DE102014225872A1 - Hydraulic cylinder with a measuring device - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse und mit einer Messeinrichtung, die einen oder mehrere Sensoren aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Anordnung mindestens eines der Sensoren an oder in dem Zylindergehäuse bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen.Disclosed is a hydraulic cylinder with a cylinder housing and with a measuring device having one or more sensors. According to an arrangement of at least one of the sensors is provided on or in the cylinder housing during manufacture and / or assembly of the hydraulic cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hydrozylinder mit einer Messeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a hydraulic cylinder with a measuring device according to the preamble of patent claim 1.

Es sind übliche Hydrozylinder bekannt, bei denen für eine Messwerterfassung ein oder mehrere Sensoren nachgerüstet wurden, um einen Betriebszustand des Hydrozylinders, eines Bauteils oder eines Betriebsmittels davon zu erfassen. Da die nachträgliche Ausrüstung mit Sensoren in Bauteilen des Hydrozylinders teilweise nur mit nicht wirtschaftlichem Aufwand betreibbar ist, sind üblicherweise der oder die Sensoren der Einfachheit halber andernorts in einem Antriebssystem, das den Hydrozylinder enthält, angeordnet, beispielsweise in einer Druckmittelsenke, um eine Temperatur eines Druckmittels zu messen. Conventional hydraulic cylinders are known in which one or more sensors have been retrofitted for a measured value detection in order to detect an operating state of the hydraulic cylinder, a component or a component thereof. Since the retrofitting with sensors in components of the hydraulic cylinder is partially operable only with non-economic effort, usually the one or more sensors elsewhere for simplicity in a drive system containing the hydraulic cylinder, arranged, for example in a pressure medium sink to a temperature of a pressure medium to eat.

Dies hat den Nachteil, dass der oder die Sensoren nicht an einer für die Messwerterfassung optimalen Position angebracht sind und so keine optimalen Messwerte liefern. This has the disadvantage that the sensor or sensors are not mounted at an optimum position for the measured value acquisition and thus do not provide optimal measured values.

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Hydrozylinder zu schaffen, bei dem eine Messwerterfassung für einen Betriebszustand eines Hydrozylinders optimiert ist. In contrast, the invention is based on the object to provide a hydraulic cylinder in which a measured value is optimized for an operating state of a hydraulic cylinder.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Hydrozylinder mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. This object is achieved by a hydraulic cylinder having the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hydrozylinders sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben. Advantageous developments of the hydraulic cylinder according to the invention are described in the further subclaims.

Ein Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse enthält eine Messeinrichtung mit einem oder mehreren Sensoren. Erfindungsgemäß ist eine Anordnung mindestens eines der Sensoren an oder in dem Zylindergehäuse bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen. A hydraulic cylinder with a cylinder housing contains a measuring device with one or more sensors. According to an arrangement of at least one of the sensors is provided on or in the cylinder housing during manufacture and / or assembly of the hydraulic cylinder.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der mindestens eine Sensor somit an einer für eine Ermittlung eines jeweiligen Messwerts optimalen Position anordenbar ist, was nachträglich, also nach Abschluss der Herstellung und/oder der Montage des Hydrozylinders, in dieser einfachen Art und Weise nicht mehr möglich ist. Zudem ist mit dem Hintergrundwissen eines Herstellers des Hydrozylinders eine optimale Position für einen Sensor je nach zu erfassendem Messwert sehr sicher auswählbar. An advantage of the present invention is that the at least one sensor can thus be arranged at an optimum position for determining a respective measured value, which subsequently, ie after completion of the production and / or assembly of the hydraulic cylinder, no longer in this simple manner is possible. In addition, with the background knowledge of a manufacturer of the hydraulic cylinder, an optimum position for a sensor can be selected very reliably, depending on the measured value to be recorded.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Anordnung des mindestens einen Sensors bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders, wobei diese vorteilhafterweise schon während einer Konstruktionsphase berücksichtigt wird, kostengünstiger ist als eine aufwändige Nachrüstung. A further advantage is that the inventive arrangement of the at least one sensor in a production and / or assembly of the hydraulic cylinder, which is advantageously taken into account during a design phase, is more cost-effective than a costly retrofit.

Vorteilhafterweise weist das Zylindergehäuse ein Zylinderrohr, und/oder eine Kolbenstange, und/oder einen Zylinderkopf, und/oder einen Zylinderboden, und/oder einen Flansch, und/oder einen oder mehrere Befestigungspunkte, insbesondere einen Schwenkzapfen, oder eine Befestigungsgabel oder ein Gelenklager, auf, wobei einer oder mehrere der Sensoren an oder in dem Zylinderrohr, und/oder der Kolbenstange, und/oder dem Zylinderkopf, und/oder dem Zylinderboden, und/oder dem Flansch, und/oder einem oder mehreren der Befestigungspunkte angeordnet oder integriert ist. Somit ist eine leichte Zugänglichkeit zu den Sensoren gewährleistet und/oder ein Austauschen einzelner defekter Sensoren erleichtert und/oder ein Austauschen eines Bauteils mit einem defekten Sensor ermöglicht. Advantageously, the cylinder housing has a cylinder tube, and / or a piston rod, and / or a cylinder head, and / or a cylinder bottom, and / or a flange, and / or one or more attachment points, in particular a pivot pin, or a mounting fork or a spherical plain bearing, in which one or more of the sensors is arranged or integrated on or in the cylinder tube, and / or the piston rod, and / or the cylinder head, and / or the cylinder bottom, and / or the flange, and / or one or more of the attachment points , Thus, easy accessibility to the sensors is ensured and / or facilitates replacement of individual defective sensors and / or allows replacement of a component with a defective sensor.

Bevorzugt ist der Flansch für eine einfache Befestigung des Hydrozylinders an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderboden angeordnet. Preferably, the flange for easy attachment of the hydraulic cylinder is arranged on the cylinder head or on the cylinder bottom.

Vorteilhafterweise weist das Zylindergehäuse eine Durchführung auf, über die eine Kolbenstange des Hydrozylinders aus dem Zylindergehäuse geführt ist, wobei in der Durchführung mindestens ein Messobjekt angeordnet ist, dem jeweils mindestens einer der Sensoren zugeordnet ist, und wobei jeder der Sensoren, insbesondere direkt, benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet ist. Diese erfindungsgemäße Anordnung trägt weiter dazu bei, die Sensoren an einer für die jeweilige Messwerterfassung optimalen Position anzuordnen. Insbesondere ist mindestens einer der Sensoren in einer radialen Ausrichtung in der Durchführung oder in dem Zylindergehäuse angeordnet. Advantageously, the cylinder housing has a passage through which a piston rod of the hydraulic cylinder is guided out of the cylinder housing, wherein in the implementation at least one measurement object is arranged, which is associated with at least one of the sensors, and wherein each of the sensors, in particular directly, adjacent to its associated measuring object is arranged. This arrangement according to the invention further contributes to arranging the sensors at an optimum position for the respective measured value detection. In particular, at least one of the sensors is arranged in a radial orientation in the passage or in the cylinder housing.

Vorteilhafterweise enthält der Flansch und/oder der Zylinderkopf die Durchführung. Dies trägt weiter dazu bei, dass die Sensoren leichter zugänglich und/oder austauschbar sind. Advantageously, the flange and / or the cylinder head includes the implementation. This further contributes to making the sensors more accessible and / or replaceable.

Vorteilhafterweise ist mindestens einer der jeweils mindestens einem der Messobjekte zugeordneten Sensoren in Radialrichtung gesehen in Reihe zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet oder ist in Radialrichtung oder in Umfangsrichtung gesehen versetzt zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet. Somit sind die Sensoren in einer günstigen wenn nicht optimalen Position zu dem zugeordneten Messobjekt angeordnet, was eine Voraussetzung für ein Liefern von optimalen Messwerten ist. Die, insbesondere in Umfangsrichtung, versetzte Anordnung von Sensoren ist von Vorteil bei einer Ermittlung einer Abweichung und/oder Veränderung eines Messwerts über den Raum, beispielsweise einer Seitenlast auf den Hydrozylinder und einer damit einhergehenden Biegung der Kolbenstange, oder einer Temperatur eines Lagerelements, wobei eine Temperaturdifferenz ein Indikator für eine Seitenlast sein kann. Advantageously, at least one of the sensors associated with at least one of the measurement objects is arranged in the radial direction in series with its associated measurement object or is arranged offset in the radial direction or in the circumferential direction relative to its associated measurement object. Thus, the sensors are located in a favorable, if not optimal, position with the associated measurement object, which is a prerequisite for providing optimal measurement values. The, in particular in the circumferential direction, offset arrangement of sensors is advantageous in determining a deviation and / or change of a measured value over the space, such as a side load on the hydraulic cylinder and an associated Bending the piston rod, or a temperature of a bearing element, wherein a temperature difference may be an indicator of a side load.

Vorteilhafterweise enthält mindestens eines der Messobjekte ein Dichtelement und/oder ein Lagerelement für die Kolbenstange und/oder für die Durchführung. Die Betriebsbedingungen von Dichtelementen und Lagerelementen, insbesondere unabhängig voneinander, zu messen und damit zu überwachen ist wichtig für die Planung von Wartungsarbeiten, Lebensdauerabschätzungen und/oder Einstellung von diese Elemente betreffenden Betriebsparametern wie beispielsweise Zusetzen von Additiven zu einem Druckmittel. Insbesondere enthält eines der Messobjekte einen Kolbenraum und/oder einen Ringraum, um einen darin herrschenden Druck zu messen. Advantageously, at least one of the measured objects contains a sealing element and / or a bearing element for the piston rod and / or for the passage. To measure and thus to monitor the operating conditions of sealing elements and bearing elements, in particular independently of one another, is important for the planning of maintenance work, lifetime estimates and / or adjustment of operating parameters relating to these elements, such as adding additives to a pressure medium. In particular, one of the measuring objects contains a piston chamber and / or an annular space in order to measure a pressure prevailing therein.

Vorteilhafterweise ist der Sensor, der dem Lagerelement zugeordnet ist, ein Temperatursensor und/oder ein Kraftsensor. Die Temperatur des Lagerelements, die von der Reibung bestimmt wird, ist ein Maß für einen Verschleiß des Lagerelements, weil der Verschleiß ebenfalls von der Reibung bestimmt wird und ist somit ein wichtiger Indikator für die Lebensdauer des Lagerelements und/oder die Korrektheit der das Lager betreffenden Betriebsparameter. Die auf das Lager einwirkende Kraft ist ebenso ein wichtiger Indikator für die Lebensdauer des Lagerelements und/oder die Korrektheit der das Lager betreffenden Betriebsparameter. Advantageously, the sensor associated with the bearing element is a temperature sensor and / or a force sensor. The temperature of the bearing element, which is determined by the friction, is a measure of wear of the bearing element, because the wear is also determined by the friction and is thus an important indicator of the life of the bearing element and / or the correctness of the bearing operating parameters. The force acting on the bearing is also an important indicator of the life of the bearing element and / or the correctness of the operating parameters relating to the bearing.

Vorteilhafterweise ist zwischen zwei Lagerelementen, und/oder zwischen zwei Dichtelementen, und/oder zwischen einem Dichtelement und einem Lagerelement ein Drucksensor angeordnet, um einen dort herrschenden Druck und/oder eine Druckdifferenz zwischen den Messobjekten zu messen. Advantageously, a pressure sensor is arranged between two bearing elements, and / or between two sealing elements, and / or between a sealing element and a bearing element in order to measure a pressure prevailing there and / or a pressure difference between the measured objects.

Vorteilhafterweise sind in Axialrichtung gesehen zwei Lagerelemente hintereinander in der Durchführung angeordnet, wobei dem einen Lagerelement der Sensor in Form eines Temperatursensors und dem anderen Lagerelement der Sensor in Form eines Kraftsensors zugeordnet ist. Bei zwei hintereinander angeordneten Lagerelementen ist es durchaus ausreichend, die Temperatur an dem einen Lagerelement und die Lagerlast an dem anderen Lagerelement zu messen, um die beiden Lagerelemente in Bezug auf die Lagerlast und die Temperatur – und den damit verknüpften Verschleiß – realistisch einschätzen zu können. Dies hat weiter den Vorteil, dass je Lagerelement ein Sensor eingespart werden kann. Advantageously, seen in the axial direction, two bearing elements arranged one behind the other in the implementation, wherein the one bearing element of the sensor in the form of a temperature sensor and the other bearing element, the sensor is assigned in the form of a force sensor. In the case of two bearing elements arranged one behind the other, it is quite sufficient to measure the temperature at one bearing element and the bearing load at the other bearing element in order to be able to realistically estimate the two bearing elements with regard to the bearing load and the temperature and the associated wear. This has the further advantage that each sensor element can be saved.

Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Sensoren in einem Gehäuse der Messeinrichtung angeordnet und/oder ist mindestens einer der Sensoren mit einem Gehäuse der Messeinrichtung verbunden. Falls eine unmittelbare Nähe eines der Sensoren zu seinem zugeordneten Messobjekt nicht für das Erzielen von optimalen Messwerten erforderlich ist, können die betreffenden Sensoren in dem Gehäuse untergebracht werden. Vorteile davon sind, dass bei beengten Platzverhältnissen an dem Hydrozylinder mehr Platz für andere Sensoren ist, deren Nähe zu ihren zugeordneten Messobjekten für das Erzielen von optimalen Messwerten erforderlich ist und dass die in dem Gehäuse untergebrachten Sensoren vor ungünstigen Umgebungsbedingungen geschützt sind. Advantageously, at least one of the sensors is arranged in a housing of the measuring device and / or at least one of the sensors is connected to a housing of the measuring device. If an immediate proximity of one of the sensors to its associated measurement object is not required for obtaining optimal measurement values, the respective sensors can be accommodated in the housing. Advantages of this are that in confined spaces at the hydraulic cylinder more space is available for other sensors whose proximity to their associated measurement objects is required for obtaining optimum measurement values and that the sensors housed in the housing are protected against unfavorable environmental conditions.

Das Gehäuse kann außen an dem Zylinderrohr oder getrennt von dem Hydrozylinder angeordnet sein. The housing may be arranged on the outside of the cylinder tube or separately from the hydraulic cylinder.

Vorteilhafterweise enthält die Messeinrichtung, insbesondere das Gehäuse, für die von mindestens einem der Sensoren erfassten Messwerte eine Datenübertragungseinrichtung, und/oder eine Digitalisiereinrichtung, und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung, und/oder eine Speichereinrichtung. Dies ist von Vorteil bei einer Auswertung der erfassten Messwerte. Insbesondere sind die erfassten Messwerte über eine Datenbankauswertung auswertbar. Advantageously, the measuring device, in particular the housing, for the measured values acquired by at least one of the sensors contains a data transmission device, and / or a digitizer, and / or a data processing device, and / or a memory device. This is an advantage when evaluating the acquired measured values. In particular, the recorded measured values can be evaluated via a database evaluation.

Vorteilhafterweise enthält die Messeinrichtung eine Firmware, in der Regeln hinterlegt sind für eine statistische Auswertung der Messwerte, und/oder Kombinationen aus den Messwerten und/oder Ableitungen von den Messwerten. Anhand der Regeln ist bevorzugt beurteilbar, ob und inwieweit der betreffende Hydrozylinder innerhalb des bestimmungsgemäßen Gebrauchs benutzt wurde. Advantageously, the measuring device contains a firmware in which rules are stored for a statistical evaluation of the measured values, and / or combinations of the measured values and / or derivatives of the measured values. Based on the rules, it is preferable to judge whether and to what extent the relevant hydraulic cylinder was used within the intended use.

Vorteilhafterweise sind in Abhängigkeit der Messwerte oder davon abgeleiteten Größen Warnmeldungen ausgebbar, insbesondere wenn die Messwerte oder die davon abgeleiteten Größen ein Anhaltspunkt dafür sind, dass kein bestimmungsgemäßer Gebrauch des Hydrozylinders vorliegt. Depending on the measured values or variables derived therefrom, warning messages can advantageously be output, in particular if the measured values or the variables derived therefrom are an indication that there is no intended use of the hydraulic cylinder.

Vorteilhafterweise sind die Warnmeldungen protokollierbar, insbesondere in einer Protokolldatei speicherbar, um gegebenen falls eine Häufigkeit und/oder nähere Umstände eines nicht mehr bestimmungsgemäßen Gebrauchs darzulegen. Advantageously, the warning messages can be logged, in particular stored in a log file, in order, if appropriate, to set out a frequency and / or more precise circumstances of a use that is no longer intended.

Vorteilhafterweise ist über die Auswertung der erfassten Messwerte bei Abweichungen von dem bestimmungsgemäßen Gebrauch ein eigentlich beabsichtigter Gebrauch bestimmbar und dementsprechend können Anpassungen an dem Hydrozylinder und/oder den Betriebsparametern vorgenommen werden. In the case of deviations from the intended use, it is advantageously possible to determine an actually intended use by evaluating the measured values recorded, and correspondingly, adjustments to the hydraulic cylinder and / or the operating parameters can be made.

Insbesondere enthält das Gehäuse mindestens eine Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle. Über die Benutzerschnittstelle sind die erfassten Messwerte vorteilhafterweise visualisierbar und/oder eine Einrichtung zum Visualisieren der Messwerte und/oder eine Einrichtung zum Auswerten der Messwerte, auf der ein dafür geeignetes Programm ausführbar ist, anschließbar. In particular, the housing contains at least one sensor interface and / or a user interface. The recorded measured values can advantageously be visualized via the user interface and / or a device for visualization the measured values and / or a device for evaluating the measured values, on which a suitable program can be executed, can be connected.

Vorteilhafterweise ist die Messeinrichtung für einen Batteriebetrieb ausgelegt, um bei einer Fertigungsendkontrolle, und/oder während einer Lagerung, und/oder während eines Transports und/oder bei einer Außerbetriebnahme eine Überprüfung der Messeinrichtung zu ermöglichen, ohne dass sie in einer Anlage mit entsprechender Hilfsenergie eingebaut ist. Advantageously, the measuring device is designed for battery operation in order to permit a check of the measuring device during a final production inspection, and / or during storage, and / or during transport and / or decommissioning, without being installed in a system with corresponding auxiliary energy is.

Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Sensoren ausgebildet als ein Temperatursensor, ein Kraftsensor, ein Dehnungssensor, ein Drucksensor, ein Positions-/Lagesensor, ein Beschleunigungssensor, ein GPS-Sensor, oder ein Druckmittelzustandssensor, wobei Kombinationen aus den genannten Sensoren verwendbar sind, beispielsweise ein kombinierter Temperatur-/Drucksensor. Advantageously, at least one of the sensors is designed as a temperature sensor, a force sensor, a strain sensor, a pressure sensor, a position / position sensor, an acceleration sensor, a GPS sensor, or a pressure medium state sensor, combinations of said sensors being usable, for example a combined one temperature / pressure sensor.

Insbesondere kommt für die Überwachung eines Lagerelements, und/oder einer Kolbenstangendichtung, und/oder einer Umgebung des Hydrozylinders ein Temperatursensor zum Einsatz, wobei für die Überwachung von Kontaktbelastungen in einem Lagerelement und/oder Seitenbelastungen des Hydrozylinders ein Kraftsensor verwendbar ist. Für die Überwachung eines Lagerelements kann auch ein Dehnungssensor zum Einsatz kommen. In particular, a temperature sensor is used for monitoring a bearing element, and / or a piston rod seal, and / or an environment of the hydraulic cylinder, wherein a force sensor can be used for monitoring contact stresses in a bearing element and / or side loads of the hydraulic cylinder. For monitoring a bearing element and a strain sensor can be used.

Für eine Überwachung eines Druckmittels ist insbesondere ein Drucksensor, und/oder ein Temperatursensor, und/oder ein Druckmittelzustandssensor verwendbar. In particular, a pressure sensor, and / or a temperature sensor, and / or a pressure medium condition sensor can be used for monitoring a pressure medium.

Für eine Überwachung einer Betriebsposition des Hydrozylinders ist vorteilhafterweise ein Positionssensor und/oder ein Lagesensor an der Kolbenstange verwendbar, beispielsweise bei der Verwendung des Hydrozylinders in einem Schaufellader. For a monitoring of an operating position of the hydraulic cylinder advantageously a position sensor and / or a position sensor on the piston rod can be used, for example when using the hydraulic cylinder in a shovel loader.

Für eine Überwachung einer Seitenbelastung des Hydrozylinders kann alternativ oder ergänzend zu dem Kraftsensor ein Beschleunigungssensor, insbesondere am Zylinderkopf oder dessen Flansch angeordnet, zum Einsatz kommen; beispielsweise ein Beschleunigungssensor mit sechs Freiheitsgraden. For monitoring a side load of the hydraulic cylinder, an acceleration sensor, in particular arranged on the cylinder head or its flange, can be used as an alternative or in addition to the force sensor; For example, an acceleration sensor with six degrees of freedom.

Für eine Überwachung eines Befestigungspunktes des Hydrozylinders kann ein Kraftsensor zum Einsatz kommen, über den mittels der bekannten Kraftangriffspunkte auch an dem Befestigungspunkt wirkende Momente messbar sind. For monitoring an attachment point of the hydraulic cylinder, a force sensor can be used, over which by means of the known force application points also acting moments at the attachment point can be measured.

Für eine Überwachung eines Einsatzgebiets des Hydrozylinders kann ein GPS-Sensor, beispielsweise mit drei Freiheitsgraden, zum Einsatz kommen. For monitoring a field of application of the hydraulic cylinder, a GPS sensor, for example with three degrees of freedom, can be used.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrozylinders ist in den Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert. An embodiment of a hydraulic cylinder according to the invention is shown in the drawings. With reference to the figures of these drawings, the invention will now be explained in more detail.

Es zeigen: Show it:

1 in einem vereinfachten Längsschnitt eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Hydrozylinders mit einer Messeinrichtung, und 1 in a simplified longitudinal section, a front view of a hydraulic cylinder according to the invention with a measuring device, and

2 ein vergrößertes Detail aus dem in 1 dargestellten Hydrozylinder. 2 an enlarged detail from the in 1 illustrated hydraulic cylinder.

Der in 1 dargestellte Hydrozylinder 1 hat ein Zylindergehäuse 2, das ein Zylinderrohr 4, einen Zylinderkopf 6 und einen Zylinderboden 8 enthält, wobei am Zylinderkopf 6 ein Flansch 10 vorgesehen ist. The in 1 illustrated hydraulic cylinder 1 has a cylinder housing 2 that is a cylinder tube 4 , a cylinder head 6 and a cylinder bottom 8th contains, being on the cylinder head 6 a flange 10 is provided.

An dem Zylinderrohr 4 sind in dafür vorgesehenen Aufnahmen als Drucksensoren ausgebildete Sensoren 12 vorgesehen, die einen Druck in einem Kolbenraum 14 und einem Ringraum 16 erfassen. Die Sensoren 12 sind Teil einer Messeinrichtung 18, mit der der Hydrozylinder 1 ausgestattet ist. On the cylinder tube 4 are trained in recordings designed as pressure sensors sensors 12 provided a pressure in a piston chamber 14 and an annulus 16 to capture. The sensors 12 are part of a measuring device 18 with which the hydraulic cylinder 1 Is provided.

An dem Zylindergehäuse 2 enthält der Flansch 10 und der Zylinderkopf 6 eine Durchführung 20, über die eine Kolbenstange 22 des Hydrozylinders aus dem Zylindergehäuse 2 geführt ist. On the cylinder housing 2 contains the flange 10 and the cylinder head 6 an implementation 20 over which a piston rod 22 of the hydraulic cylinder from the cylinder housing 2 is guided.

In 2 ist der Flansch 10 als vergrößertes Detail des Hydrozylinders 1 aus 1 dargestellt. In 2 is the flange 10 as an enlarged detail of the hydraulic cylinder 1 out 1 shown.

In der Durchführung 20 sind mehrere Messobjekte 24 angeordnet: Zwei Dichtelemente 26 und drei Lagerelemente 28 für die Kolbenstange 22, denen jeweils Sensoren 12 zugeordnet sind. Dem einen Dichtelement 26 und den Lagerelementen 28 ist ein Temperatursensor und/oder ein Kraftsensor zugeordnet, zwischen den in Axialrichtung gesehen hintereinander angeordneten Lagerelementen 28 ist ein Drucksensor angeordnet. Zwischen den Dichtelementen 26 ist ein Drucksensor angeordnet. Jedem der Messobjekte 24 kann zusätzlich zu den dargestellten Sensoren 12 ein oder mehrere weitere (nicht dargestellte) Sensoren 12 in Umfangsrichtung gesehen versetzt zugeordnet sein. In the implementation 20 are several measurement objects 24 arranged: two sealing elements 26 and three bearing elements 28 for the piston rod 22 which each sensors 12 assigned. The one sealing element 26 and the bearing elements 28 is associated with a temperature sensor and / or a force sensor, between the viewed in the axial direction successively arranged bearing elements 28 a pressure sensor is arranged. Between the sealing elements 26 a pressure sensor is arranged. Each of the measuring objects 24 can in addition to the illustrated sensors 12 one or more further sensors (not shown) 12 be assigned offset in the circumferential direction.

Ein als Positionssensor 30 ausgebildeter Sensor ist in den Flansch 10 integriert und erfasst Position und/oder Lage der Kolbenstange 22. A as a position sensor 30 trained sensor is in the flange 10 integrated and recorded position and / or position of the piston rod 22 ,

Die den Messobjekten 24 zugeordneten Sensoren 12 sind jeweils in Radialrichtung gesehen in Reihe zu ihren zugeordneten Messobjekten 24 angeordnet. Jeder der Sensoren 12 ist direkt benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt 24 angeordnet. Als Messobjekte 24 sind auch der oben beschriebene Kolbenraum 14 und der Ringraum 16 anzusehen. The measuring objects 24 associated sensors 12 are in each case in the radial direction in series with their associated measurement objects 24 arranged. Each of the sensors 12 is directly adjacent to its associated measurement object 24 arranged. As measuring objects 24 are also the piston space described above 14 and the annulus 16 to watch.

In Radialrichtung versetzt zu seinem Messobjekt 24 ist ein Dichtungsverschleißsensor 31 in dem Flansch 10 angeordnet, der als Temperatursensor für das Dichtelement 26 ausgebildet ist. Radially offset to its target 24 is a seal wear sensor 31 in the flange 10 arranged as a temperature sensor for the sealing element 26 is trained.

An dem Zylinderrohr 4 in 1 ist ein Gehäuse 32 der Messeinrichtung 18 vorgesehen, in dem weitere Sensoren 12 enthalten sein können (in 1 und 2 nicht dargestellt), wobei das Gehäuse 32 mindestens eine Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle enthält. An die Benutzerschnittstelle ist eine Einrichtung 34 zum Visualisieren oder für eine weitere Verarbeitung der Messwerte anschließbar. On the cylinder tube 4 in 1 is a housing 32 the measuring device 18 provided in the other sensors 12 may be included (in 1 and 2 not shown), wherein the housing 32 contains at least one sensor interface and / or a user interface. To the user interface is a device 34 for visualization or for further processing of the measured values can be connected.

Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einer Messeinrichtung, wobei eine Anordnung von Sensoren insbesondere bereits bei einer Planungs- und/oder Konstruktionsphase berücksichtigt wurde. Bei einer Herstellung und/oder Montage des Hydrozylinders sind die Sensoren auf wirtschaftliche Weise in dem Hydrozylinder anordenbar. Bei dem erfindungsgemäßen Hydrozylinder sind Sensoren zur Messwerterfassung auf wirtschaftlich günstige Art und Weise dort plaziert, wo sie optimale Messwerte liefern. Im Anschluss an einen Herstellungsprozess und/oder Montageprozess wäre das in derart wirtschaftlich günstiger Art und Weise mit demselben optimierten Ergebnis nicht möglich. Disclosed is a hydraulic cylinder with a measuring device, wherein an array of sensors has already been taken into account in particular during a planning and / or design phase. In a production and / or assembly of the hydraulic cylinder, the sensors can be arranged in an economical manner in the hydraulic cylinder. In the hydraulic cylinder according to the invention, sensors for measured value detection are placed in an economically favorable manner where they provide optimum measured values. Following a manufacturing process and / or assembly process that would not be possible in such economically favorable manner with the same optimized result.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Hydrozylinder hydraulic cylinders
2 2
Zylindergehäuse cylinder housing
4 4
Zylinderrohr cylinder tube
6 6
Zylinderkopf cylinder head
8 8th
Zylinderboden cylinder base
10 10
Flansch flange
12 12
Sensor sensor
14 14
Kolbenraum piston chamber
16 16
Ringraum annulus
18 18
Messeinrichtung measuring device
20 20
Durchführung execution
22 22
Kolbenstange piston rod
24 24
Messobjekt measurement object
26 26
Dichtelement sealing element
28 28
Lagerelement bearing element
30 30
Positionssensor position sensor
31 31
Dichtungsverschleißsensor Seal wear sensor
32 32
Gehäuse casing
34 34
Einrichtung zum Visualisieren von Messwerten Device for visualizing measured values

Claims (11)

Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse (2) und mit einer Messeinrichtung (18), die einen oder mehrere Sensoren (12, 30, 31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung mindestens eines der Sensoren (12, 30, 31) an oder in dem Zylindergehäuse (2) bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen ist. Hydraulic cylinder with a cylinder housing ( 2 ) and with a measuring device ( 18 ), one or more sensors ( 12 . 30 . 31 ), characterized in that an arrangement of at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) on or in the cylinder housing ( 2 ) is provided during manufacture and / or assembly of the hydraulic cylinder. Hydrozylinder nach Anspruch 1, wobei das Zylindergehäuse (2) ein Zylinderrohr (4), und/oder eine Kolbenstange (22), und/oder einen Zylinderkopf (6), und/oder einen Zylinderboden (8), und/oder einen Flansch (10), und/oder einen oder mehrere Befestigungspunkte aufweist, wobei einer oder mehrere der Sensoren (30) an oder in dem Zylinderrohr (4), und/oder der Kolbenstange (22), und/oder dem Zylinderkopf (6), und/oder dem Zylinderboden (8), und/oder dem Flansch (10), und/oder einem oder mehreren der Befestigungspunkte integriert ist. Hydraulic cylinder according to claim 1, wherein the cylinder housing ( 2 ) a cylinder tube ( 4 ), and / or a piston rod ( 22 ), and / or a cylinder head ( 6 ), and / or a cylinder bottom ( 8th ), and / or a flange ( 10 ), and / or one or more attachment points, wherein one or more of the sensors ( 30 ) on or in the cylinder tube ( 4 ), and / or the piston rod ( 22 ), and / or the cylinder head ( 6 ), and / or the cylinder bottom ( 8th ), and / or the flange ( 10 ), and / or one or more of the attachment points is integrated. Hydrozylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zylindergehäuse (2) eine Durchführung (20) aufweist, über die eine Kolbenstange (22) des Hydrozylinders aus dem Zylindergehäuse (2) geführt ist, wobei in der Durchführung (20) mindestens ein Messobjekt (24) angeordnet ist, dem jeweils mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31) zugeordnet ist, und wobei jeder der Sensoren (12, 30, 31) benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist. Hydraulic cylinder according to claim 1 or 2, wherein the cylinder housing ( 2 ) an implementation ( 20 ), via which a piston rod ( 22 ) of the hydraulic cylinder from the cylinder housing ( 2 ), whereas in the implementation ( 20 ) at least one measurement object ( 24 ), in each case at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ), and wherein each of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) adjacent to its associated measurement object ( 24 ) is arranged. Hydrozylinder nach Anspruch 3, wobei der Flansch (10) und/oder der Zylinderkopf (6) die Durchführung (20) enthält. Hydraulic cylinder according to claim 3, wherein the flange ( 10 ) and / or the cylinder head ( 6 ) the implementation ( 20 ) contains. Hydrozylinder nach Anspruch 3 oder 4, wobei mindestens einer der jeweils mindestens einem der Messobjekte (24) zugeordneten Sensoren (12, 30, 31) in Radialrichtung gesehen in Reihe zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist oder in Radialrichtung oder in Umfangsrichtung gesehen versetzt zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist. Hydraulic cylinder according to claim 3 or 4, wherein at least one of the at least one of the measured objects ( 24 ) associated sensors ( 12 . 30 . 31 ) in the radial direction in series with its associated measurement object ( 24 ) is arranged or seen in the radial direction or in the circumferential direction offset from its associated measurement object ( 24 ) is arranged. Hydrozylinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mindestens eines der Messobjekte (24) ein Dichtelement (26) und/oder ein Lagerelement (28) für die Kolbenstange (22) und/oder für die Durchführung (20) aufweist. Hydraulic cylinder according to one of claims 3 to 5, wherein at least one of the measuring objects ( 24 ) a sealing element ( 26 ) and / or a bearing element ( 28 ) for the piston rod ( 22 ) and / or for implementation ( 20 ) having. Hydrozylinder nach Anspruch 6, wobei der Sensor (12), der dem Lagerelement (28) zugeordnet ist, ein Temperatursensor oder ein Kraftsensor ist. Hydraulic cylinder according to claim 6, wherein the sensor ( 12 ), which is the bearing element ( 28 ), is a temperature sensor or a force sensor. Hydrozylinder nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei in Axialrichtung gesehen zwei Lagerelemente (28) hintereinander in der Durchführung (20) angeordnet sind, wobei den Lagerelementen (28) der Sensor (12) in Form eines Temperatursensors und/oder eines Kraftsensors zugeordnet ist und zwischen den Lagerelementen (28) der Sensor (12) in Form eines Drucksensors zugeordnet ist. Hydraulic cylinder according to one of claims 6 or 7, wherein seen in the axial direction two bearing elements ( 28 ) in a row in the execution ( 20 ) are arranged, wherein the bearing elements ( 28 ) the sensor ( 12 ) is assigned in the form of a temperature sensor and / or a force sensor and between the bearing elements ( 28 ) the sensor ( 12 ) is assigned in the form of a pressure sensor. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31) in einem Gehäuse (32) der Messeinrichtung (18) angeordnet ist und/oder mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31) mit einem Gehäuse (32) der Messeinrichtung (18) verbunden ist, wobei das Gehäuse (32) mindestens eine Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle enthält. Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, wherein at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) in a housing ( 32 ) of the Measuring device ( 18 ) and / or at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) with a housing ( 32 ) of the measuring device ( 18 ), the housing ( 32 ) contains at least one sensor interface and / or a user interface. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messeinrichtung (18) für die von mindestens einem der Sensoren (12, 30, 31) erfassten Messwerte eine Datenübertragungseinrichtung, und/oder eine Digitalisiereinrichtung, und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung, und/oder eine Speichereinrichtung enthält. Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, wherein the measuring device ( 18 ) for at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) comprises a data transmission device, and / or a digitizer, and / or a data processing device, and / or a memory device. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31) als ein Temperatursensor, ein Kraftsensor, ein Dehnungssensor, ein Drucksensor, ein Positions-/Lagesensor, ein Beschleunigungssensor, ein GPS-Sensor, oder ein Druckmittelzustandssensor ausgebildet ist. Hydraulic cylinder according to one of the preceding claims, wherein at least one of the sensors ( 12 . 30 . 31 ) is configured as a temperature sensor, a force sensor, a strain sensor, a pressure sensor, a position / attitude sensor, an acceleration sensor, a GPS sensor, or a pressure medium state sensor.
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