DE102011013587A1

DE102011013587A1 - Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischem Ventilaktor

Info

Publication number: DE102011013587A1
Application number: DE201110013587
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2013-03-21

Abstract

Ein Auftragsventil mit einer Längenmesseinrichtung, welches an der Ventilnadel befestigt ist, wird dauerhaft mittels einer entsprechenden Auswerte- und Steuerelektronik auf mechanischen Verschleiß überprüft. Die Längenmesseinrichtung gibt dabei einen Wert zurück, welche die aktuelle Hubhöhe der Ventilnadel repräsentiert. Bei ausreichend Zeit zwischen zwei Triggerimpulsen, wird der Sollwert, welcher die Hubhöhe der Ventilnadel bzw. Ventilaktor bestimmt, soweit erniedrigt, bis keine Änderung durch die Längenmesseinrichtung mehr feststellbar ist. Dies ist der minimalste zurzeit gültige Punkt. Alle Sollwerte, und auch Reihen von Sollwerten, werden nun in der Auswerte- und Steuerelektronik so berechnet, dass diese den minimalsten Punkt nur gerade so erreichen, dass kein zu auftragendes Material mehr durch das Ventil entweichen kann. Durch eine immer wiederkehrende Messung des minimalsten Punktes ist gewährleistet dass kein Material, durch erneute Verschleißerscheinungen an Ventilnadel und Ventilsitz, austreten kann. Durch die vorsichtige Annäherung an den minimalsten Punkt wird der mechanische Verschleiß im Auftragsventil reduziert.

Description

Ein Auftragsventil, mit schnellem elektrischen Ventilaktor, mit Längenmesseinrichtung, welches auf der Ventilnadel des Auftragsventils montiert ist, liefert einen Wert über die aktuelle Hubhöhe der Ventilnadel. Der schnelle elektrische Ventilaktor kann dabei beispielsweise als Kurzhubaktor oder Solenoidaktor ausgeführt sein. Vorteil dieser Aktoren ist die Regelbarkeit und die Geschwindigkeit. Die Ventilnadel drückt auf den Ventilsitz, damit ist das Auftragsventil geschlossen. Der Ventilsitz und die Ventilnadel üben aufeinander Druck aus was zu einem Verschleiß, in Form von Materialverdichtung, führt.
Der Wert der Längenmesseinrichtung wird an die Auswerte- und Steuerungselektronik des Auftragsventils übermittelt.
Bei einer genügend großen Pause zwischen zwei Triggerimpulsen steuert die Auswerte- und Steuerungselektronik den Aktor, mittels des Sollwertes, so dass die Ventilnadel auf das zu diesem Zeitpunkt vorhandende Minimum. Das Minimum wird durch die Elektronik erfasst und gespeichert. Somit ist gewährleistet, dass das Ventil geschlossen ist. Für die weitere Ausgabe der programmierten Reihenfolge von Sollwerten wird das erfasste Minimum zum Sollwert addiert. Die Auswerte- und Steuerungselektronik steuert den Aktor bei einem erneuten Triggerimpuls soweit zu, dass das Minimum nur knapp erreicht wird. Da hierbei ebenfalls ein gewisser Verschleiß auftritt, wird die Ermittlung des Minimums automatisch ständig wiederholt um zu gewährleisten, dass kein Fluid aus dem Ventil austritt während es geschlossen ist.
Die 1 zeigt eine mögliche Ausführung der aktuellen Verschleißwerterfassung als Unterprogramm welches aus einem übergeordneten Programm aufgerufen werden kann. In der 1 wird das Unterprogramm aufgerufen, z. B. während einer Pause zwischen zwei Triggerimpulsen, Die Schleife des Unterprogramms läuft solange bis der neue Istwert gleich dem alten Istwert ist, also keine Differenz mehr zwischen beiden auftritt. Während des Schleifendurchlaufs, wird der Sollwert, und damit der Hub des Auftragsventils, erniedrigt. Dann wird der Messwert der Längenmesseinrichtung aufgenommen. Der alte Istwert wird nun mit dem letzten aktuellen geladen. Der neue Istwert erhält den aufgenommen Messwert, diese werden dann im Schleifenkopf miteinander verglichen. Bei Gleichheit wird die Schleife abgebrochen, und der letzte aktuelle neue Istwert wird an das übergeordnete Programm zurückgegeben in Form einer Zahl.
Vorteile
Derzeit auf dem Markt befindliche Auftragsventile, unabhängig von ihrem Aktorprinzip, besitzen nur eine mechanische Verstellmöglichkeit, welche die Ventilnadel nach unten korrigiert um den mechanischen Verschleiß zu korrigieren. Dies erzeugt einen hohen Wartungsaufwand pro Betriebsstunde, da dies manuell von Hand durchgeführt werden muss, und zudem eine präzise Arbeit des Arbeiters verlangt.
Bei dem vorliegenden System erfolgt diese Korrektur des mechanischen Verschleißes vollautomatisch, so dass hierfür keine Wartung notwendig ist.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass bei vollständigem Verschleiß des Ventilsitzes und der Ventilnadel dies durch die Auswerte- und Steuerungselektronik durch eine Meldeeinrichtung, z. B. Leuchtdiode oder Pfeifton, dem Maschinenanwender oder durch Schnittstellen zu anderen Systemen dies mitgeteilt werden kann.
Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Systemen ist, dass die Auswerte- und Steuerungselektronik des Auftragsventils ständig Informationen über den aktuellen Verschleißzustand des Ventils besitzt, und somit die Regelung der Hubhöhe ständig korrigieren kann und somit den Verschleißgrad pro Zeiteinheit verringern kann. Daraus resultiert, dass der Verschleiß minimiert wird, was zu einer längeren Haltbarkeit vom Auftragsventil, bzw. dessen Komponenten Ventilsitz und Ventilnadel führt.

Claims

Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsventil über eine Längenmesseinrichtung verfügt und die Daten an eine Auswerte- und Steuerelektronik weitergibt welche den ursprünglichen Sollwert verändert. 1.1 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsventil über mindestens eine Längenmesseinrichtung verfügt. 1.2 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmesseinrichtung jeglicher Art sein kann. 1.3 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten die aktuelle Position der Ventilnadel wiedergibt. 1.4 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragsventil eine Ventilnadel besitzt welche auf einen Ventilsitz drückt. 1.5 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilnadel mit der Längenmesseinrichtung verbunden ist. 1.6 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmesseinrichtung über eine elektrische Auswertung jeglicher Art verfügt. 1.7 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Auswertung die Daten bereitstellt und über eine Verbindung jeglicher Art zur Auswerte- und Steuerelektronik übermittelt. 1.8 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten jeglicher Art und Weise, analog und/oder digital, sein können. 1.9 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Daten in der Auswerteelektronik verändert werden können. 1.10 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerelektronik mindestens eine Reihe von Sollwerten gespeichert hat, welche durch irgendeine externe/interne Programmiervorrichtung eingespeichert werden können. 1.11 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte in der Auswerte- und Steuerelektronik auf jede Art und Weise programmiert und vorgegebenen werden können. 1.12 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerelektronik den Sollwert auf jede Art und Weise, analog und/oder digital, an das Auftragsventil übermitteln kann. 1.13 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerelektronik die Daten verändern kann. 1.14 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerelektronik die minimalste Hubstellung des Auftragsventils speichert und als Marke benutzt. 1.15 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte mit dem erkannten Minimum mathematisch, z. B. durch Addition, beeinflusst werden. 1.16 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwerte vor oder während der Ausgabe an das Auftragsventil verändert werden können. 1.17 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die minimalste Hubstellung sowohl periodisch wie auch nicht-periodisch ermittelt werden kann. 1.18 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerelektronik zur Ermittlung der minimalsten Hubstellung den Sollwert soweit erniedrigt bis keine Veränderung über die Längenmesseinrichtung mehr feststellbar ist. 1.19 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Minimum so gering ist, dass das Ventil vollständig schließt und kein Fluid mehr austreten kann. 1.20 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei vollständigem Verschleiß des Ventilsitzes und der Ventilnadel dies durch die Auswerte- und Steuerungselektronik durch eine Meldeeinrichtung jeglicher Art und Weise angezeigt werden kann. 1.21 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerte- und Steuerungselektronik auch an weitere Regel-, Steuerungs- und/oder Überwachungssysteme jeglicher Art über eine elektrische Verbindung jeglicher Art und Weise verbunden sein kann, und hierüber Informationen mit den Systemen austauscht. 1.22 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilaktor elektrische Energiezuführungen besitzt, und beispielsweise als Kurzhubaktor oder Solenoidaktor ausgeführt sein kann. 1.23 Verfahren zur Erfassung und Vermeidung von Verschleiß in Auftragsventilen mit schnellem elektrischen Ventilaktor nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Wert aktuellen Hubhöhe für weitere Reglerstrukturen verwendet werden kann, um z. B. Resonanzfrequenzen im Ventilaktor zu erkennen und die Sollwerte entsprechend anzupassen.