DD292052A5 - Einrichtung zur ueberwachung von druckmittelbetriebenen anlagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur UEberwachung von druckmittelbetriebenen Anlagen, insbesondere des technischen Zustandes von Hydraulikanlagen. Ziel ist es, in mobilen und stationaeren Hydraulikanlagen den Medienflusz und Mediendruck mit hoher Genauigkeit zu messen und eine Frueherkennung technischer Stoerungen und Ausfaelle zu ermoeglichen und ihre Ursachen festzustellen. Die Aufgabe besteht darin, unabhaengig von unbekannten oder schwankenden Medieneigenschaften, wie Viskositaet oder Dichte oder dem Zustand von Ventilen und Leitungen den Verschleisz- und Funktionszustand ohne Unterbrechung des Arbeitsprozesses zu erkennen. Geloest wird das dadurch, dasz ein oder mehrere Druckstromsensoren (7; 8) staendig oder periodisch in die Anlage zwischen Filter (2) und Druckstromerzeuger (3) sowie zwischen Druckstromerzeuger (3) und Wegeventil (5) eingebaut sind und ein direkter Abgriff durch Sensoren fuer die Druckmitteltemperatur * die Drehzahl des Druckstromerzeugers (10) und die Schalterstellung (11) des Wegeventiles (5) hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes sowie von Maximal- und Minimalwerten erfolgt und die Meszsignale einem Rechner (12) zugefuehrt werden. Figur{Meszeinrichtung; Hydraulikanlage; OElbehaelter; Filter; Druckstromerzeuger; Druckbegrenzungsventil; Wegeventil; Sensor; Drehzahl; Temperatur; Schalter; Rechner; messen; steuern; Fehlerquelle; Schutzvorrichtung}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überwachung von druckmittelbetriebenen Anlagen, insbesondere des technischen Zustandes von Hydraulikanlagen für Landmaschinen,

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist eine Vielzahl technischer Lösungen von Hydraulikprüfgeräten bekannt, mit denen der technische Zustand der Anlagen bestimmt werden kann und Ursachen für Störungen zielgerichtet, basierend auf einer direkten oder indirekten Volumenstrommessung, bei definierten Prüfbedingungen ermittelt werden.

So ist in der DD-PS '225172 ein Hydrotester beschrieben, mit dem die dynamische Prüfung stationär oder mobil eingesetzter Hydraulikanlagen durchführbar ist, um sowohl Einstell- als auch Schädigungswerte zu erfassen, wozu eino Kraft- bzw. Druckmeßvorrichtung für die Gewinnung der Meßsignale verwendet wird. Über die Auswertung des Druck-Zeit-Verlaufes bei stoßartiger Belastung der Hydraulikanlage, die dadurch erreicht wird, daß ein äußerlich unbelasteter Arbeitszylinder gegen seine Endlage ein- oder ausfährt, so daß das Druckbegrenzungsventil des Kreislaufes anspricht, sind verschiedene Aussagen zum komplexen Schädigungszustand dos Anlagenteiles möglich. Dabei wird ein Meßgeber zwischen Wegeventil und Arbeitszylinder angeordnet, da bei dieser Anordnung des Gebers spezielle Aussagen zur Dichtheit des Anlagenteiles zwischen Halteventil des Wegeventiles und Arbeitszylinder gewonnen werden können.

Der Nachteil dieser Lösung ist eine ungenügende Meßgenauigkeit, insbesondere bei unbekannten oder schwankenden Eigenschaften des Hydrauliköles, wie Viskosität, Luftanteil, Dichte u.a., und der Elastizität der Hydraulikleitungen des Kreislaufes. Weiterhin ist aus der DE-OS 3128135 eine Einrichtung zum Prüfen de* Förderstromes an Antriebspumpen, speziell bei Pressen, bekannt, bei der über eine Messung der Zeit zum Ausfahren eines Zylinders auf den Zustand der Hydraulikpumpe zu schließen ist. Dazu ist ein Grenztaster vorgesehen, der mit einem auf eine vorgegebene Zeit eingestellten Zeitrelais elektrisch verbunden ist und nach Ablauf der Zeit über elektrische fernbetätigte Schaltventile die Antriebspumpe von den mit dem Druck aus dem Gewicht eines beweglichen Teiles der Presse belasteten Rückzugszylindern und -kolben der Presse trennt und der bis dahin erfolgte Rückhub als Maß für den Förderstrom dient.

Hier sind die Nachteile zu verzeichnen, daß diese Einrichtung ausschließlich an Pressen mit gewichtsbelasteten Zylindern anwendbar ist, der Zustand von Wege- und Druckventilen unberücksichtigt bleibt, so daß inneres Lecköl in diesen Baugruppen die Aussage wesentlich verfälschen kann und letztendlich der Belastungsdruck der Hydraulikpumpe unberücksichtigt bleibt, der jedoch einen maßgeblichen Einfluß auf die Höhe des inneren Lecköles der Pumpe hat.

Ferner haften allgemein den bekannten und beschriebenen Lösungen die Nachteile an, daß während des Arbeitsprozesses der Anlagen plötzlich auftretende Ausfälle nicht erkannt werden können und der Arbeitsprozeß für die Durchführung von Überprüfungen unterbrochen werden muß.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Einrichtung zur Überwachung von druckmittelbetriebenen Anlagen zu schaffen, mit der in unterschiedlichsten mobilden und stationären Hydraulikanlagen und Aggregaten der Medienfluß und Mediendruck mit hoher Genauigkeit gemessen werden kann und eine Früherkennung technischer Störungen und Ausfälle und ihrer Ursachen möglich ist.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Überwachung von druckmittelbetriebenen Anlagen derart zu gestalten, daß der technische Zustund hinsichtlich Verschleiß und Funktion unabhängig von unbekannten oder schwankenden Medieneigenschaften, wie Viskosität, Dichte oder Luftanteil, dem Zustand der Ventile oder Hydraulikleitungen ohne Unterbrechung des Arbeitsprozesses erkannt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein oder mehrere Drucksensoren ständig oder periodisch in die Anlage zwischen Filter und Druckstromerzeuger sowie zwischen Druckstromerzeuger und Wegeventil eingebaut sind und ein direkter

Abgriff durch Sensoren für die Druckmitteltemperatur, die Drehzahl des Druckstromerzeugers und die Schalterstellung des Wegeventiles hinsichtlich des zeitlichenVerlaufes sowie von Maximal- und Minimalwerten erfolgt und die Meßsignale einem Rechner zugeführt werden.

Dabei gestattet die Anordnung eines Drucksensors zwischen Filter und Druckstromerzeuger eine Prüfung der Dichtheit des Ansaugsystemes und Aussagen über den Zustand des Filters und die Anordnung eines Drucksensors zwischen Druckstromerzouger und Wegeventil die Prüfung der Funktion und des Schädigungszustandes dieser Bauteile sowie der Dichtheit des Anlagenteiles zwischen Druckstromerzeuger und Abtrieb.

Während des normalen Arbeitsprozesses der Anlage erfolgt so eine ständige Überwachung der Funktionsfähigkeit der Anlage durch den dauernden Vergleich von gemessenen Druckwerten mit aus den Betriebsbedingungen nach vorgegebenen Zusammenhängen berechenbaren Sollwerten, so daß eine lückenlose Überwachung gewährleiste', ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung ist es beim automatischen Betrieb solcher Anlagen möglich, Ausfälle sofort zu erkennen und zur Vermeidung von Folgeschäden geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten. Des weiteren gestattet eine zielgerichtete, rechnergestützte Auswertung der Ergebnisse der ständig durchgeführten Grenzwertvergleiche Aussagen zum komplexen Verschleiß- und Schädigungszustand. Bei erkannten Abweichungen wird mit der gleichen Geberanordnung während technologisch bedingter Stillstandszeiten automatisiert oder von Hand gesteuert ein im Rechner implementierter Prüfalgorithmus abgearbeitet. Damit können fehlerhafte Baugruppen lokalisiert werden bzw. die Aussagen der permanenten Überwachung derart präzisiert werden, daß eine zielgerichtete Fehlersuche mit externen Mitteln, wie z. B. der Volumenstrommessung, möglich wird. Die erfindungsgemSße Lösung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Einbindung druckmittelbetriebener Anlagen in Steuer- und Regelkreise sowie den bedienerlosen Betrieb der Finalprodukte.

Ausführungsbeltplel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung ist ein schematisches Schaltbild der Überwachungseinrichtung dargestellt.

Die Hydraulikanlage einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Landmaschine, besteht aus einem Ölbehälter 1, einem Filter 2, einem Druckstromerzeuger 3, einem Druckbegrenzungsventil 4, einem Wegeventil 5 und einem hydraulischen Verbraucher 6 in Form eines linearen oder rotatorischen Abtriebes

Zwischen dem Filter 2 und dein DrJ^stromerzeuger 3 sowie zwischen dem Druckstromerzeuger 3 und dem Wegeventil 4 sind ständig installierte, bekannte Drucksensoren 7; 8 angeordnet. Außerdem können weitere Sensoren vorgesehen werden, die einen direkten Abgriff an zusätzlichen Meßstellen vornehmen, wie der Sensor zur Bestimmung der Druckmitteltemperatur 9, der Sensor zur Drehzahlermittlung 10 des Druckstromerzeugers 3 und der Sensor zum Erfassen der Schalterstellung 11 des Wegeventiles 4. Die während des Betriebes der Hydraulikanlage durch den Medienfluß vom Ölbehälter 1 zum Verbraucher 6 oder umgekehrt an den Meßstellen aufgetretenen und erfaßten Werte werden einem auf der Arbeitsmaschine vorhandenen Rechner 12 (Bordcomputer) zugeführt. Hier werden die permanent gemessenen Ergebnisse mit über die zugeordneten Werte von Temperatur und Drehzahl für die durch die Schalterstellung des Wegeventiles 4 charakterisierten verschiedenen Arbeitsstufen der Hydraulikanlage berechenbaren Drucksollwerten verglichen. Aus diesem Vergleich mit bekannten Grenzwerten für die Differenz aus gemessenem Druck und berechnetem Drucksollwert können Aussagen zu Funktion und Schädigungszustand von Filter 2, Druckstromerzeuger 3, Wegeventil 5 einschließlich Druckbegrenzungsventil 4 und Verbraucher 6 sowie zur Dichtheit der gesamten Hydraulikanlage abgeleitet werden. Bei erkannten grenzwertüberschreitenden Abweichungen sind aus dem Druck-Zeit-Verlauf eines gesamten Arbeitszyklus durch Verknüpfung der Aussagen der an sich bekannten Diagnoseverfahren genaue und sichere Angaben zum Schädigungszustand herleitbar, da verschiedene Fehlereinflüsse bzw. unbekannte Größen, wie Viskosität oder Luftanteil, eliminiert werden können.

Claims (1)

1. Einrichtung zur Überwachung von druckmittelbetriebenen Anlagen, insbesondere des technischen Zustandes von stationär oder mobil eingesetzten Anlagen mit liniarem oder rotatorischem Abtrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Drucksensoren (7; 8) ständig oder periodisch in die Anlage zwischen Filter (2) und Druckstromerzeuger (3) sowie zwischen Druckstromerzeuger (3) und Wegeventil (4) eingebaut sind und ein direkter Abgriff durch Sensoren für die Druck.mitteltemperatur (9), die Drehzahl des Druckstromerzeugers (3) und die Schalterstellung (11) des Wegeventiles (4) hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes sowie von Maximal- und Minimalwerten erfolgt und die Meßsignale einem Rechner (12) zugeführt werden.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung