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Vorrichtung zur Überwachung der Beschaffenheit einer Druckflüssigkeit - Dokument DE3317638C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE3317638C2 18.03.1993
Titel Vorrichtung zur Überwachung der Beschaffenheit einer Druckflüssigkeit
Anmelder Alfred Teves GmbH, 6000 Frankfurt, DE
Erfinder Klein, Hans Christof, 6234 Hattersheim, DE;
Hohmann, Hans, 6400 Fulda, DE
DE-Anmeldedatum 14.05.1983
DE-Aktenzeichen 3317638
Offenlegungstag 15.11.1984
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse F15B 19/00
IPC-Nebenklasse G01N 25/08   G01N 27/18   B60T 17/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich aui eine Vorrichtung zur Überwachung der Beschaffenheit, des Zustandes und/oder anderer Parameter einer in einem hydraulischen System enthaltenen Druckflüssigkeit, mit einem in die Wandung einer Kammer oder einer Leitung des hydraulischen Systems einschraubbaren Körper, der an seinem in die Kammer bzw. in die Leitung hineinragenden Teil eine Meß- oder Testeinrichtung und an seinem von außen zugänglichen Teil einen elektrischen Anschluß aufweist, welcher über eine durch den Körper hindurchführende elektrische Leitung mit der Meß- oder Testeinrichtung in Verbindung steht.

Aus der US-PS 21 61 441 ist bereits eine derartige Vorrichtung bekannt, die zum Einbau in den Druckausgleichbehälter einer Bremsanlage vorgesehen ist und zur Überwachung des Bremsflüssigkeitsniveaus bzw. der Flüssigkeitsmenge in diesem Behälter dient. Sobald das Flüssigkeitsniveau sinkt, wird elektrisch ein Warnsignal ausgelöst. Zum Erreichen dieser Funktion ist der einschraubbare Körper senkrecht angeordnet und trägt einen ringförmigen Schwimmkörper, der beim Absinken des Flüssigkeitsniveaus infolge von Flüssigkeitsverlust oder durch Korrosion des Schwimmers einen elektrischen Kontakt schließt und dadurch das Warnsignal hervorruft. Eine solche Korrosion des Schwimmers kann als Ergebnis des irrtümlichen Einfüllens von Kerosin oder Benzin anstelle der Bremsflüssigkeit eintreten. Über ständig offene Entlüftungsbohrungen in dem Einschraubkörper ist das Innere des Druckausgleichbehälters mit der Umgebung verbunden. Folglich ist nur ein senkrechter Einbau in den drucklosen Behälter möglich.

Eine Entlüftungsschraube mit einer den herausragenden Teil der Schraube umgebenden Schutzkappe, die Korrosion und Verschmutzung verhindern soll, ist in der US-PS 41 64 241 beschrieben. Mach dem Entlüften wird die Schutzkappe aufgestülpt und durch einen umlaufenden Kragen, der in einen entsprechende Einkerbung der Schraube hineingreift, arretiert.

Ferner sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung des Bremsflüssigkeits-Siedepunktes aus den europäischen Patentanmeldungen Nr. 56 424 und Nr. 74 415 bekannt. Nach diesen Veröffentlichungen wird eine Meßsonde in den Druckausgleichsbehälter der Bremsanlage eingesetzt. Diese Meßsonde umfaßt ein Heizelement und ein Temperaturmeßelement. Zur Bestimmung der Siedetemperatur wird die Bremsflüssigkeit bis zum Ausbilden und Aufsteigen von Siedeblasen erhitzt. Solche Vorrichtungen sind relativ aufwendig und nur zum Einbau an einen bestimmten Ort, vorzugsweise in den Druckausgleichbehälter, geeignet und auf eine bestimmte Einbaulage beschränkt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der an beliebiger Stelle in einem hydraulischen System die Druckflüssigkeit überwacht werden kann. Der Einbau sollte auch an der kritischen Stelle, z. B. direkt in der Radbremse eines Fahrzeuges, möglich sein. Die Vorrichtung sollte sich mit geringem Aufwand herstellen und montieren lassen.

Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe mit der im beigefügten Anspruch 1 beschriebenen Vorrichtung gelöst werden kann. Die Erfindung besteht also gewissermaßen in der Kombination einer Entlüftungsschraube mit einer Meß- oder Testeinrichtung. Auf diese Weise entsteht eine besonders einfache, mit geringem Aufwand herzustellende Vorrichtung, die in beliebiger Positionierung unmittelbar an der kritischen Stelle - nicht nur im Vorratsbehälter, sondern auch direkt in der Radbremse - montiert werden kann. Wegen des geringen Aufwandes ist es in der Praxis möglich, an jeder kritischen Stelle, z. B. in jede Radbremse, eine Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art einzubauen.

Es sind keinerlei Änderungen, Zusatzbohrungen oder dergleichen an der Radbremse bzw. in hydraulischem System erforderlich, da lediglich eine herkömmliche Entlüftungsschraube durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ersetzt wird. In der Serienfertigung und Serienmontage ist dies ein entscheidender Vorteil, weil wahlweise eine Radbremse mit einer erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung oder ohne eine solche Vorrichtung montiert werden kann. Außerdem ist auch ein nachträglicher Austausch einer Entlüftungsschraube gegen die erfindungsgemäße Vorrichtung mit minimalen Aufwand möglich.

Zur Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich der einschraubbare Teil eingesetzt und die Auswertungselektronik außen angeschlossen. Der elektrische Anschluß der Vorrichtung an die Stromzuführung und an die Auswerteschaltung läßt sich gemäß einer Ausführungsart der Erfindung mit dem Aufsetzen einer Schutzkappe, die den Zutritt von Schmutz in den Entlüftungskanal verhindert, verbinden.

Allerdings kann man auch einen üblichen Steck- oder Klemmkontakt an dem von außen zugänglichen Teil der Vorrichtung anbringen, der von der Schutzkappe unabhängig ist und der auch beim Entfernen der Schutzkappe zum Entlüften der Bremse angeschlossen bleibt.

Einige andere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Unteransprüchen beschrieben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Abbildung hervor, die in schematisch vereinfachter Darstellung im Axialschnitt eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsart der Erfindung wiedergibt.

Nach der Abbildung besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung aus einem im großen und ganzen rotationssymmetrischen Körper 1, der in die Wandung 2 eines hydraulischen Aggregats, z. B. in den Hauptzylinder oder in den Radzylinder einer Bremsanlage, mit Hilfe des Gewindes 3 eingeschraubt ist. Ein Teil 4 des Körpers 1 besitzt hierzu, d. h. zum Ansetzen des Werkzeuges, die Außenkontur einer Sechskantschraube.

Die Stirnseite des einschraubbaren Körpers 1, die nach dem Einsetzen in die Wandung 2 mit der Druckflüssigkeit in Kontakt steht bzw. in eine mit der Druckflüssigkeit gefüllte Kammer 5 oder in eine Druckflüssigkeitsleitung eintaucht, ist mit der erfindungswesentlichen Meßeinrichtung oder Testeinrichtung 7 ausgerüstet, deren elektrischer Anschluß 8, nämlich ein elektrisches, isoliertes Kabel, durch den Körper 1 hindurch nach außen geführt ist und dort an einem isoliert angeordneten, als elektrischer Anschluß 9 dienenden Kontaktelement endet.

Der einschraubbare Körper 1 ist in der besonders vorteilhaften, abgebildeten Ausführungsart als Entlüfterschraube für eine mit Hydraulikflüssigkeit gefüllte Kammer, beispielsweise für den Arbeitsraum eines Brems-Hauptzylinders gestaltet.Hierzu bildet der Körper 1 in seinem in die Wandung 2 eingeschraubten, zur Druckflüssigkeitskammer 5 hin weisenden Teil eine Ringraum 10, die, so lange der Körper noch nicht vollständig auf seinen Sitz in der Wandung eingedreht ist, mit der Kammer 5 in Verbindung steht. Außerdem besitzt der Körper 1 nahe seiner Stirnseite eine umlaufende Abschrägung, die einen Dichtkegel 11 darstellt und durch vollständiges Eindrehen des Körpers 1 an einer entsprechenden Dichtkante 16 in der Wandung 2 angedrückt wird und dadurch die die Druckflüssigkeit führende Kammer oder Leitung 5 gegenüber dem Ringraum 10 abdichtet.

Um die Funktion einer Entlüftungsschraube ausführen zu können, besitzt der Körper 1 außerdem eine zentrale, axiale Bohrung 12, die nach außen hin - abgesehen von einer in der Abbildung gezeigten, erst nach dem Entlüften aufsesetzten Schutzkappe 13 - offen ist und mit dem Ringraum 10 über einen radialen, zum Inneren der Wandung 2 hin geneigten Kanal 14 in Verbindung steht. Zur Stirnseite des Körpers 1 hin ist Bohrung 12 durch einen Isolierkörper 15 verschlossen, durch den hier ein blanker Draht 17 hindurchgeführt ist, der sich in eine an der Stirnseite des Körpers 1 angeordnete Drahtschleife (Heizdraht 18) fortsetzt, die hier für die im späteren beschriebene Meß- und Testeinrichtung benötigt wird.

Der axiale Entlüftungskanal bzw. die Bohrung 12 dient gleichzeitig zur Aufnahme der elektrischen Anschlußleitung 8, was im Hinblick auf eine einfache Fertigung günstig ist. In der nach außen weisenden Seite der Bohrung 12 ist eine kurze Hülse 19 aus isolierendem Material eingesetzt, vorzugsweise eingepreßt, durch die das abisolierte Ende des als Anschlußleitung 8 dienenden Kabels geführt ist und die das Kontaktelement 9, hier eine auf den Rand der Hülse 19 aufgesetzte Klammer, trägt, an die die Anschlußleitung 8 angelötet ist.

Über das elektrische Kontaktelement 9 läßt sich sehr einfach die Leitung 8 und damit die Meß- und Testeinrichtung 7 elektrisch an ein Kabel 20 und damit an eine (nicht gezeigte) Stromzuführungs- und Signalauswerteschaltung anschließen. Hierzu genügt es, eine Metallscheibe 21, die elektrisch leitend mit dem Kabel 20 verbunden ist, an das Kontaktelement 9 anzupressen. Da der Kontakt großflächig ist und erforderlichenfalls durch scharfkantige Erhebungen, die Korrosions- oder Schmutzschichten durchstoßen, noch verbessert werden kann, wird auf diese Weise eine sichere Kontaktgabe erreicht. Der erforderliche Anpreßdruck wird in dem abgebildeten Ausführungsbeispiel der Erfindung durch die aus Gummi bestehende Schutzkappe 13 aufgebracht, deren Innenwulst 22 über eine entsprechende, auf der Außenfläche des Körpers 1 in Höhe der Entlüftungsöffnung umlaufende Kante 23 geschoben wird und durch die Eigenelastizität den erforderlichen Anpreßdruck der Metallscheibe 21 an das Kontaktelement 9 aufbringt. Da eine solche Schutzkappe ohnehin benötigt wird, um das Eindringen von Schmutz in den Entlüftungskanal 12 zu verhindern, wird auf diese Weise mit sehr geringem Aufwand ein elektrischer Anschluß der Meß- und Testeinrichtung 7 geschaffen.

Die Meßeinrichtung 7 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in einer Hülse 24 geschützt untergebracht, die in Form eines kurzen Zylinders ausgebildet ist, eine offene Stirnseite und Durchbrüche 25 in ihrer Mantelfläche besitzt, damit die Draht- oder Heizschleife 18 intensiv von dem Druckmittel umspült wird. Dies ist wichtig, weil hier die Drahtschleife 18 als Sonde zur Bestimmung des Siedepunktes der Druckflüssigkeit, beispielsweise einer Bremsflüssigkeit, eingesetzt wird. Hierzu wird über eine nicht dargestellte elektronische Schaltung zum Testzeitpunkt der Draht 18 elektrisch so weit erhitzt, bis sich infolge von von der hygroskopischen Bremsflüssigkeit aufgenommener Feuchtigkeit Dampfblasen auf der Oberfläche des Drahtes bilden und eine weitere Erwärmung unterbinden oder verzögern. Durch Messung des temperaturabhängigen spezifischen Widerstandes des Drahtes 18 bzw. des Temperaturverlaufes in Abhängigkeit von der zugeführten elektrischen Energie läßt sich feststellen, bei welcher Temperatur die Dampfblasenbildung einsetzt bzw. wie hoch die Siedetemperatur der Druckflüssigkeit liegt. Ist der Siedepunkt der Flüssigkeit, insbesondere der Bremsflüssigkeit, auf einen vorgegebenen Wert, der die Sicherheit der Bremsanlage gefährden könnte, gesunken, wird durch die an der Leitung 20 angeschlossene Auswerteschaltung ein Signal ausgelöst.

Der Draht in der Schleife 18 besitzt im Vergleich zu der Zuleitung einen wesentlich höheren spezifischen Widerstand, damit nur der Draht innerhalb der Hülse 24 bzw. die Drahtschleife 18 - nicht jedoch die Zuleitung - durch die zugeführte elektrische Energie erhitzt wird.

Anstelle der Drahtschleife 18 kann beispielsweise auch ein Thermoelement zur Bestimmung der momentanen Druckflüssigkeits-Temperatur in die Hülse 24 eingesetzt werden, wodurch rechtzeitig eine gefährliche Erwärmung der Druckflüssigkeit signalsiert werden kann. Sensoren anderer Art, z. B. zur Messung des Druckes, lassen sich ebenfalls an der Stirnseite des einschraubbaren Körpers 1 anordnen und dadurch in der beschriebenen Weise mit einer Entlüfterschraube kombinieren.

Über das zweite in dem Isolierkörper 15, einem Keramiksockel, angeordnete Drahtstück 26, über den metallischen Körper 1 und die Verschraubung mit der Wandung 2 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Masseanschluß hergestellt. Über ein Metallblättchen 27, in das das Drahtstück 26 eingelötet ist und das mit der metallischen Hülse 24 in Verbindung steht, wird ebenfalls eine elektrisch leitende Verbindung über den Körper 4 zur Masse sichergestellt.

Zur Entlüftung des hydraulischen Systems wird lediglich die Kappe 13 abgenommen und der Körper 1 so weit herausgedreht, daß sich der Dichtkegel 11 von der Dichtkante 16 abhebt. Insofern besteht kein Unterschied zu bekannten Entlüfterschrauben.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Überwachung der Beschaffenheit, des Zustandes und/oder anderer Parameter einer in einem hydraulischen System enthaltenen Druckflüssigkeit,

    mit einem in die Wandung einer Kammer oder einer Leitung des hydraulischen Systems einschraubbaren Körper,

    der an seinem in die Kammer bzw. in die Leitung hineinragenden Teil eine Meß- oder Testeinrichtung und

    an seinem von außen zugänglichen Teil einen elektrischen Anschluß aufweist,

    welcher über eine durch den Körper hindurchführende elektrische Leitung mit der Meß- oder Testeinrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

    daß der einschraubbare Körper (1) in Form eines als Entlüftungsschraube dienenden Bauteils ausgebildet ist,

    die in einer teilweise eingeschraubten Position einen durch das Innere des Körpers (1) nach außen führenden Entlüftungskanal (10, 14, 12) freigibt, der durch vollständiges Eindrehen des Körpers verschließbar ist,

    und daß die Meß- oder Testeinrichtung (7) an der Stirnseite des eingeschraubten Teils des Körpers (1) angeordnet ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (1) an seinem eingeschraubten Teil nahe der Stirnseite einen Dichtkegel (11) aufweist, der durch vollständiges Eindrehen des Körpers an eine entsprechende Dichtkante (16) in der Wandung (2) anpreßbar ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Entlüftungskanal eine nach außen hin offene axiale Bohrung (12) dient, die in der Entlüftungsstellung, d. h. in der teilweise eingeschraubten Position, über einen radial oder schräg verlaufenden Kanal (14) und einen oberhalb des Dichtkegels (11) angeordneten Ringraum (10) mit der die Druckflüssigkeit enthaltenen Kammer oder Leitung (5) in Verbindung steht.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Meß- oder Testeinrichtung (7) mit dem von außen zugänglichen elektrischen Anschluß (9) verbindende Leitung (8) durch die axiale Bohrung (12) hindurchgeführt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der einschraubbare Körper (1) als elektrischen Anschluß (9) an dem nach außen weisenden Ende der als Entlüftungskanal dienenden Bohrung (12) mit einem gegenüber dem eingeschraubten Körper (1) isolierten, mit der zur Meß- oder Testeinrichtung (7) führenden Leitung (8) verbundenen Kontaktelement versehen ist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nach außen weisende Ende des Entlüftungskanals (10, 14, 12) mit einer aufschraubbaren Kappe oder mit einer an einer auf der Außenfläche des Körpers umlaufenden Kante (23), an einem Wulst oder dergleichen einrastenden Kappe (13) verschließbar ist, die sowohl als Schutzkappe als auch als elektrisches Anschlußelement ausgebildet ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (13) aus gummielastischem, elektrisch nicht leitenden Material besteht und im Inneren eine Metallscheibe (21) aufweist, die mit einer nach außen führenden Anschlußleitung (20) verbunden ist und durch die Schutzkappe (13) an das Kontaktelement (9) angedrückt ist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Testeinrichtung (7) innerhalb des die Druckflüssigkeit enthaltenen Raumes (5) in einer Hülse (24) angeordnet ist, deren Stirn- und Seitenwandungen durchbrochen sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Testeinrichtung (7) zur Bestimmung des Siedepunktes der Druckflüssigkeit ausgebildet ist und im wesentlichen aus einem Heizdraht (18) besteht, dessen Temperatur- und/oder Widerstandsverlauf nach Anlegen einer elektrischen Spannung direkt oder indirekt feststellbar ist.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Temperatur und/oder des elektrischen Widerstandes des Heizdrahtes (18) beim Erreichen des Siedepunktes der Druckflüssigkeit oder eines von dem Siedepunkt abhängigen Meßwertes feststellbar ist.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Testeinrichtung (7) als Drucksensor ausgebildet ist und das Überschreiten eines oberen und/oder unteren Druck-Grenzwertes signalisiert.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- oder Testeinrichtung (7) eine Temperatursonde ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese in der Bremsanlage eines Kraftfahrzeuges eingebaut ist und zur Überwachung der Bremsflüssigkeit, insbesondere des Wassergehaltes bzw. des Siedepunktes der Bremsflüssigkeit, in vorgegebenen Intervallen einschaltbar ist.






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