die Verwendung mit ähnlichen Antrieben, Geräten oder Maschinen, beispielsweise Getrieben, Turbinen, Hydraulikpumpen. Ausgang der Ölverbrauchsmessung ist die sich in einem bestimmten Betriebszustand einstellende Füllstandshöhe des Öls in der Ölwanne des Motors. Diese Füllstandshöhe wird über ein Rohr oder einen Schlauch nach dem Prinzip der kommunizierenden Röhren an die Messvorrichtung weitergegeben. Dort kann der Füllstand nach 105 dem gravimetrischen oder volumetrischen Messprinzip, aber auch per Mikrowellen, Ultraschall oder kapazitiv gemessen werden. Die Vorrichtung erfasst nun über geeignete Sensoren z. B. die Motordrehzahl und die Öltemperatur sowie über die Neigungssensoren zusätzlich die Winkellage der Vorrichtung und/oder der Ölwanne. Gegebenenfalls kann nun ein Abgleich der Werte mit den Werten eines definierten Betriebszustandes erfolgen. Um die Messungen durchführen zu können, 110 werden zuvor entsprechende Kennlinien oder auch Kennfelder erstellt. Diese erlauben eineThe use of the device with an internal combustion engine 100 is shown below by way of example. Also conceivable is the use with similar drives, equipment or machinery, such as gearboxes, turbines, hydraulic pumps. The output of the oil consumption measurement is the level of the oil in the oil sump of the engine which is set in a certain operating state. This level is passed through a pipe or a hose according to the principle of communicating tubes to the measuring device. There, the level can be measured according to the gravimetric or volumetric measuring principle, but also by microwaves, ultrasound or capacitively. The device now detects via suitable sensors z. As the engine speed and the oil temperature and the inclination sensors in addition the angular position of the device and / or the oil pan. If necessary, a comparison of the values with the values of a defined operating state can now take place. In order to be able to carry out the measurements, 110 corresponding characteristics or maps are created beforehand. These allow one
Zuordnung des ermittelten Ausgangsölniveaus und der Ölmenge im Motor. Um zu verhindern, dass durch das in die Vorrichtung eingeleitete Öl eine Änderung des Ölstandes erfolgt, wird eine entsprechende Ausgleichsölmenge nachgefüllt.Assignment of the determined output oil level and the amount of oil in the engine. To prevent, that a change in the oil level takes place through the oil introduced into the device, a corresponding compensating oil quantity is added.
115 Um verschiedene Messungen vergleichen zu können, sollten die Betriebsparameter des Antriebs kontinuierlich erfasst werden. Hierzu gehört beispielsweise auch die Ermittlung des jeweiligen Drehzahlbereichs, die Öltemperaturdifferenz bei mehreren Messungen sowie die über die Sensoren ausgelesene Winkellage (Quer- und Längsneigung) des Antriebs bzw. des diesen Antrieb umfassenden Systems. Die Erfassung der relevanten Werte erfolgt dabei über die115 In order to be able to compare different measurements, the operating parameters of the drive should be recorded continuously. These include, for example, the determination of the respective speed range, the oil temperature difference in several measurements and read via the sensors angular position (lateral and longitudinal tilt) of the drive or the system comprising this drive. The relevant values are recorded via the
120 Motorensteuerung und/oder zusätzliche am Antrieb oder der Vorrichtung vorgesehene Sensoren oder Messfühler. Im Versuchs- oder Entwicklungsbetrieb können aufgrund von vorab festgelegten Kennlinien und -feldern in verschiedenen Messungen als zulässig definierte Betriebszustände erfasst und erprobt werden. Es wird hierbei zunächst das Ölniveau gemessen, das sich in der Messeinheit vor Messbeginn einstellt. Nach oder während den zu überprüfenden Fahrzyklen wird120 motor control and / or additional provided on the drive or the device sensors or probes. In experimental or development operation, predetermined operating states can be recorded and tested in various measurements on the basis of predefined characteristic curves and fields. In this case, first the oil level is measured, which is set in the measuring unit before the beginning of the measurement. After or during the driving cycles to be checked
125 das ölniveau erneut gemessen. Den beiden Ölniveaus wird jeweils eine Ölmenge zugeordnet. Aus der Differenz der gemessenen Werte ergibt sich anschließend der Ölverbrauch.125 again measured the oil level. The two oil levels are each assigned an amount of oil. The difference between the measured values results in the oil consumption.
Die jeweiligen Betriebszustände sollten auch über eine definierte Zeit konstant angefahren werden. Dabei wird auch die Zeit und/oder die zurückgelegte Strecke aufgezeichnet. Während derThe respective operating states should also be approached constantly over a defined time. It also records the time and / or distance covered. During the
130 Versuchsdurchführung bzw. der Überprüfung können die zyklisch oder kontinuierlich erfasstenThe test procedure or the check can be cyclical or continuous
Werte direkt oder nach Korrelation mit weiteren Parametern über eine Anzeige angezeigt werden. Die Öl- oder Fluidverbrauchsmessung kann nicht nur in Straßenfahrzeuge angewandt werden, sondern eignet sich u.a. auch für Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, Fluggeräte/ Flugzeuge und mobile Arbeitsgeräte. Desweiteren ist auch der Einsatz im stationären Bereich, u.a. inValues can be displayed directly or after correlation with other parameters via an indicator. The oil or fluid consumption measurement can not only be applied to road vehicles, but is suitable i.a. also for rail vehicles, watercraft, aircraft / aircraft and mobile equipment. Furthermore, the use in the stationary area, u.a. in
135 Produktionsmaschinen, Maschinen auf Prüfständen, Wärmekraftmaschinen usw. möglich, wobei es zum Vergleich mehrerer Messungen wichtig ist, auf eine einfache Art und Weise die jeweiligen Fluidmengen festzustellen.135 production machines, machines on test benches, heat engines, etc. possible, and it is important to compare several measurements to determine the respective amounts of fluid in a simple manner.
Beim Vergleich von zwei oder mehr Antriebseinheiten können diese an die gleiche oder an parallel 140 angeordnete Vorrichtung(en) angeschlossen werden. Befindet sich nun jeweils die gleicheWhen comparing two or more drive units, these can be connected to the same or parallel 140 arranged device (s). Is now the same in each case
Fluidmenge in zwei gleich aufgebauten Geräten, so muss sich in dem gleichen Betriebszustand jeweils das gleiche Ölniveau in der Vorrichtung bzw. in dem Teil, beispielsweise einer Wanne oder einem geschlossenen Behälter, in dem die Messung durchgeführt wird, einstellen. Ist das nicht der Fall, kann von Bauteiltoleranzen/Bauteilschäden ausgegangen werden. Hiermit kann zum Beispiel 145 überprüft werden, ob an Prüfständen oder Fahrzeugen bei gleichen Motoren das gleiche Motorenöl bzw. die gleiche Ölmenge eingefüllt wurde.Fluid quantity in two identically constructed devices, it must be in the same operating state, respectively the same level of oil in the device or in the part, for example, a tub or a closed container in which the measurement is carried out set. If this is not the case, component tolerances / component damage can be assumed. This can be used, for example, 145 to check whether the same engine oil or the same amount of oil was filled on test benches or vehicles with the same engine.
Weitere Vorteile, Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, jedoch nicht beschränkender Ausführungsformen der 150 Erfindung anhand von Zeichnungen. Es zeigt:Further advantages, features and features of the invention will become apparent from the the following description of preferred but not limiting embodiments of the invention with reference to drawings. It shows:
Fig. 1 die schematisierte Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, undFig. 1 is a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention, and
Fig. 2 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.Fig. 2 shows a further preferred embodiment of the device in perspective view.
155155
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Bestimmung des Ölmenge bzw. des Ölverbrauchs in einem Antrieb 1. Die Vorrichtung 10 ist im Ausführungsbeispiel außerhalb eines Antriebs 1 angebracht. Denkbar ist jedoch auch die Anbringung der Vorrichtung 10 an oder in einem Getriebe, einer Turbine oder einem sonstigen Motor, insbesondere dieFig. 1 shows an embodiment of the device 10 according to the invention for determining the amount of oil or the oil consumption in a drive 1. The device 10 is mounted outside of a drive 1 in the embodiment. However, it is also conceivable attachment of the device 10 to or in a transmission, a turbine or other engine, in particular the
160 Ergänzung der bisherigen Ölmessvorrichtung mit einem Neigungssensor. Die Vorrichtung 10 umfasst eine kombinierte Mess-/Auswerteeinheit 2 sowie eine Speichereinheit 9 und ist über einen Auslass 6 an den Motor angeschlossen. Bevorzugt kann eine Rohr- oder Schlauchverbindung 4 am Ölablassstutzen angeschlossen sein, so dass ein Austausch von Öl zwischen Antrieb 1 und Mess-/Auswerteeinheit 2 erfolgen kann. Die Mess-/Aύswerteeinheit 2 weist einen Behälter 7 auf,160 Supplementing the previous oil measuring device with a tilt sensor. The device 10 comprises a combined measuring / evaluation unit 2 and a memory unit 9 and is connected via an outlet 6 to the motor. Preferably, a pipe or hose connection 4 may be connected to the oil drain pipe, so that an exchange of oil between the drive 1 and measuring / evaluation unit 2 can take place. The measuring / value unit 2 has a container 7,
165 in dem sich ein Füllstandsniveau einstellt, das dem Füllstandsniveau im Antrieb 1 entspricht.165 in which adjusts a level, which corresponds to the level in the drive 1.
Ändert sich das Füllstandsniveau im Antrieb 1 , passt sich das Füllstandsniveau im Behälter 7 der Mess-/Auswerteeinheit 2 dementsprechend an. Die Mess-/Auswerteeinheit 2 ist mit einem Füllstandssensor 5 ausgestattet, kann aber zur Erhöhung der Mess- und späteren Auswertegenauigkeit mit weiteren Sensoren 3, wie beispielsweise Sensoren 3 für dieChanges the level in the drive 1, the level in the container 7 of the measuring / evaluation unit 2 adjusts accordingly. The measuring / evaluation unit 2 is equipped with a level sensor 5, but can be used to increase the measurement and later evaluation accuracy with other sensors 3, such as sensors 3 for the
170 Öltemperatur, den Öldruck oder die Opazität des Öles erweitert werden. Außerdem können zur Erhöhung der Messgenauigkeit weitere Betriebszustandswerte aus der Antriebs- bzw. Gerätesteuerung für die Bestimmung des Ölverbrauchs bzw. des Füllstands verwendet werden.170 oil temperature, the oil pressure or the opacity of the oil can be extended. In addition, to increase the measurement accuracy, further operating state values from the drive or device control can be used to determine the oil consumption or the fill level.
Die Verbindung zur Auswerteeinheit 2 kann direkt über einen Schlauch 4 oder aber indirekt über 175 einen Behälter 7 erfolgen. An den Behälter 7 ist eine Rücklaufleitung 4' angeschlossen, in die ein Ausgleichsgefäß 11 eingebaut sein kann, insbesondere bei höheren Gasanteilen im Fluid. Die Mess-/Auswerteeinheit 2 bietet die Möglichkeit, zu überprüfen, ob sich bei gleich aufgebauten Antrieben 1 , gleichen Ölmengen sowie bei gleichen Betriebszuständen das gleiche Ölniveau in der Mess-/Auswerteeinheit 2 messen lässt und dient dabei der Qualitätskontrolle und zur Messung der 180 Fertigungsstreuung. Mit der dargestellten Vorrichtung 10 ist ein Umbau des Antriebs 1 nicht notwendig. Die Mess-/Auswerteeinheit 2 kann direkt über einen Ein- bzw. Auslass 6 des Antriebs 1 , z. B. eine Ölablassschraube, angeschlossen werden. Die Anbindung kann aber auch über andere Anschlüsse 8 erfolgen, die einen direkten oder indirekten Fluidaustausch oder die Signalweitergabe, wie z. B. die Weitergabe des Drucks, erlauben. Durch die Möglichkeit zur 185 Messung und gleichzeitigen Auswertung der gemessenen Werte ist die Mess-/Auswerteeinheit 2 in vielen - auch nicht mit entsprechender Sensorik ausgestatteten - Antrieben 1 einsetzbar und eignet sich auch zur Verwendung in Werkstätten oder für mobile Messungen.The connection to the evaluation unit 2 can take place directly via a hose 4 or indirectly via a container 7. To the container 7, a return line 4 'is connected, in which a compensating vessel 11 may be installed, in particular at higher gas contents in the fluid. The measuring / evaluation unit 2 makes it possible to check whether the same oil level in the measuring / evaluation unit 2 can be measured with identically constructed drives 1, the same oil quantities and the same operating states and thereby serves for quality control and for measuring the 180 production spread , With the illustrated device 10, a conversion of the drive 1 is not necessary. The measuring / evaluation unit 2 can directly via an inlet or outlet 6 of the drive 1, z. As an oil drain plug to be connected. The connection can also be made via other connections 8, the direct or indirect fluid exchange or signal transfer, such. B. the transfer of pressure, allow. Due to the possibility of 185 measurement and simultaneous evaluation of the measured values, the measuring / evaluation unit is 2 in many - also not equipped with appropriate sensors - drives 1 can be used and is also suitable for use in workshops or for mobile measurements.
Fig. 2 zeigt die hier auf einen Motor aufgesetzte Mess-/Auswerteeinheit 2 der erfindungsgemäßen 190 Vorrichtung 10, die mit Winkelsensoren 30 zur Bestimmung der Quer- und/oder Längsneigung des zu vermessenden Antriebs 1 (vgl. Fig. 1) ausgerüstet ist. Die Winkelsensoren 30, ebenso wie weitere mit der Vorrichtung 10 verwendbare Sensoren 3 (vgl. Fig. 1) können, beispielsweise über eine Rohr- oder Schlauchverbindung 4 (vgl. Fig. 1) an Anschlüsse 8 an der Vorrichtung 10 angeschlossen oder aber direkt in diese integriert werden. Die Winkelsensoren 30 erfassen 195 kontinuierlich oder zyklisch die Quer- oder Längsneigung des zu vermessenden Antriebs 1 bzw. Gerätes (Getriebe, Pumpe etc.), wie dies mit den beiden Pfeilen angedeutet ist und ermöglichen so die direkte Berücksichtigung der Neigungswerte bei der Messung und Auswertung der Fluidmengen.2 shows the measuring / evaluation unit 2 of the device 190 according to the invention, which is mounted on a motor and which is equipped with angle sensors 30 for determining the transverse and / or longitudinal inclination of the drive 1 to be measured (see FIG. The angle sensors 30, as well as other sensors 3 (see Fig. 1) which can be used with the device 10, can be connected to terminals 8 on the device 10, for example, via a pipe or hose connection 4 (see Fig. 1) or directly into these are integrated. The angle sensors 30 detect continuously or cyclically the transverse or longitudinal inclination of the drive 1 or device to be measured (gear, pump, etc.) 195, as indicated by the two arrows, thus allowing the inclination values to be directly taken into account in the measurement and evaluation the fluid quantities.
200200
205 Bezuqszeichenliste205 Reference List
1 = Antrieb/Gerät1 = drive / device
2 = Mess-/Auswerteeinheit2 = measuring / evaluation unit
3 = Sensor3 = sensor
210 4 = Schlauchverbindung 4' = Rücklaufleitung210 4 = hose connection 4 '= return line
5 = Füllstandssensor5 = level sensor
6 = Ein-/Auslass6 = inlet / outlet
7 = Behälter 215 8 = Anschluss7 = container 215 8 = connection
9 = Speichereinheit9 = storage unit
10 = Vorrichtung 11 = Ausgleichsgefäß 30 = Winkelsensor 10 = device 11 = equalizing vessel 30 = angle sensor

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung (10) zur Ermittlung der betriebszustandsabhängigen Fluidmenge, insbesondere der Betriebs- und/oder Schmiermittelmenge, in wenigstens einem Antrieb (1) bzw. Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (3) zur Erfassung der Quer- und/oder Längsneigung des Antriebs (1) bzw. Geräts oder einer Mess-/Auswerteeinheit (2) vorgesehen ist.1. Device (10) for determining the operating state-dependent fluid quantity, in particular the operating and / or lubricant quantity, in at least one drive (1) or device, characterized in that at least one sensor (3) for detecting the transverse and / or Longitudinal inclination of the drive (1) or device or a measuring / evaluation unit (2) is provided.
2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (3) als Beschleunigungs- oder Winkelsensor (30) ausgebildet ist.2. Device (10) according to claim 1, characterized in that the sensor (3) as an acceleration or angle sensor (30) is formed.
3. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mit dem Antrieb (1) oder Gerät verbunden ist oder in diesem (1) eingebaut ist.3. Device (10) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the device (10) with the drive (1) or device is connected or incorporated in this (1).
4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) lösbar mit dem Antrieb (1) oder Gerät verbunden ist.4. Device (10) according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the device (10) is releasably connected to the drive (1) or device.
5. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mit einer Antriebs- oder Gerätesteuerung, insbesondere einem Zündsignalgeber des Antriebs (1) oder Geräts gekoppelt ist.5. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (10) is coupled to a drive or device control, in particular a Zündsignalgeber the drive (1) or device.
6. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Sensor (3) zur Erfassung physikalischer und/oder chemischer Parameter des Fluides, insbesondere des Druckes, der Temperatur und/oder der chemischen Zusammensetzung vorgesehen ist.6. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one sensor (3) for detecting physical and / or chemical parameters of the fluid, in particular the pressure, the temperature and / or the chemical composition is provided.
7. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Fluidmenge und/oder die Erfassung der Quer- und/oder Längsneigung kontinuierlich oder zyklisch durchgeführt wird/werden.7. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the determination of the amount of fluid and / or the detection of the lateral and / or longitudinal inclination is performed continuously or cyclically / are.
8. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speichereinheit (9) für die erfassten Werte vorgesehen ist.8. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a memory unit (9) is provided for the detected values.
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Speichereinheit (9) kabellos oder kabelgebunden eine Auswerteeinheit (2) für die erfassten Werte zugeordnet ist.9. Device (10) according to claim 8, characterized in that the memory unit (9) is assigned wirelessly or by cable an evaluation unit (2) for the detected values.
10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierliche oder nachträgliche Anzeige und/oder Auswertung der erfassten Werte vorgesehen ist.10. Device (10) according to any one of claims 8 or 9, characterized in that a continuous or subsequent display and / or evaluation of the detected values is provided.
11. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Detektor für die zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Betriebsdauer vorgesehen ist.11. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that a detector for the distance traveled and / or the operating period is provided.
12. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wanne oder ein Behälter (7) für das Fluid vorgesehen ist.12. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one trough or a container (7) is provided for the fluid.
13. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Anschlüssen (8) vorgesehen ist.13. Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of terminals (8) is provided.
14. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) über einen Ein- oder Auslass (6) für das Fluid, insbesondere eine Ölablassschraube an den Antrieb (1) oder das Gerät gekoppelt ist. 14. Device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the device (10) via an inlet or outlet (6) for the fluid, in particular an oil drain plug to the drive (1) or the device is coupled.
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