DE102005052640B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes bei Hydrospeichern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes bei Hydrospeichern Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes (PO) in Hydrospeichern (10) von Fluidsystemen (18) unter Einsatz eines Mengenreglers (22) mit konstant einstellbarer Durchflussmenge (QStrom) und eines Betätigungsventiles (24) mit einer vorgebbaren Schaltzeit (TSchalt) zum Ermitteln eines Differenzvolumens (Delta-V) und mit einem Drucksensor (20) zum Ermitteln von Druckwerten vor (P1) und nach (P2) einer Fluidentnahme beim Hydrospeicher (10), von dessen Speichervolumen (VO) bei fluidleerem Hydrospeicher (10) ausgehend der Speichervorfülldruck (PO) errechnet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Online-Überwachung des Speicher-Vorfülldruckes in Hydrospeichern von Fluidsystemen unter Einsatz eines Mengenreglers mit konstant einstellbarer Durchflussmenge und eines Betätigungsventils mit einer vorgebbaren Schaltzeit zum Ermitteln eines Differenzvolumens und mit einem Drucksensor zum Ermitteln von Druckwerten vor und nach einer Fluidentnahme beim Hydrospeicher, von dessen Speichervolumen bei fluidleerem Hydrospeicher ausgehend der Speicher-Vorfülldruck errechnet wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
  • Durch die DE-OS 34 11 151 ist ein Verfahren nebst Vorrichtung bekannt zum automatischen Überwachen und Einregeln des Luftdrucks bei mit Behältern versehenen Pneumatikvorrichtungen von Arbeitsmaschinen. Die bekannte Lösung weist eine Messkammer einer Druckmesseinrichtung mit einem Pneumatikdruckaufnehmer auf, der als Druckumformer mit piezoresistiver Vollbrücke den Druck-Ist-Wert des Gases im Behälterinneren ständig überwacht und den gemessenen Wert für die weitere Messwertverarbeitung in ein digitales elektrisches Signal umwandelt. Wird bei dem bekannten Verfahren aus dem Behälter nun Gas zum Betrieb der Pneumatikvor richtung entnommen, kommt es zu nicht mehr errechenbaren Systemzuständen im Hinblick auf Druck, Temperatur und Volumen des im Inneren des Behälters eingeschlossenen Gases, die die Ergebnisse der Druckmessung zur Erfassung des tatsächlichen Druck-Ist-Wertes verfälschen, sodass eine ansteuerbare Reguliereinrichtung nicht in der Lage ist, den Behälter mit der notwendigen Dosiermenge an Gas zu befüllen bzw. von überschüssigem Gas zu entleeren.
  • Um diesen Missständen abzuhelfen, ist in der EP 0 447 791 A2 ein Verfahren sowie Vorrichtung vorgeschlagen worden, dem Hydrospeicher (hydropneumatischer Hydraulikspeicher) eine zuschaltbare Messkammer zuzuordnen, die über eine entsprechende Druckmesseinrichtung verfügt und die an eine Nachfülleinrichtung für das Arbeitsgas anschließbar ist sowie an eine entsprechende Entleereinrichtung. Alle aufgezeigten Verbindungen sind über 2/2-Wege-Ventile oder Schaltventile medienführend miteinander verbindbar oder trennbar. Dadurch dass bei dieser Lösung die Reguliereinrichtung eine mit der Messkammer identische Dosierkammer aufweist, mittels der das Befüllen bzw. Entleeren mit einer vorgebbaren Dosiermenge durchgeführt wird, wobei die gasführende Verbindung zu vorgebbaren Zeitpunkten freigegeben oder versperrt wird, ist der Druckmessvorgang des Druck-Ist-Wertes abgekoppelt und damit ungestört vom jeweiligen Betriebszustand des Behälters durchführbar. Die hierbei ermittelten tatsächlichen Druck-Ist-Werte, die eine Überwachung des Speicher-Vorfülldruckes P0 ermöglichen, lassen sich auf eine genau vorgebbare Dosiermenge an Gas umrechnen, mit der der Hydrospeicher zu befüllen bzw. zu entleeren ist, je nachdem, ob der jeweils ermittelte Druck-Ist-Wert kleiner bzw. größer dem vorgebbaren Druck-Soll-Wert als Speicher-Vorfülldruck P0 ist. Die mit der Messkammer identische Dosierkammer weist mithin ebenfalls nur den Bruchteil des Behältervolumens auf, sodass „portionsweise" die ermittelte Dosiermenge über die Dosierkammer geht.
  • Durch das Zu- und Wegschalten der als Dosierkammer ausgestalteten Messkammer mit Druckwertaufnehmer kommt es jedoch zu dynamischen Vorgängen beim dahingehenden Gastransport, was zum einen das Messergebnis doch verfälscht und zum anderen das Arbeitsvermögen des Hydrospeichers nachteilig beeinflusst, sofern dieser an ein Fluid- oder Hydrauliksystem angeschlossen kontinuierlich „weiterarbeiten" soll. Ferner ist der apparatetechnische Aufwand aufgrund der Mess- und Dosierkammer hoch, was wiederum die Herstellkosten für einen Hydrospeicher erhöht. Ferner hat es sich gezeigt, dass dahingehende Anlagen mit einem erhöhten Wartungsaufwand einhergehen.
  • Durch die DE 1 525 857 C ist eine Überwachungseinrichtung für die Gasmenge eines hydropneumatischen Speichers bekannt, insbesondere für eine hydraulische Betätigung elektrischer Schalter, der mit einer Pumpe zum Füllen des Speichers mit Hydraulikflüssigkeit und mit einem Manometer zum Messen des Speicherdruckes versehen ist. Dadurch, dass bei dieser bekannten Lösung die Überwachungseinrichtung beim betriebsmäßigen Nachfüllen der Hydraulikflüssigkeit den Zusammenhang zwischen der in den Speicher gelangenden Füllmenge und dem Anstieg des Druckes im Speicher erfaßt und bei nicht ausreichender Gasmenge ein Signal liefert, kann die Überwachung ohne großen Aufwand automatisch erfolgen, weil der Speicher ohnehin von Zeit zu Zeit mit einer Pumpe nachgefüllt werden muß, wenn er im Betrieb benutzt wird. Es ist also eine Möglichkeit geschaffen, die vorhandene Gasmenge zu erfassen, ohne dass dabei der Speicher entleert werden muß.
  • Durch die DE 36 09 701 A1 ist es bekannt, in einem hydropneumatischen Druckspeicher (SP) die darin enthaltene Gasmenge durch Messung der Volumenzunahme in der Hydraulikflüssigkeit (Vzu) zu überwachen, die während eines bei einem bestimmten Mindestdruck (Pmin) einsetzenden Druckanstiegs erfolgt. Ferner wird zur Überwachung der Hydraulikdruck (P) gemessen und in Abhängigkeit von der Volumenzunahme (Vzu) und im Druckanstieg bei nicht ausreichender Gasmenge ein Signal abgegeben. Um bei allen betriebsmäßigen Umgebungstemperaturen (T) zuverlässig Signale über den Kühlzustand des Druckspeichers (Sp) zu erhalten, wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Temperatur (T) der Umgebung bzw. der Gasmenge erfaßt, ein dem Verhältnis der Gastemperatur (T) zu Mindestdruck (Pmin) proportionaler Richtwert für die Volumenzunahme (VR (T)) ermittelt und die den Druckanstieg bewirkende Volumenzunahme (Vzu) mit diesem Richtwert (VR (T)) verglichen. Trotz dieser Maßnahmen lassen die genannten Verfahren und Vorrichtungen, was die Genauigkeit der Speichervorfülldruckerfassung bei Hydrospeichern anbelangt, noch Wünsche offen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie zugehörige Vorrichtung der Fachwelt zur Verfügung zu stellen, mit denen in kostengünstiger Weise und genau sich der Speichervorfülldruck bei Hydrospeichern ermitteln lässt. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 5.
  • Voraussetzung für die erfindungsgemäße Online-Erfassung des Speichervorfülldruckes P0 ist, dass zunächst die Speichergröße V0 und der Soll-Vorfülldruck P0-Soll bekannt sind und zwar ausgehend von einem zur Ausliefe rung und zur Inbetriebnahme vorgesehenen Hydrospeichers (hydropneumatischer Speicher). Wird nun unter Einsatz des beanspruchten Mengenreglers eine konstant einstellbare Durchflussmenge im Fluidsystem erfasst und über der Zeit integriert, die sich aus der vorgebbaren Schaltzeit des Betätigungs ventiles ergibt, ist ein Differenzvolumen Delta-V errechenbar, mit dem sich unter Einsatz rechnerischer Gasgleichungen der Online-Vorfülldruck P0 im Hydrospeicher auf der Gasseite ermitteln lässt.
  • Vorzugsweise ist das Verfahren und die Vorrichtung dahingehend weiter ausbildbar, dass eine Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes P0 nicht nur im Ruhezustand des Fluidsystems möglich ist, sondern auch im Arbeitszustand eines dahingehenden Fluidsystems, bei dem etwaig angeschlossene hydraulische Apparate und Maschinenteile leckagebehaftet sind und sich die Arbeitstemperaturen entsprechend ändern können.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, darüber hinaus funktionssicher und lang andauernd die Umsetzung des Online-Messverfahrens mit hoher Messgenauigkeit zu ermöglichen.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren nebst Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispieles nach den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die
  • 1 den grundsätzlichen Aufbau der beanspruchten Speicherladeanordnung in der Art eines Blockschaltbildes;
  • 2 in der Art eines Schaltaufbaus die relevanten Komponenten der Speicherladeschaltung nach der 1.
  • Die 2 zeigt einen Hydrospeicher 10, der auch als hydropneumatischer Speicher oder Hydraulikspeicher in der Fachwelt bezeichnet wird. Dahin gehende Hydrospeicher sind in einer Vielzahl von Bau- und Ausführungsformen bekannt, sodass an dieser Stelle hierauf nicht mehr näher im Einzelnen eingegangen wird. Grundsätzlich trennt jedoch ein Trennelement 12, beispielsweise in Form einer elastisch nachgiebigen Membran oder in Form eines Trennkolbens, einen Fluidvorrat 14 von einem Gasvorrat 16 im Hydrospeicher 10. Der aktuelle Flüssigkeitszustand ist in der 2 mit einem Pfeilsymbol angedeutet. Der Hydrospeicher ist in üblicher Weise an ein Fluidsystem 18 angeschlossen und des Weiteren verfügt der Hydrospeicher 10 üblicherweise auf seiner Gasseite über eine nicht näher dargestellte Nachfüllmöglichkeit zum Nachfüllen des Speichers mit einem Arbeitsgas. Insbesondere beim längeren Betrieb des Hydrospeichers aber auch bei längeren Stillstandszeiten kommt es zu einer Gaspermeation über das Trennelement 12 von der Seite des Gasvorrats 16 zu der Seite des Fluidvorrats 14. Langfristig gesehen oder im Versagensfall kommt es also zu einem Verlust auf der Gasseite des Hydrospeichers an Arbeitsgas, was das Arbeitsvermögen des Speichers entsprechend beeinträchtigt. Demgemäß ist es von Zeit zu Zeit notwendig, Nachfüllvorgänge am Speicher vorzunehmen und den Gasvorrat 16 entsprechend zu ergänzen. Dies kann in zeitlich vorgebbaren Wartungsabständen erfolgen; vorteilhaft wäre es jedoch im Sinne eines Online-Betriebs eine fortlaufende Überwachung des Speicher-Vorfülldruckes P0 sicherstellen zu können. Hier setzt die erfindungsgemäße Lösung ein.
  • Neben dem Hydrospeicher 10 weist die Vorrichtung in der Art einer Speicherladeschaltung und in das Fluidsystem 18 geschaltet einen Drucksensor 20 auf sowie ein handelsübliches Stromregelventil 22 als Mengenregler. Ferner ist ein Betätigungsventil in der Art eines 2/2-Wege-Schaltventils 24 vorgesehen, das in der Darstellung nach der 2 in seiner gesperrten Stellung wiedergegeben ist. Das als Magnetventil konzipierte Schaltventil 24 lässt sich von einer Steuer- oder Regelungseinrichtung 26 (vgl. 1) vorzugsweise ausgebildet in der Art eines Elektromoduls über ein Ansteuersignal 28 (symbolische Darstellung) entsprechend ansteuern und betätigen. Das Fluidsystem 18 weist ferner eine gemeinsame Knotenstelle 30 auf, in die eine Motorhydropumpeneinheit 32 ebenso einmündet wie eine symbolisch dargestellte angeschlossene Arbeitsmaschine 34, die leckagebehaftet sein kann. Anstelle der Arbeitsmaschine 34, beispielsweise in Form einer Werkzeugmaschine, einer Spritzgussmaschine oder dergleichen, kann auch ein sonstiger hydraulischer Verbraucher alternativ oder zusätzlich angeschlossen sein. Ferner braucht die Lösung nicht auf rein hydraulische Anwendungen eingeschränkt zu sein, sondern weitere Anwendungen sind denkbar, sei es im Bereich der Pneumatik oder im Rahmen des Handlings von Schmiermittelflüssigkeiten oder dergleichen.
  • Das als Mengenregler konzipierte Stromregelventil 22 erlaubt das Einstellen einer konstanten Durchflussmenge und, wie bereits aufgezeigt, kann das Regelungsventil 24 von der Steuer- und Regeleinrichtung 26 entsprechend angesteuert und betätigt werden. Ergänzend sei noch angeführt, dass das Fluidsystem 18 endseitig in entsprechende Tankanschlüsse 36 ausmündet und dass das hydraulische Fluidsystem 18 über ein zusätzliches Druckbegrenzungsventil 38 gegen Druckspitzen absicherbar ist (vgl. 1). Ferner ist in der Blockschaltung nach der 1 noch ein elektromagnetisch ansteuerbares 2/2-Wege- oder Schaltventil 40 dargestellt, das eine Art Testventil für die P0-Erkennung ausbildet. In der Darstellung nach der 1 sind die durchgezogenen Verbindungslinien zwischen den Komponenten fluidführende Leitungen und die strichliniert eingezeichneten Leitungen dienen dem elektrischen Anschluss der Komponenten an die Steuer- oder Regeleinrichtung 26 in Form eines Elektromoduls. Ferner ist noch zwischen Hydro pumpe 32 und Hydrospeicher 10 ein in Richtung der Hydropumpe 32 schließendes übliches Rückschlagventil 42 vorhanden.
  • Anhand dieses vorrichtungsgemäßen Aufbaus wird nun im Folgenden das erfindungsgemäße Online-Verfahren näher erläutert.
  • Voraussetzung für die Online-Erfassung des Speicher-Vorfülldruckes P0 soll nun zunächst sein, dass der Steuer- oder Regeleinrichtung 26 als Überwachungssystem die Ausgangsspeichergröße V0 und der Soll-Vorfülldruck P0-Soll bekannt ist. Die dahingehende Ausgangssituation bezieht sich auf einen zur Auslieferung anstehenden handelsüblichen Speicher, der vor seiner Inbetriebnahme steht. Bei thermisch ausgeglichenem Zustand im Gas des Speichers 10 stehen Druck und Volumen dann im folgenden Zusammenhang: P0/P1 = V1/V0oder P1/P2 = V2/V1mit P·V = konstant.
  • Im Zyklus der angeschlossenen Arbeitsmaschine 34 ist der thermisch ausgeglichene Zustand nur in Ruhephasen nach einer Wartezeit gegeben. Deshalb würde eine absolut exakte Online-Drucküberwachung zur Überwachung des Speichervorfülldruckes scheitern, da die auftretende Gasdynamik im Betrieb eine hohe Differenz bezogen auf die festzustellenden Messwerte bedingt.
  • Misst man den Druck hingegen im ausgeglichenen Zustand bei Entnahme = 0 im Fluidsystem 18 und entnimmt in diesem Zustand eine definierte Menge aus dem Hydrospeicher 10, so ändert sich der Druck im Speicher 10 entsprechend. Der Druck am Hydrospeicher 10 wird dann nach der definierten Entnahme ebenfalls gemessen und aus der erfassten Differenz kann dann der Speicher-Vorfülldruck P0 berechnet werden und zwar nach der folgenden Formel Delta-P = P2·Delta-V/V1,wobei
  • V1
    = Volumen vor Entnahme und
    P2
    = Druck nach Entnahme
    ist.
  • Das Delta-V bestimmt sich dann aus der konstanten Durchflussmenge (QStrom) des Stromregelventils 22 multipliziert mit der Öffnungszeit (tSchalt) des Schaltventiles 24, also Delta-V = QStrom·tSchalt. Um dem Anspruch an die genau bekannte Entnahmemenge QStrom möglichst gerecht zu werden, wird ein mechanisch hydraulischer Mengenregler in Form des Stromregelventiles 22 eingesetzt mit Betätigungsventil in Form des zuschaltbaren Schaltventiles 24. Der angesprochene Mengenregler besitzt eine relativ hohe Serienstreuung durch die Fertigung, was seine Genauigkeit anbelangt; weist aber im Funktionsfall eine hohe Konstanz der Regelfunktion bezogen auf die durchströmte Fluidmenge auf, wozu auch mit beiträgt, dass aufgrund der nur selten aktivierten Funktion praktisch kein Verschleiß auftritt und die Ventilkomponenten wie Ventilfedern und Ventilflächen sowie die freien Quer schnitte eine hohe Konstanz bezogen auf die Durchlassmengen QStrom aufweisen im Hinblick auf den mechanisch einfachen Aufbau des Ventilsystems. Sofern man für hochgenaue Messungen den Viskositätseinfluss mit berücksichtigen wollte, wäre dies durch Erfassung der Temperatur über geeignete Temperatursensoren (nicht dargestellt) möglich.
  • Ausgehend von diesen Vorüberlegungen ergibt sich dann der Speichervorfülldruck P0 aus der folgenden Formel P0 = (Delta-V·P1·P2)/(V0·(P1 – P2)),wobei
  • P0
    = Vorfülldruck, Druck bei leerem Speicher,
    P1
    = Druck vor Entnahme,
    P2
    = Druck nach Entnahme,
    V0
    = Speichervolumen bei leerem Speicher
    ist.
  • Die Genauigkeit der angesprochenen Erfassung beruht u. a. auf folgenden Kriterien:
    • – ausgeglichene Thermik im Speicher,
    • – Messgenauigkeit des Druckes am Speicher (Hydraulikseite),
    • – genau bekannte Entnahmemenge und
    • – bekannte Temperatur des Öls und des Öltyps.
  • Um eine hohe Genauigkeit der Druckmessung über den Drucksensor 20 sicherstellen zu können, werden so genannte Druckmessumformer eingesetzt, beispielsweise ausgeführt in Dünnfilmtechnik, die eine hohe Messgenauigkeit gewährleisten. Da die Druckmessung von der relativen Genauigkeit des Messumformens abhängt, gehen insoweit der Hysterese-Fehler und die Auflösung in die Messung mit ein.
  • Um einen ausgeglichenen thermischen Zustand für das Gesamtsystem zu erhalten, kann das aufgezeigte Speicherladesystem dahingehend automatisiert sein, dass es sich dem Maschinenzyklus automatisch anpasst und mithin die Ruhephase selbsttätig bestimmt, sodass dergestalt in angemessenen diskreten Zeitabständen die P0-Prüfung ausgelöst werden kann. Alternativ kann die Maschinensteuerung über Kommunikationsbefehle oder einen Digital-Ausgang die P0-Messung auslösen. Ferner ist eine manuelle Auslösung im Rahmen einer Bediener-Kontrolle jederzeit möglich.
  • Wie nachfolgend dargelegt, kann auch im Sinne einer Lernfunktion eine so genannte Systeminitialisierung durchgeführt werden. Nach Befüllung und Inbetriebnahme des Hydrospeichers 10 durch die Endmontage oder den Service wird eine Systeminitialisierung vorgesehen. Der gemessenen Vorfülldruck wird dann am Prüfsystem eingegeben und ein Testlauf durchgeführt, bei dem Parameter des Systems automatisch erfasst und als Referenz gespeichert werden. Toleranzen des Mengenreglers und aller anderen Komponenten werden dabei weitestgehend erfasst und kompensiert. Die Messgenauigkeit hängt anschließend nur noch von der relativen Stabilität dieser Kennwerte ab. Die Identifikationsphase erlaubt dabei durch Verhältnisrechnung die genaue Bestimmung der Testmenge bzw. des Testdurchflusses im Mengenregler (Stromregelventil 22), da nach Inbetriebnahme des Speichers 10 die Kenngrößen P0 und V0 exakt bekannt sind und als Referenz herangezogen werden können.
  • Die vorbeschriebene Methode der P0-Erfassung erreicht ihre Genauigkeit nur bei einer Entnahmemenge = 0 im Fluidsystem 18. Im Betrieb von Anlagen ist dieser Zustand selten vorhanden, da auch bei Stillstand aller Achsen und Nebenfunktionen ungewollt Leckageverbraucher vorhanden sind, die, wenn auch nur gering, dennoch einen Fluiddurchfluss benötigen, beispielsweise ist der Steuerölverbrauch von Regelventilen oder dergleichen sicherzustellen. Dergestalt wäre es vorteilhaft, eine Leckageerkennung, insbesondere eine Messung der Leckagemengen durchführen zu können.
  • Um die dahingehenden Verbraucher zu erfassen und damit die Leckage zu identifizieren und gleichzeitig die P0-Messung, die durch diese Leckage in der Genauigkeit beeinflusst wird, zu korrigieren, wird eine Messphase vorgeschaltet. Die Messphase ist gekennzeichnet durch System in Ruhe und kein zusätzlicher Verbraucher in Betrieb. In einer zeitlich definierten Messphase wird der Druckabfall im System durch die interne Leckage gemessen. Anschließend an diese Messphase wird der P0-Testzyklus wie vorbeschrieben durchgeführt. Man erhält zwei Druckdifferenzwerte, einmal Leckagephase und Messphase mit definierter Mengenentnahmen über das Testventil (Mengenregler).
  • Dabei ist die Druckdifferenz der P0-Messphase dadurch charakterisiert, dass die Entnahme = Testmenge + Leckagemenge ist. Ferner gilt Delta-P (P0) = Delta-P (Phase 2) – Delta-(Phase 1) vorbehaltlich, dass der dahingehende Druckdifferenzwert in die P0-Berechnung mit einfließt.
  • Das Verhältnis des Delta-P (Phase 1) zum Delta-P (Phase 2) gibt zusätzlich ein Maß über die Höhe des Leckagedurchflusses, da die Testmenge, die über das Testventil entnommen wird, durch die Identifikationsphase genau bekannt ist. Die Bestimmung der Maschinenleckage ist also ein wichtiges Kriterium für die Sicherheit der gesamthydraulischen Anlage.
  • Dies vorausgeschickt, ergeben sich demnach die folgenden Anwendungsgleichungen:
    P0-Berechnung P0 = (Delta-V·P1·P2)/(V0·(P1 – P2)),wobei
  • P1
    = Druckwert zu Beginn der P0-Messphase (Phase 2),
    P2
    = Druckwert zu Ende der P0-Messphase + absolut (Delta-P (Leckagemessung))
    ist.
  • Bedingt durch den Leckagedurchfluss zur Maschine 34 ist der Druckabfall in der P0-Messphase größer als der bei der Testmengenentnahme. Der in der P0-Phase gemessene Druckwert wird um das Delta-P der Leckagephase nach oben bereinigt und mithin das Delta-P in der P0-Messphase entsprechend verringert.
  • Für eine Testmengenidentifikation wird davon ausgegangen, dass in der Inbetriebnahme oder bei der Identifikation der Leckageverbrauch der Ma schine unterbunden werden kann. Andernfalls ist die gleiche Korrektur des P2-Wertes um den Betrag der Leckagedruckdifferenz vorzunehmen wie vorstehend angeführt; ansonsten gilt: Delta-V = P0·V0·(P1 – P2)/(P1 × P2) Q-Test = Delta-V/T-Test,wobei
  • T-Test
    = Aktivierungszeit des Testventils
    ist.
  • Die Leckagemenge der Maschine ergibt sich dann wie folgt: Q-Leckage = Q-Test·Delta-P1/(Delta-P(2) – Delta P(1)),wobei vorzugsweise die Messzeitphase 1 der Messzeitphase 2 zu entsprechen hat, ansonsten wäre eine entsprechende Umrechnung notwendig mit Delta-P(1) = Delta-P in Phase 1, Leckagemessphase Delta-P(2) = Delta-P in Phase 2, Testventilaktivierungsmessphase.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine ständige Überprüfung des Speichervorfülldruckes P0 online möglich, ohne dass der ordnungsgemäße Betrieb der Anlage und der jeweils zuordenbaren Arbeitsmaschine beeinträchtigt wäre. Das vorstehend beschriebene Verfahren nebst Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens stellen äußerst einfach konstruierte und preis werte Lösungen dar, die sich auch nachträglich noch in bestehende hydraulische Anlagen integrieren lassen.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes (P0) in Hydrospeichern (10) von Fluidsystemen (18) unter Einsatz eines Mengenreglers (22) mit konstant einstellbarer Durchflussmenge (QStrom) und eines Betätigungsventiles (24) mit einer vorgebbaren Schaltzeit (TSchalt) zum Ermitteln eines Differenzvolumens (Delta-V) und mit einem Drucksensor (20) zum Ermitteln von Druckwerten vor (P1) und nach (P2) einer Fluidentnahme beim Hydrospeicher (10), von dessen Speichervolumen (V0) bei fluidleerem Hydrospeicher (10) ausgehend der Speichervorfülldruck (P0) errechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer Befüllung des Hydrospeichers (10) mit dem Fluid und seiner Inbetriebnahme ein Testlauf durchgeführt wird, bei dem Systemparameter erfasst und als Referenzwerte (P0-Soll, V0-Soll) in einem Steuerungs- oder Regelungssystem (26) abgespeichert werden, um Toleranzen des Fluidsystems (18) unter Einbezug des Mengenreglers (22) zu erfassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Leckage im Fluidsystem (18), die die Online-Überwachung des Speichervorfülldruckes (P0) beeinflusst, dieser eine Messphase vorgeschaltet wird, die zeitlich definiert den Druckabfall (Delta-P) im Fluidsystem (18) bedingt durch die Leckage ermittelt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Fluidsystem (18) mittels eines Temperatursensors zumindest die Fluidtemperatur ermittelt wird, die dem Steuer- oder Regelsystem (26) erlaubt, eine Temperaturkompensation bei der Speichervorfülldruck-Online-Überwachung vorzunehmen.
  5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fluidsystem (18) ein Hydrospeicher (10) geschaltet ist, der mit seiner Fluidseite (14) an einen Mengenregler (22) sowie an ein Betätigungsventil (24) angeschlossen ist, das von einem Steuer- oder Regelungssystem (26) mit einer vorgebbaren Schaltzeit (TSchalt) betätigbar ist, und dass mit einem Drucksensor (20) Druckwerte vor (P1) und nach (P2) einer Fluidentnahme beim Hydrospeicher (10) ermittelbar sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mengenregler ein Stromregelventil (22) ist und das Betätigungsventil ein 2/2-Wege-Schaltventil (24) ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Fluidseite (14) des Hydrospeichers (10) und der Eingangsseite des Mengenreglers (22) der Drucksensor (20) in eine dahingehende Verbindungsleitung geschaltet ist.
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