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Dokumentenidentifikation DE10100556A1 13.09.2001
Titel Einfaches System zum Ermitteln des Zustands einer Kraftübertragung
Anmelder Meritor Heavy Vehicle Systems, LLC, Troy, Mich., US
Erfinder Bell, Dale K., Ortonville, Minn., US
Vertreter Prinz und Partner GbR, 81241 München
DE-Anmeldedatum 09.01.2001
DE-Aktenzeichen 10100556
Offenlegungstag 13.09.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2001
IPC-Hauptklasse F16N 29/00
Zusammenfassung Ein System zum Überwachen des Zustands eines Schmiermittels in einem Kraftübertragungsbauteil überwacht die Temperatur des Schmiermittels und vergleicht sie mit der Umgebungstemperatur. Ein Temperaturunterschied wird abhängig von der Zeit gespeichert, und wenn der Temperaturunterschied einen vorbestimmten Wert übersteigt, dann erfolgt eine Anzeige, daß eine Schmiermittelwartung angezeigt ist. Um dieses System weiter zu verfeinern, können die verglichenen Temperaturunterschiede unter ähnlichen Belastungsbedingungen ausgewählt werden.

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein einfaches System und Verfahren zum Überwachen der Betriebsbereitschaft eines Kraftübertragungsbauteils. Insbesondere registriert das System die Zeitliche Entwicklung des Temperaturunterschieds zwischen dem Bauteil und der Umgebungstemperatur und sucht nach einer zunehmenden Temperaturdifferenz als ein Anzeichen für einen bevorstehenden Defekt.

Kraftübertragungsbauteile sind rauhen Umweltbedingungen ausgesetzt. Eine Kraftübertragung weist typischerweise Elemente wie beispielsweise Getriebe, Achsen usw., auf. Die Bauteile übertragen ein hohes Drehmoment und unterliegen ferner rauhen Umweltbedingungen.

Die Bauteile werden typischerweise auch mit einem Schmiermittel versorgt. Das Schmiermittel kann verunreinigt werden oder im Laufe der Zeit an Qualität verlieren. Wenn das Schmiermittel verunreinigt oder qualitativ minderwertiger wird, sollte es ergänzt oder ersetzt werden.

In der Vergangenheit sind verschiedene komplizierte Systeme vorgeschlagen worden, bei denen man versucht, den Verunreinigungsgrad des Schmiermittels zu bestimmen und ein Signal abzugeben, wenn der Verunreinigungsgrad einen vorbestimmten Höchstwert überschreitet. Außerdem sind Systeme verwendet worden, die einfach nach einer vorbestimmten Auslösetemperatur suchen. Diese Systeme sind übertrieben kompliziert, und die Rückmeldung, die sie liefern, ist auch nicht so genau wie erwünscht. Zum Beispiel kann die Temperatur des Bauteils mit der Umgebungstemperatur variieren.

Zusammenfassung der Erfindung

Bei einer offenbarten Ausführungsform der Erfindung wird ein Temperaturunterschied zwischen der Umgebungstemperatur und einem Kraftübertragungsbauteil ermittelt und gespeichert. Wenn sich der Temperaturunterschied im Laufe der Zeit um einen vorbestimmten Wert ändert, dann erfolgt eine Anzeige dahingehend, daß eine Schmiermittelwartung für das Bauteil ansteht. Darüber hinaus wird durch die Berücksichtigung des Temperaturunterschieds eine genaue Anzeige ermöglicht.

Das System kann relativ einfach sein und, unabhängig von der Belastung, lediglich den Temperaturunterschied vergleichen. Alternativ kann ein verbessertes System unter ähnlichen Belastungszuständen nach Temperaturunterschieden suchen. Der Belastungszustand kann die Ausgangsdrehzahl oder das Drehmoment des Motors oder irgendeine andere Variable sein, wie beispielsweise der Einspritzdruck oder die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit zum Motor.

Dieses vereinfachte System gestattet es einem Fahrer, den Zustand des Kraftübertragungsbauteils aktiv zu überwachen, und liefert eine Anzeige, wenn das Schmiermittel gewartet werden muß.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung lassen sich am besten aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ersehen, die nachstehend kurz beschrieben sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines die vorliegende Erfindung verkörpernden Systems.

Fig. 2 zeigt eine Kurve, die eine Ermittlung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein System 20, das ein Kraftübertragungsbauteil 22 aufweist, das als Achsgehäuse dargestellt ist. Die Kraftübertragung wird durch einen Motor 24 angetrieben. Üblicherweise ist zwischen dem Motor und dem Achsgehäuse ein Getriebe 25 angeordnet. Obwohl die vorliegende Erfindung im Hinblick auf ein Achsgehäuse beschrieben wird, profitieren auch andere Bauteile, und insbesondere das Getriebe, von dieser Erfindung. Das Achsgehäuse ist bis zu einem Füllstand 23 mit Schmiermittel gefüllt. Ein Sensor 26 ist in das Achsgehäuse eingebaut, um die Temperatur des Schmiermittels in dem Achsgehäuse zu ermitteln. Ein zweiter Sensor 28 ist dem Motor zugeordnet und ermittelt eine Belastungscharakteristik des Motors. Beispiele für akzeptable Belastungscharakteristika sind Motorausgangsdrehzahl, Drehmoment oder auf den Kraftstoff zu beziehende Zustände, wie beispielsweise Einspritzdruck oder die Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs zum Motor. Die Signale von den Sensoren 26 und 28 und einem dritten Sensor 30, der die Umgebungstemperatur ermittelt, werden alle an eine elektronische Steuereinheit 32 geliefert. Die elektronische Steuereinheit 32 ist mit einem Speicher 34 ausgestattet, der die gesammelten Daten speichert. Die elektronische Steuereinheit 32 vergleicht und speichert die Differenz zwischen der Öltemperatur 26 im Bauteil und der Umgebungstemperatur 30. Des weiteren können diese Temperaturunterschiede einem speziellen Belastungstwert 28 zugeordnet werden. Bei einem noch weiter vereinfachten System sind die Belastungsdaten 28 nicht notwendig. Allerdings werden bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform auch die Belastungsdaten verwendet.

Die elektronische Steuereinheit 32 vergleicht den Temperaturunterschied über der Zeit. Wenn der Temperaturunterschied um einen vorbestimmten Wert angestiegen ist, wird ein Warnsignal 36 ausgesendet. Das Warnsignal 36 kann sichtbar oder hörbar sein, elektronisch übertragen oder einfach in der Steuerung gespeichert und periodisch von dem Wartungspersonal abgerufen werden.

Die Fig. 2 zeigt graphisch einen Vergleich, der vorzugsweise mittels der Steuerung 32 durchgeführt wird. Die Fig. 2 zeigt den Temperaturunterschied bei einer bestimmten Belastungscharakteristik. Die Belastungscharakteristik wird vorzugsweise durch einen bestimmten Inkrementwert in Werte wie beispielsweise Belastung 1, Belastung 2 usw. eingeteilt. Die unterschiedlichen Temperaturen werden dann bestimmten Belastungswerten zugeordnet und mittels der alternierenden Steuereinheit 32 über der Zeit verglichen. Daher wird, wenn die Belastungscharakteristik des Motors das Drehmoment ist, die elektronische Steuereinheit 32 nicht nur identische Drehmoment-Belastungscharakteristika, sondern vielmehr die Temperaturunterschiede bei ungefähr gleichen Belastungscharakteristika miteinander verknüpfen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird der Temperaturunterschied bei A für die spezielle Belastung während eines ersten Zeitabschnitts gezeigt und liegt unter dem Temperaturunterschied B für einen zweiten Zeitabschnitt. Wenn der Abstand d zwischen den Temperaturunterschieden bei A und B einen vorbestimmten Betrag überschreitet, kann die elektronische Steuereinheit 32 die Feststellung treffen, daß das Schmiermittel in dem Bauteil 22 gewartet werden muß.

Die vorliegende Erfindung stellt im wesentlichen ein sehr vereinfachtes Verfahren zum Überwachen und Identifizieren von Problemen im Zusammenhang mit einem Schmiermittelzustand zur Verfügung.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung offenbart wurde, ist es für den Fachmann klar ersichtlich, daß bestimmte Modifikationen in den Bereich dieser Erfindung fallen. Aus diesem Grund sind die nachfolgenden Patentansprüche zur Festlegung des genauen Umfangs und Inhalts der Erfindung heranzuziehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Überwachen der Schmiermittelqualität in einem Kraftübertragungsbauteil, umfassend die folgenden Schritte:
    1. 1. Überwachen der Bauteiltemperatur und Vergleichen der überwachten Temperatur mit der Umgebungstemperatur zur Feststellung eines Temperaturunterschieds;
    2. 2. Speichern der Temperaturunterschiede;
    3. 3. Vergleichen des Temperaturunterschieds über der Zeit; und
    4. 4. Anzeigen, daß eine Schmiermittelwartung nötig wird, wenn der Temperaturunterschied über der Zeit größer wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige gemäß Schritt (4) dann erfolgt, wenn ein vorbestimmter Unterschied bei der Temperaturdifferenz über der Zeit auftritt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verglichenen Temperaturen aus zwei Zeitpunkten bei ähnlichen Belastungscharakteristika ausgewählt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Warnanzeige erfolgt, wenn die Feststellung gemäß Schritt (4) getroffen wird.
  5. 5. System zum Überwachen der Schmiermittelqualität, umfassend:

    ein Kraftübertragungsbauteil, das ein Schmiermittel aufnimmt;

    ein Sensor zum Ermitteln einer Temperatur in dem Kraftübertragungsbauteil;

    ein Sensor zum Ermitteln der Umgebungstemperaturbedingungen; und

    eine Steuerung zum Vergleichen der Bauteiltemperatur und der Umgebungstemperatur und Ermitteln eines Temperaturunterschieds, und zum Vergleichen von Temperaturunterschieden über einen Zeitraum hinweg und Feststellen der Schmiermitteiqualität aufgrund von Änderungen in dem Temperaturunterschied.
  6. 6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Belastungscharakteristik eines Motors, der das Kraftübertragungsbauteil antreibt, ermittelt wird und die verglichenen Temperaturunterschiede bei ähnlichen Kraftübertragungs-Belastungsbedingungen ausgewählt werden.
  7. 7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit mit einem Warnsignal in Verbindung steht.
  8. 8. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsbauteil ein Achsgehäuse ist.






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