利用超声传感器用于测量在容器的液体的填充水平的装置的制作方法

文档序号:14071994阅读:108来源:国知局

本发明涉及一种利用超声传感器用于测量在容器中液体的填充水平的装置,该超声传感器布置在底部元件上,其中,超声传感器关联有带有测量管的消音杯。



背景技术:

例如由文件de102014009543a1已知一种用于测量液体的填充水平的这种类型的装置。该装置尤其为一种用于容纳发动机油(motoröl,有时也称为发动机润滑油)的容器。该装置尤其在机动车中是需要的。为了获取在容器中的油水平(ölstand),由装置的底部发出超声波,该超声波在油相对处于其上的空气的界面处反射并且又由超声传感器接收。从探测的超声波的行进时间中,那么可获取在容器中的填充水平。在尤其在机动车中的位于运行中的发动机的情形中,油的填充水平然而仅可困难地获取至完全不可获取,因为油剧烈地发泡并且声波在气泡处反射。因此探测的值非常严重地偏差。为了可进行可评估的测量,需要在媒介气体和油之间的明确的界面。为了实现该目的,超声传感器关联有所谓的消音杯。在该包裹超声传感器的测量段的消音杯内,待测量的液体是平静的并且仅通过消音杯至容器的较小的开口与其相连接。通过消音杯至容器的较小的开口,较少气泡到达到消音杯中。在消音杯中的填充水平在此相应于在消音杯外的填充水平,然而在此,例如通过加速或曲线驾驶(kurvenfahrt)产生的波动延迟。消音杯典型地也关联有前室,该前室用于将待测量的液体、尤其起泡的油排气,从而在消音杯的测量段中产生被排气的液体,该被排气的液体相对是无泡的。消音杯典型地由塑料、在大多数情况下由相互焊接、卡锁或粘接的多个部分元件构建。



技术实现要素:

本发明的任务在于,提供一种开头提及的类型的装置,该装置特别简单地构建并且可特别简单地装配。

该任务的解决方案利用带有专利权利要求1的特征的装置实现。在从属权利要求中描述了本发明的有利的设计方案。

在利用超声传感器用于测量在容器中的液体的填充水平的装置的情形中,该超声传感器布置在底部元件上,其中,超声传感器关联有带有测量管的消音杯,根据本发明设置成,该消音杯具有外壳体和内壳体,该内壳体具有测量管,或者内壳体具有向外突出的接触元件,该接触元件贴靠在外壳体的内侧上,或者外壳体具有向内突出的接触元件,该接触元件贴靠在内壳体的外侧上,外壳体设置和构造成用于内壳体的可插塞的容纳,在内壳体和外壳体之间形成有通道,并且内壳体和外壳体的下端部区域与底部元件连接。利用这样的装置可特别简单地构建消音杯。消音杯仅具有两个部分,即内壳体和外壳体。这两个部分仅还相互插塞。整个装置总体来说具有三个组合件,即带有两个部分的消音杯和底部元件,该底部元件也具有超声传感器。内壳体和外壳体几乎等长并且在其长度上优选地仅以小于20%、尤其以小于10%、还进一步优选地以小于5%相区别。在插塞在一起的状态中,内壳体然而优选地以小于10%、还进一步优选地以小于5%的外壳体的高度,向下稍微伸出超过外壳体。消音杯与底部元件焊接。

在本发明的一种优选的设计方案中,内壳体在下区域中具有前室。内壳体在此是单件式的元件。优选地该内壳体是塑料元件、优选地是塑料注射成型件。前室具有带有一个或多个环的进入开口,液体、尤其油必须运动穿过所述环,在此排气,并且然后通过开口进入到测量管中。在前室上方在内壳体处布置有突出的边界,该边界在插塞的状态中起密封作用地贴靠在外壳体中的相应的配对面处并且以该方式向上封闭前室。在此,突出的边界在区域中中断,从而在此使通道保持自由(freibleiben),进入的油泡沫通过该通道可以向上通过到在内壳体和外壳体之间的通道中并且可在外壳体的通风开口中逸出。

外壳体同样优选地是单件式的元件。该外壳体优选地由塑料制成并且优选地是塑料注射成型件。

在本发明的另一设计方案中,外壳体在上区域中具有通风开口。通过该通风开口一方面向上打开了在内壳体和外壳体之间的通道,从而下方进入的油泡沫可在此直接逸出。此外相对外壳体的该通风开口存在至测量管的上通风开口的连接,从而压力平衡可经由外壳体中的通风开口实现。优选地测量管的通风开口和外壳体的通风开口相互错位地、尤其以180°相互错位地布置,从而防止可能通过外壳体的通风开口进入的油泡沫直接溢出到测量管的通风开口中。

在本发明的一种特别优选的改进方案中,内壳体在插塞的状态中向下伸出超过外壳体。这简化了内壳体在外壳体中的插塞安装并且同样简化了外壳体和内壳体的下边界与底部元件的校准和连接。内壳体和外壳体的下区域优选地与底部元件焊接。对此,内壳体和外壳体的下端部区域和/或在底部元件处的相应的配对面构造成倾斜的。由此,相互贴靠的面增大,从而给出更大的接触面,在该接触面处可更简单地且更可靠地建立焊接连接。由此同样简化了校准,因为处于相继倾斜的面有助于自校准。在此优选地,外壳体的下端部区域比内壳体的下端部区域更严重地倾斜。因为附加地,外壳体总体而言比内壳体更短,并且凸缘的相应的相对应的外壁在用于接触外壳体的外部区域中高于用于内壳体的接触区域,因此得出在外壳体的下端部区域中与长倾斜部的第一接触和在10°至20°的数量级中的接触角或倾斜角。那么稍微更迟才实现内壳体与相关联的倾斜部的接触,该倾斜部相比于在外壳体的接触区域中的倾斜部具有显著地更陡和更短的倾斜(schräge),几乎在40°至50°的数量级中。由此实现了可靠的和安全的安装。

底部元件优选地构造为凸缘。该凸缘可由下方装配、尤其旋入到油底壳(ölwanne,有时也称为油盘)或另一容器中。在凸缘上装配有超声传感器,该超声传感器向上对准到消音杯中。总体来说,装置因此优选地仅由三个组合件构建,即外壳体、内壳体和凸缘。

在本发明的一种优选的实施方式中,突出的接触区域在消音杯的高度的大于一半上延伸。由此给出了在内壳体和外壳体之间特别安全的和可可靠地插塞的连接。特别优选地,突出的接触区域在前室上方起始并且可直接联接到该前室处。在本发明一种优选的设计方案中,突出的接触区域构造为桥接部,其布置在内壳体上并且在外壳体的内侧上的相应地匹配的槽中被引导。在此,突出的接触区域有利地竖直地延伸,从而其在插塞过程中在相应的相对应的槽中被引导。

在上区域中保留有自由的空间,该空间不通过突出的接触区域被占据,从而给出了在内壳体和外壳体的通风开口之间的自由入口。优选地在横截面上看,存在至少三个突出的接触区域。在一种优选的设计方案中设置有四个分别以90°错位的、突出的接触区域。在从前室穿过直到向上构造的突出的接触区域的情形中,由此在内壳体和外壳体之间的通道构造在两个这样的突出的接触区域之间,即在一种优选的实施方式中在内壳体和外壳体之间的保留的空间的近乎四分之一中。

本发明的另一方面在于提供油润滑的发动机、尤其内燃机,其具有上面提及的装置。此外本发明的一方面在于,机动车具有带有上面描述的油水平测量装置的这样的油润滑的发动机。

附图说明

随后根据在附图中示出的优选的实施例进一步解释本发明。详细地在示意图中:

图1示出了根据本发明的装置的剖切的侧视图;并且

图2示出了沿着图1中的线ii-ii的俯视图。

具体实施方式

在图1中以剖切的侧视图示出了装置1。装置1基本上由消音杯6和底部元件4组合而成,该底部元件4在当前的实施方式中构造为凸缘19。在底部元件4中集成有或者在其上布置有超声传感器5。底部元件4在此构造为凸缘19,对此也明显的是,凸缘19侧向上伸出超过消音杯6的结构面,以便在此构造紧固区域。在超声传感器5上延伸有测量管9,在该测量管9中实现了实际的测量。超声传感器5发出超声波,该超声波在测量管9中向上传播,在界面液体/空气处反射并且然后作为反射的超声波又由超声传感器5接收。从超声波的行进时间那么可计算超声传感器5至界面的距离以及由此计算填充水平。测量管9是内壳体3的部分。内壳体3也构造消音杯6的下区域的主要的部分,在其中形成有前室13。前室13的最外壁通过外壳体2形成。此外,前室13通过测量管9的壁、在内壳体3中构造的壁22和由内壳体3构造的上边界14构造。该上边界14向上封闭前室13。前室13向下通过底部元件4封闭。

前室13在内壳体3的高度的大约20%到25%上延伸。内壳体3具有多个突出的接触区域20,其中在此可看出两个相对而置的接触区域20。这些接触区域20放置在内壳体3的测量管9处并且延伸直到外壳体2的内壁。由此内壳体3具有在外壳体2中的固定的座(sitz)。尤其,外壳体2相对突出的接触区域具有相对应的槽,所述槽在此是不可见的。内壳体3可如此从下方位置固定地推入到外壳体2中并且在此可插塞地装配。在测量管9的上边界区域处也设置有通风开口23,通过该通风开口23可实现在液位上升时的压力平衡。在下端部区域中,为内壳体3的部分的前室13的壁22是斜切的并且构造倾斜部17。测量管9的倾斜部向外指向并且壁22的倾斜部向内指向,即反向于在测量管9的区域中的内壳体3的相邻的倾斜部17。由此实现在底部元件4的相对应的倾斜部18处的可靠的自定心(selbstzentrierung)。外壳体2围绕内壳体3,然而向下未完全构造成如此宽或深,从而内壳体3向下从外壳体2中稍微伸出。由此简化了安装。在外壳体2的下区域中设置有进入开口8,通过该进入开口8,液体、尤其油穿过外壳体2的壁进入并且然后到达到内壳体3的前室13的区域中。在该下区域中外壳体2形成前室13的外壁的部分。外壳体2竖直地在进入开口8上方具有通风开口10。在该进入开口8和通风开口10之间形成有通道7,通过该通道7若有可能可直接又排出快速射入的泡沫。

在附图2中示出了沿着图1的线ii–ii穿过装置1、尤其消音杯6的横截面。在中间可看出测量管9,其为内壳体3的部分。四个突出的接触区域20以角度90°从测量管9出发。突出的接触区域20在外壳体2的相对应的槽21中被引导和容纳。

在工作模式中,液体或油通过进入开口8进入到外壳体2中,尤其然后进入到在外壳体2和内壳体3之间形成的前室13的最外环中。液体在该外环中流动并且然后通过形成在内壳体3的壁22中的进入开口11进入到前室13的内环中。液体然后必须又以至少180°环流该内环,以便然后可通过进入开口12进入到实际的测量管9中。在该穿过前室13的外环和内环的路径上,液体被尽可能地排气。在测量管9中,液体的液位相应于装置1外的液位上升和下降。为了实现这种情况,在测量管9的上边界处设置有通风开口23,通过该通风开口23空气可逸出并且然后也可在相对而置的侧边上通过在外壳体2中的通风开口10逸出。在快速通过在外壳体2中的进入开口8进入的容积或尤其同样泡沫的情形中,其可直接通过形成在内壳体3和外壳体2之间的通道7逸出。在此,泡沫穿过在内壳体3的上面的突出的边界14中的凹口15并且到达到形成在内壳体3和外壳体2之间的通道7中并且然后在上方通过在外壳体2中的通风开口10逸出。

所有在前述描述中并且在权利要求中提及的特征可以以任意的选择与独立权利要求的特征组合。本发明的公开因此不限于描述的或要求保护的特征组合,相反地,所有在本发明的范围中有意义的特征组合都应被看作是公开的。

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