DE102009038490A1 - Bügelpositionssensor für eine Hydraulikvorrichtung - Google Patents

Bügelpositionssensor für eine Hydraulikvorrichtung Download PDF

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DE102009038490A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bügelpositionssensorsystem (7) für eine Hydraulikvorrichtung (1), die eine Pumpe oder einen Motor, die mit einem beweglichen Bügel (3) versehen ist, der verwendet wird, um den Hub der Hydraulikvorrichtung (1) zu variieren, und ein Verfahren zum Erfassen der Position eines Bügels (3) relativ zu einem Gehäuse (2). Gemäß der Erfindung sind das Gehäuse (2) und der Bügel (3) beweglich und drehbar miteinander verbunden. Wenn der Bügel (3) gedreht wird, gibt es einen Bügelwinkelsensor (5), der die Dreh-Grade des Bügels anzeigt, und ein Winkel von Null entspricht einem Nullhubvolumen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikvorrichtung (1) einen zweiten Bügelwinkelsensor (7) umfasst, der ausgelegt ist, um anzuzeigen, wann sich der Bügelwinkel innerhalb oder außerhalb eines den Nullhubwinkel umfassenden Intervalls befindet.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bügelpositionssensor für eine Hydraulikvorrichtung wie eine Pumpe oder einen Motor, die/der mit einem beweglichen Bügel versehen ist, der zum Variieren des Hubes der Hydraulikvorrichtung verwendet wird. Demzufolge ist das Erfassen der Position des Bügels eine Anzeige des Hubs der Hydraulikvorrichtung. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erfassen der Position eines Bügels.
  • Stand der Technik
  • Hydraulikpumpen und Motoren können generell in zwei Hauptkategorien aufgeteilt werden, unverstellbare Hubvorrichtungen und variable Hubvorrichtungen. Der Vorteil bei einer variablen Hubvorrichtung liegt recht augenscheinlich darin, dass es möglich ist, die Volumenkapazität der Vorrichtung auf recht einfache Weise zu variieren. Nachdem jedoch eine Möglichkeit besteht, das Hubvolumen zu variieren, besteht auch ein Bedürfnis, das Hubvolumen anzuzeigen und zu steuern.
  • In US 6,848,888 wird ein Magnetsensor offenbart, der verwendet wird, um die Position oder den Winkel einer Taumelscheibe relativ zu ihrem Gehäuse anzuzeigen, um das Hubvolumen festzustellen. US 7,275,474 beschreibt ein System, das Markierungen an einer Taumelscheibe, einem Bügel oder an einem ähnlichen beweglichen Teil der Hydraulikvorrichtung verwendet, die optisch oder elektronisch durch einen fest am Gehäuse platzierten Sensor gelesen werden können, um die absolute Position des beweglichen Teils festzustellen. US 4,822,252 beschreibt die Verwendung einer Magnetanordnung, um den Anstellwinkel einer Taumelscheibe eines Kompressors mit variabler Kapazität zu erfassen. Noch eine weitere Anordnung zum Erfassen eines Taumelscheibenwinkels oder einer Bügelposition ist zum Beispiel in US 5,881,629 , US 5,135,031 oder US 5,073,091 offenbart.
  • Obwohl die zuvor zitierten Dokumente verschiedene Lösungen zum Erfassen des Hubs einer Hydraulikvorrichtung mit variablem Hub bereitstellt, besteht dennoch das Bedürfnis, ein solches Erfassungssystem zu verbessern und ein robusteres und sichereres System zum Erfassen der Position des beweglichen Teils, zum Beispiel eines Bügels (eng. = yoke), bereitzustellen, um das Hydrauliksystem besser zu steuern.
  • Inhalt der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein robustes und sicheres System zum Erfassen und Anzeigen der Position eines Bügels in einer Hydraulikvorrichtung wie einer Pumpe oder einem Motor bereit. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung das Anzeigen einer Nicht-Arbeitsposition des Bügels oder der Taumelscheibe, wo es keinen (oder einen sehr kleinen) Hub gibt. In vielen Fällen ist es wichtig, zu wissen, zum Beispiel aus Sicherheitsgründen, falls sich die Hydraulikpumpe oder -motor in einer Nicht-Arbeits- oder einer Arbeitsposition befindet.
  • Demnach betrifft die vorliegende Erfindung einen Minimalhubsensor (Minimum Displacement Sensor – MDS), der am Hydraulikmotor oder -pumpe positioniert ist, um eine ergänzende Bügelwinkelinformation für das Steuersystem zum Überwachen der Genauigkeit eines analogen Bügelwinkelsensors (Yoke Angle Sensor – YAS) bereitzustellen. Der grundliegende Zweck ist es, gewünschte oder sogar gefährliche Betriebsarten bei einer unzureichenden Korrelation zwischen gemessenen und tatsächlichen Bügelwinkeln zu vermeiden, im Besonderen bei gemessenen Bügelwinkeln nahe Null, das heißt, einem kleinen Hub. Ein Zweck dieses MDS ist es demnach, anzuzeigen, wann sich der Bügelwinkel derart innerhalb einer bestimmten Grenze befindet, dass der Hub derart klein genug ist, dass das erzeugte Strömungsvolumen unterhalb einer gewünschten oder angezeigten Sicherheitsgrenze ist. Diese Grenze kann zum Beispiel verwendet werden, wenn eine erlaubte Maximalströmung beim Start der Hydraulikvorrichtung bestimmt wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor ein induktiver Digitalsensor. Der Sensor kann im Gehäuse oder in der Abdeckung an einer festen Position gelegen sein, und der anzeigende Stahlstab sich mit dem Bügel bewegen. Der induktive Sensor wird die Nähe des Stahlstabs erfassen, und die Interaktion zwischen einem elektromagnetischen alternierenden Feld an der Erfassungsfläche des Sensors und einem metallischen Leiter, das heißt, das Ziel, das in diesem Fall die Stahlstange ist, verwenden. Wenn die Stahlstange vor dem Sensor und in der Nähe zu diesem gegenwärtig ist, werden Wirbelströme im metallischen Dämpfungsmaterial des Ziels induziert. Als ein Ergebnis wird Energie vom elektromagnetischen Feld abgebaut, und reduziert die Oszillationsamplitude des elektromagnetischen Felds derart, dass das Vorhandensein des Ziels (der Stahlstange) erfasst wird, und das Sensorsignal zeigt somit an, dass der Bügel innerhalb des Nahe-Nullhubs oder einer Nicht-Arbeitsposition positioniert ist. Die Veränderung oder der Zustand des elektromagnetischen Felds wird im induktiven Sensor verarbeitet, das sich entsprechend seinen Ausgabezustand verändert.
  • Im Allgemeinen können solche Arten von Sensoren zum Erfassen einer Axialbewegung eines Ziels relativ zu einem Sensor verwendet werden. Mit Axialbewegung ist entweder ein Annähern oder ein Entfernen des Sensors und des Ziels in einer Richtung senkrecht zum Sensor und zur Zieloberfläche gemeint. In diesem Fall schaltet der Sensor ein, wenn die Lücke zwischen dem Ziel weniger als ein erster bestimmter Abstand wird, und bleibt eingeschaltet bis die Lücke größer als ein zweiter bestimmter Abstand wird. Aufgrund von Hysterese unterscheiden sich der erste und der zweite Wert derart, dass der Abstand zwischen dem Sensor und dem Ziel, wenn der Sensor von an auf aus wechselt, größer ist als der zweite Abstand, wenn der Sensor von aus auf an wechselt. Demzufolge muss der Abstand zum Ziel vom Sensor innerhalb eines minimalen Abstands sein, um es dem Sensor möglich zu machen, das Ziel zu erfassen.
  • Jedoch können diese Sensoren ebenso verwendet werden, um eine Längsbewegung oder, wie in diesem Fall, eine Radialbewegung zu erfassen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Bügel mit einer Zielstange oder einer Anzeigestange, zum Beispiel einer Stahlstange, versehen. In diesem Fall wird die Erstreckung der Anzeigestange in der Radial- oder Längsrichtung (das heißt in der Bewegungsrichtung des Bügels) in einem am Bügelwinkelsensor vorbeiverlaufenden und diesen gegenüberliegenden Teil des Bügels, wenn der Winkel des Bügels verändert wird, die Hauptoption zum Einstellen oder Verändern des gewünscht anzuzeigenden Bügelwinkelintervalls sein. Es gibt auch weitere die Empfindlichkeit des Sensorsystems beeinflussende Parameter, und zusätzlich zur Radiallänge der Anzeigestange werden solche Merkmale wie Wahl des Materials der Zielstange, im Besonderen die magnetischen Eigenschaften, die Empfindlichkeit des Systems beeinflussen. Demzufolge gibt es viele Arten, das Gebiet oder den Abstand oder das Intervall zu beeinflussen, in dem der Sensor eine Anwesenheit der Anzeigestange anzeigen wird. Ebenso ist die Breite der Lücke zwischen dem Sensor und der Anzeigestange ein die Empfindlichkeit des Sensorsystems betreffendes wichtiges Merkmal. Im Allgemeinen wurde durch Verwenden einer normalen Lückenbreite von 0,3 bis 1,2 mm und einem gewöhnlichen Material für die Anzeigestange, das heißt einer Stahlstange, die minimale Länge der Stange in der benötigten Radialrichtung, das heißt die Länge der am Sensor vorbeiverlaufenden Stange, auf mindestens 5 mm bestimmt, um sicherzustellen, dass der Sensor tatsächlich eine Anwesenheit der Stange anzeigt. Eine kürzere Stange wird nicht sicher erfasst, es sei denn die Lücke zwischen dem Bügel und der Abdeckung (oder eigentlich dem Sensor und der Anzeigestange) ist zu klein, um praktisch geeignet zu sein. Gemäß einer spezifischen Sensoranordnung, umfassend einen BES 516-300-S 205-D-PU-03 Sensor von Balluff und eine HU-7541 Anzeigestange, ist der Nennbetriebsabstand für eine axiale Annäherung oder Entfernung im Bereich von 0 bis zu 1,5 mm. In der Praxis muss der Abstand oder die Lücke zwischen dem Sensor und der Anzeigestange, um für eine Radialerfassung verwendet zu werden, kleiner als das sein, um einen unsicheren Betrieb aufgrund eines Nichterfassens der Anzeigestange zu vermeiden, wenn er vor dem Sensor vorbeikommt. Abhängig von spezifischen, gewünschten Eigenschaften kann ein geeigneter Sensor und Anzeigestange, von zum Beispiel Balluff, ausgewählt und aufgebaut und eingerichtet sein, um eine Anwesenheit/Nichtanwesenheit der Zielstange innerhalb des Erfassungsbereichs des Sensors durchzuführen und anzuzeigen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 Eine Hydraulikpumpe mit variablem Hub, die einen Minimalhubsensor (Minimum Displacement Sensor – MDS) gemäß der Erfindung umfasst.
  • 2 Eine zweite Ansicht der in 1 beschriebenen Pumpe.
  • 3 Eine Nahansicht des in 2 beschriebenen MDS.
  • 4 Eine schematische Figur des Grundprinzips für einen magnetischen MDS.
  • 5 Eine schematische Figur eines MDS-Arbeitsbereichs in einer Hydraulikpumpe mit variablem Hub, die einen beweglichen Bügel aufweist.
  • 6 Eine schematische Figur, die einen idealen Anzeigebereich eines MDS zeigt.
  • 7 Eine schematische Figur, die einen MDS-Anzeigebereich zeigt, und zwar unter Beachtung inhärenter Sensorsystem-Defizite.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 ist eine Hydraulikpumpe 1 beschrieben, die ein Gehäuse 2 und ein Bügel 3 umfasst, der beweglich mit dem Gehäuse 2 verbunden ist und derart um eine Achse dreht, dass die Drehung des Bügels um die Achse einem Bügelwinkel entspricht. Wenn der Bügel 3 relativ zum Gehäuse 2 bewegt wird, wird die Länge des Ausschlags des Kolbens 4 im Zylinder 5 derart verändert, dass das Hubvolumen der Pumpe 1 verändert wird. Demzufolge ist das Hubvolumen so dem Bügelwinkel zugeordnet, dass das Hubvolumen der Pumpe 1 bestimmt werden kann, wenn die Bügelwinkelposition bekannt ist. Die Details der Pumpe 1 werden hier nicht beschrieben, jedoch ist eine geeignete Hydraulikpumpe für die vorliegende Erfindung zum Beispiel im Detail in US 4,991,492 beschrieben. Die Pumpe umfasst einen ersten Bügelwinkelsensor (YAS) 6, der den Bügelwinkel über einen weiten Bereich erfassen und anzeigen kann, im Wesentlichen den gesamten Betriebsbereich der Hydraulikpumpe, um ein Steuersystem mit einer einem Hubvolumen entsprechenden Bügelwinkelanzahl zu versehen. Eine Anzahl von als diesem ersten Bügelwinkelsensor 6 zu verwendenden, geeigneten Sensoren ist zum Beispiel in US 6,848,888 , US 7,275,474 , US 5,881,629 oder US 5,135,031 beschrieben. Im Besonderen, wenn der erste Bügelwinkelsensor 6 ein Relativsensor ist, das heißt, dass Nullhubvolumen oder der Nullhubwinkel auf einem kalibrierten Wert basiert, können die gemessenen und tatsächlichen Werte verschieden sein, falls etwas bei der Kalibrierung nicht stimmt. Eine Ungewissheit beim tatsächlichen Wert des Bügelwinkels kann besonders gefährlich sein, falls der tatsächliche Wert einem größeren Wert als dem angezeigten Wert entspricht. Im Besonderen, falls sich der erfasste Wert innerhalb des Niederhubvolumenintervalls befindet, und bestimmte Betriebe durchgeführt werden, die nur erlaubt sind, wenn ein kleines Hubvolumen vorliegt, kann eine Verletzung von Sicherheitsbestimmungen vorliegen. Selbst wenn der erste Bügelwinkelsensor 6 ein Absolutsensor ist, könnte der Sensor nicht genau genug sein oder der Sensor könnte kaputt sein oder auf eine andere Art zum Anzeigen des richtigen Bügelwinkelwerts nicht geeignet sein. Demzufolge könnte es wünschenswert sein, eine Redundanz im System einzufügen, selbst wenn der erste Sensor ein Absolutpositionssensor ist, und somit ein zweites Bügelwinkelsensorsystem 7 zu verwenden, einen sogenannten Minimalhubsensor (MDS). Der Hauptzweck des MDS 7 ist es, zu Erfassen, wenn sich der Bügel in einem „sicheren” Intervall befindet, das heißt, wenn der Bügel derart positioniert ist, dass kein Risiko eines zu erzeugenden Beschleunigungsmoments besteht. Demnach könnte die exakte Position oder das Intervall, das der MDS 7 anzeigen sollte, unterschiedlich für jede Hydraulikpumpe oder jeden Motor entschieden werden. Der MDS 7 umfasst eine Zielstange 8 und eine Sensorfläche 9.
  • Obwohl beispielhaft beschrieben wurde, eine solche wie in US 4,991,492 in Verbindung mit 1 beschriebene Pumpe zu verwenden, ist es augenfällig, dass die vorliegende Erfindung für im Wesentlichen alle Hydraulikpumpen oder Motoren mit einem Bügel, einer Taumelscheibe oder einem ähnlichen beweglichen Merkmal zum Verändern des Hubvolumens geeignet ist, und verwendet werden kann, um die Position des beweglichen Teils gegenüber einem anderen statischen Bauteil zu erfassen.
  • 2 zeigt eine isometrische Ansicht der Hydraulikpumpe 1 in 1. Ein Teil des Gehäuses 2 wurde in der Figur derart ausgeschnitten, dass der relative Ort des Bügels 3 und des Gehäuses 2 leicht gesehen werden kann. Der Bügel 3 ist derart in einer Nullwinkelposition gelegen, dass die Zielstange 8 des Sensorsystems 7 von der Sensorfläche 9 gerade nach vorne weist.
  • In 3 ist eine Nahaufnahme des MDS 7 und der Anbringung der Anzeigestange 8 zum Bügel 3 und der Sensorfläche 9 zum Gehäuse 2 offenbart.
  • In 4a und 4b ist beschrieben, wie ein Induktivnahsensor arbeitet, der geeignet ist, als der Minimalhubsensor 7 in 1 verwendet zu werden. In 4a ist eine Zielstange 8 gezeigt, die sich in einer Axialrichtung bewegt, das heißt sich in Richtung der Sensorfläche 9 und von dieser weg in einer Richtung senkrecht zur Fläche des Sensors 9 bewegt. Wenn sich der Sensor in einem bestimmten Bereich von der Sensorfläche 9 befindet, wird er in einem Zielerfassungsgebiet 10 sein, und eine Anwesenheit der Zielstange 8 wird angezeigt. In 4a ist die Position der Zielstange 8 am Grenzabstand gezeigt, wo sie das Zielerfassungsgebiet betritt oder verlässt. Ebenso, wenn sich die Zielstange 8 in 4b in der Radialrichtung entlang der Fläche der Sensorfläche 9 und in Richtung der Sensorfläche 9 bewegt hat, wird eine Anwesenheit der Zielstange 8 erfasst, wenn die Zielstange 8 das Zielerfassungsgebiet 10 betritt. Wenn sich die Zielstange 8 weiter entlang der Sensorfläche bewegt hat, wird sie am Zielerfassungsgebiet vorbeikommen und wenn die Zielstange 8 den durch gestrichelte Linien 8' angezeigten Zielstangenort erreicht hat, wird eine Anwesenheit der Zielstange 8 nicht weiter angezeigt. Die Empfindlichkeit des Systems kann zum Beispiel durch Verändern der elektromagnetischen Feldstärke oder des Materials in der Zielstange verändert werden. Jedoch ist das zu verändernde Hauptmerkmal zum Erfassen einer Radialbewegung die Erstreckungslänge der Zielstange 8 in der radialen Richtung entlang der Fläche der Sensorfläche 9. Es sei angemerkt, dass diese Darstellung lediglich die Prinzipien schematisch illustrieren soll, wie das Anzeigesystem arbeitet, und es sollte nicht interpretiert werden, dass das eigentliche Zielerfassungsgebiet der exakten Gestalt des hier illustrierten Zielerfassungsgebiets 10 entspricht.
  • In 5 ist eine schematische Darstellung eines in einer Abdeckung 2 einer Hydraulikpumpe 1 gelegenen Minimalhubsensors 7 gezeigt. Eine Anzeigestange 8 ist im Bügel 3 (repräsentiert durch die gestrichelten Linien) im gleichen Radialabstand von der Drehmitte wie der Sensor 9 gelegen. Weiter ist die Sensorfläche 9 und die Anzeigestange 8 derart positioniert, dass wenn sie in einer überlappenden Position zentriert sind, die Position einer Nullwinkelposition des Bügels 3 entspricht, das heißt, der Nullhubposition. In dieser Figur ist der Bügel 3 derart leicht geschwenkt oder gedreht, dass er die Grenzzone erreicht hat, wo die Sensoranordnung 7 von „AN” zu „AUS” an einer Position B umschaltet. Demzufolge zeigt das MDS System 7 an, dass der Sensor in den vorgeschriebenen Grenzen ist, solange der Sensor innerhalb eines Abstands „a” von der zentrierten überlappenden Position der Anzeigestange 8 und der Sensorfläche 9 vorhanden ist, wobei der Abstand „a” von –A bis A reicht. Der Einfachheit halber wurde angenommen, dass das MDS System im gleichen Abstand von der Nullwinkelposition an- und ausschaltet.
  • Diese idealisierte Situation, das heißt, dass ein An- und Ausschalten am gleichen Ort auftritt, ist weiter in 6 beschrieben, wo die Schrittfunktion des an- oder auszusetzenden Sensors beschrieben ist. Mit idealer Funktion ist gemeint, dass es keine Hysterese gibt, keine individuelle Variation der Sensorleistung oder keine Zeitverzögerung, und der Sensor an zwei scharfen Punkten an jeder Seite der Nullwinkelposition an und aus anzeigt. Diese Schrittfunktion wird demzufolge innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs auf „AN” festgelegt, der innerhalb eines Abstands „A” von der zentrierten Position in 3 entspricht. In diesen Figuren ist ein positiver Wert angezeigt (ein Abstand „B”), wenn der Bügel im Uhrzeigersinn von seiner Startposition (oder Nullhub) bewegt wird, und ein negativer Wert (kein Abstand „–A”) wird angezeigt, wenn der Bügel entgegen dem Uhrzeigersinn von der Nullbügelwinkelposition geschwenkt wird.
  • In 7 ist ein Szenario einer tatsächlichen Situation beschrieben, wo das Verändern des Sensorsignals von „AN” zu „AUS” entsprechend von „AUS” zu „AN” aufgrund einer Hysterese und/oder einer Zeitverzögerung variiert. Der Effekt einer Hysterese besteht darin, dass der Sensor nachhängt, um den angezeigten Status zu halten, den er an einer bestimmten Position anzeigt. Demzufolge wird der Abstand oder das Intervall, in dem der Sensor ein „AN”-Signal anzeigen wird, falls das Signal zuvor als „AN” angezeigt wurde, verbreitert, um einen Abstand von „A0 = A – delta1” bis „B0 = B + delta2” an jeder Seite der Nullwinkelanzeige zu berücksichtigen. Im Allgemeinen berücksichtigt delta1 = delta2 = delta und die Absolutwerte |A| = |B| sowie die Sensoranzeigezone eine Region, die eine Längenerstreckung entsprechend dem doppelten Wert von „|A0| = |B0| = |A| + delta” aufweist und sich vom Nullbügelpositionswinkel einen Abstand |A0| in beide Richtungen erstreckt. Darüber hinaus macht die Hysterese die Zone oder das Intervall, in dem „AUS” angezeigt wird, breiter, falls der Bügel in einer „AUS” Position positioniert wurde, so dass er lediglich umschalten wird, wenn der Bügel eine Position in einem Abstand „A1 = –A + delta3” erreicht, wenn er sich der Nullbügelwinkelposition von links nähert, und in einem Abstand „B1 = B – delta4”, wenn er sich der Nullwinkelposition von rechts nähert. Im Allgemeinen ist delta3 = delta4 = delta und |A| = |B|, so dass die Sensor anzeigende Zone doppelt dem Absolutwert von „|A1| = |B1| = |A| – delta” entspricht, und sich einen Abstand entsprechend zu |A1| an beiden Seiten des Nullbügelpositionswinkels erstreckt, wenn die Anzeige von „AUS” auf „AN” schaltet.
  • Demzufolge schaltet der Sensor 7 bei den Winkeln A1 und B1 an, wenn der Bügelwinkel sich null nähert, und schaltet bei den Winkeln A0 und B0 aus, wenn sich der Bügelwinkel weg von der Nullbügelwinkelposition bewegt. Die Hysterese macht die Absolutwerte von A0 und B0 größer als die Absolutwerte A1 und B1. Dies impliziert, dass es eine Zone an beiden Seiten des Nullbügelwinkels gibt, wo der Zustand des Sensors nicht zweifelsfrei durch die Position des Sensors entschieden werden kann, sondern auch auf seiner vorhergehenden Position. Diese ungewissen Gebiete oder Intervalle können aufgrund anderer Effekte wie Zeitverzögerung sogar breiter sein, was den Hystereseeffekt durch Bewegen der Intervallgrenze in Richtung der Nullbügelwinkelposition fördert, wenn sich der Bügel dem Nullbügelwinkel nähert und die Intervallgrenzen weg von Null bewegt, wenn sich der Bügel in einer Richtung weg vom Nullbügelwinkel bewegt. Diese Unsicherheit steigt mit gesteigerter Geschwindigkeit an. Darüber hinaus kommt zur Unsicherheit in der Sensoranordnung weißes Rauschen im System hinzu und verbreitert das Unsicherheitsgebiet in unbekannte Richtungen.
  • Demzufolge kann das Signal vom MDS System 7 und vom ersten Bügelwinkelsensor (YAS) 6 verwendet werden, um den Status des Sensors und des Systems gemäß dem vorliegenden Schema zu überprüfen:
    • 1. MDS Status wird auf „AN” festgelegt (kleine Winkel), und der YAS zeigt einen Wert innerhalb des Bereichs von A0 bis B0 an. Demzufolge zeigen beide Sensoren relevante Werte an, und die Sensoren werden als perfekt arbeitend betrachtet. Es wird somit als sicher betrachtet, einen Motorbetrieb der Hydraulikpumpe ohne ein Risiko einer ungewünschten ungesteuerten Momentenbeschleunigung anzustellen.
    • 2. MDS Status ist auf „AN” (kleine Winkel) festgelegt, und der YAS zeigt einen Wert außerhalb des Bereichs von A0 bis B0 an. Demzufolge ist einer der Sensoren (YAS oder MDS) außer Funktion, und es ist folglich nicht klar, in welcher Winkelposition der Bügel festgelegt ist. Demzufolge wird es als nicht sicher erachtet, den Betrieb der Hydraulikpumpe ohne ein Risiko einer ungewünschten, ungesteuerten Momentenbeschleunigung anzustellen, und ein Motorbetrieb wird nicht erlaubt.
    • 3. MDS Status ist auf „AUS” (große Winkel) festgelegt, und der YAS zeigt einen Wert außerhalb des Bereichs von A1 bis B1 an. Demzufolge zeigen beide Sensoren vermutlich relevante Werte an, und die Sensoren werden als perfekt arbeitend erachtet. In diesem Fall wird es einem verlaufenden Motorbetrieb durch die Pumpe erlaubt, fortgeführt zu werden, während es nicht erlaubt wird, den Motorbetrieb aufgrund des durch die Sensoren MDS und YAS angezeigten zu großen Hubvolumens zu initiieren.
    • 4. MDS Status ist auf „AUS” (große Winkel) festgelegt, und der YAS zeigt einen Wert innerhalb des Bereichs von A1 bis B1 an. Demzufolge ist einer der Sensoren (YAS oder MDS) außer Funktion, es ist nicht klar, in welcher Winkelposition der Bügel festgelegt ist. Demzufolge wird es als nicht sicher erachtet, den Betrieb der Hydraulikpumpe ohne ein Risiko einer ungewünschten, ungesteuerten Momentenbeschleunigung anzustellen, und ein Motorbetrieb wird nicht erlaubt.
  • Zusammenfassend zeigt der obige zweite und vierte Absatz ein Sensorversagen an, entweder des YAS oder MDS, während der erste Absatz einen sicheren Modus anzeigt (kleine Bügelwinkel und somit kleine Hubvolumen), um einen Motorbetrieb zu starten, während der dritte Absatz anzeigt, dass ein fortgeführter Motorbetrieb erlaubt wird, aber kein Initiieren eines Motorbetriebs erlaubt wird, falls dieser nicht bereits gestartet ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6848888 [0003, 0017]
    • - US 7275474 [0003, 0017]
    • - US 4822252 [0003]
    • - US 5881629 [0003, 0017]
    • - US 5135031 [0003, 0017]
    • - US 5073091 [0003]
    • - US 4991492 [0017, 0018]

Claims (7)

  1. Hydraulikvorrichtung (1), die ein Gehäuse (2) und einen Bügel (3) umfasst, der beweglich mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, um das Hubvolumen der Vorrichtung (1) durch Beeinflussen der Hublänge der Kolben (4) in den Zylindern (5) zu verändern, wobei die Hydraulikvorrichtung (1) einen ersten Bügelwinkelsensor (6) umfasst, der den Bügelwinkel erfassen und anzeigen kann, um ein Steuersystem mit einer einem Hubvolumen entsprechenden Bügelwinkelanzeige zu versehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikvorrichtung (1) einen zweiten Bügelwinkelsensor (7) umfasst, der ausgelegt ist, um anzuzeigen, wann sich der Bügelwinkel innerhalb oder außerhalb eines den Nullhubwinkel umfassenden Intervalls befindet.
  2. Hydraulikvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bügelwinkel-Intervall höchstens plus/minus 10 Grad entspricht, vorzugsweise höchstens 5 Grad, und höchst bevorzugt höchstens 3 Grad.
  3. Hydraulikvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Intervall einen Bügelwinkelbereich mit so kleinen Hubvolumen anzeigt, dass kein Beschleunigungsmoment erzeugt wird.
  4. Hydraulikvorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bügelwinkelsensor (7) ein elektromagnetischer Sensor ist, zum Beispiel ein induktiver Sensor.
  5. Hydraulikvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bügelwinkelsensor (7) einen induktiven Digitalsensor (9) mit einer festen Position in der Abdeckung umfasst, und der Bügel eine die Länge des angezeigten Intervalls definierende Zielstange (8) umfasst.
  6. Verfahren zum Erfassen des Winkel eines Bügels (3) relativ zu einem Gehäuse (2) für eine Hydraulikvorrichtung (1), wobei der Bügel (3) beweglich mit dem Gehäuse (2) verbunden ist, um das Hubvolumen der Vorrichtung zu verändern, wobei der Bügel (3) einen mit Kolben (4) versehenen Zylinder (5) umfasst, und wobei der Nullbügelwinkel als derjenige Winkel definiert wird, wo Kolben (4) im Wesentlichen keine Arbeit durchführen und sich nicht entlang der Axialrichtung der Zylinder (5) bewegen, wobei das Verfahren die Verwendung eines ersten Bügelwinkelsensors (4) umfasst, welcher den Bügelwinkel erfassen und anzeigen kann, um ein Steuersystem mit einer einem Hubvolumen entsprechenden Bügelwinkelanzeige zu versehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Verwendung eines zweiten Bügelwinkelsensors (7) umfasst, der ausgelegt ist, zwischen zwei verschiedenen Ausgabesignalen umzuschalten, wobei das erste Ausgabesignal der Position des Bügels (3) um einen Nullhubwinkel entspricht und der Winkel unterhalb eines Werts alpha liegt, und das zweite Ausgabesignal einem Winkel zwischen dem Bügel und Gehäuse entspricht, der größer als alpha ist, der einen Bügelwinkel anzeigt, der einem Arbeitsstromvolumen entspricht.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze alpha des Bügelwinkels weniger als 10 Grad ist, vorzugsweise weniger als 5 Grad und höchst bevorzugt weniger als 3 Grad.
DE102009038490A 2008-09-17 2009-08-21 Bügelpositionssensor für eine Hydraulikvorrichtung Withdrawn DE102009038490A1 (de)

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