DE102017204292A1

DE102017204292A1 - Verfahren und Anordnung

Info

Publication number: DE102017204292A1
Application number: DE102017204292.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan-Georg Backhaus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-09-20

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zur schalldrucküberwachten Schaltung einer hydraulischen Einrichtung zum Entgasen oder Entwässern eines Fluids mit einer hydraulischen Einrichtung und zumindest einem Aggregat, bei der die Einrichtung nur dann in Betrieb ist, wenn ihre Schallemissionen vollständig oder teilweise von den Schallemissionen des Aggregats maskiert werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.
Hintergrund der Erfindung
Module oder Einrichtungen, die zur Ausgasung von gelöster Luft aus Fluiden oder zur Entwässerung von Druckmitteln oder Ölen in hydraulischen Aggregaten eingesetzt werden, emittieren Schall, der zu einem deutlich wahrnehmbaren Geräuschpegel führt. Die Geräusche dieser hydraulischen Einrichtungen können den Geräuschpegel des Aggregats übertreffen und so pegelbestimmend sein. Darüber hinaus sind sie untypisch für hydraulische Aggregate und können so das Personal irritieren. Die nötige Einschaltdauer des Moduls ergibt sich beispielsweise aus dem Lufteintrag im Fluid und der gewünschten Luftsättigung. Die Einschaltdauer der Einrichtung wird beispielsweise in Prozent der Gesamteinschaltdauer festgelegt oder es werden, beispielsweise anhand der Sauerstoffsättigung im Fluid, Ein- und Ausschaltzeiten für das Entgasungsmodul festgelegt.
Die DE 10 2015 216 174 A1 beschreibt eine vorstehend angeführte hydraulische Einrichtung zum Entgasen einer Flüssigkeit. Diese hat eine Pumpe, insbesondere in Verdrängerbauart, die ein Hydraulikfluid aus einem Tank saugt. In der Hydraulikleitung ist eine Drosselstelle, die als Düse ausgebildet ist. Durch Superkavitation kann anschließend das Hydraulikfluid entgast werden.
Offenbarung der Erfindung
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem sich ein wahrnehmbarer Geräuschpegel einer hydraulischen Entgasungseinrichtung verringert. Ferner soll eine Anordnung mit einer Entgasungseinrichtung geschaffen werden, bei der ein wahrnehmbarer Geräuschpegel der Entgasungseinrichtung verringerbar ist.
Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird gelöst gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich der Anordnung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren mit einer Anordnung aus einer Einrichtung zum Entgasen eines Fluids und/oder Entwässern eines Öls, und aus einem, insbesondere hydraulischen, Aggregat oder Aggregatsystem. Die Einrichtung ist vorteilhafterweise nur dann in Betrieb, wenn das Geräusch der Umgebung, insbesondere das Geräusch des Aggregats ausreicht, um die Geräuschemissionen der Einrichtung zu maskieren. Dies hat den Vorteil, dass der zeitlich über die Betriebsdauer gemittelte Schalldruck der Anordnung gesenkt werden kann. Weiterhin kann vorteilhafterweise die wahrnehmbare Schallemission verbessert werden.
Die einzelnen Elemente der Anordnung können über ein Netzwerk verbunden sein. Zusätzlich kann über das Netzwerk zumindest eine externe Recheneinheit zugeschaltet sein, um das Geräusch oder einen Geräuschpegel auszuwerten. Das hat den Vorteil, dass durch das Netzwerk Daten schnell ausgetauscht werden können. Vorteilhafterweise kann durch eine externe Recheneinheit zusätzlich die Rechenleistung erhöht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest ein Sensor vorgesehen sein, der zumindest einen oder verschiedene Betriebsparameter des Aggregats erfasst. Der Geräuschpegel, der nötig ist, kann dann als Funktion der Betriebsparameter und/oder als Funktion der Hintergrundgeräusche, beispielsweise der Halle, in der die Anordnung aufgebaut ist, ermittelt werden.
Erfindungsgemäß ist die Entgasungseinrichtung nur dann in Betrieb, wenn der Sensor am Aggregat zumindest einen Betriebsparameter ermittelt, der auf einen Schallpegel rückschließen lässt, der ausreicht, um die Schallemissionen des Entgasungsmoduls durch die Schallemissionen des Aggregats zu maskieren. Nach Möglichkeit wird die Entgasungseinrichtung abgeschaltet, wenn die Maskierung nicht mehr gewährleistet werden kann und/oder die Entgasung abgeschlossen ist.
Idealerweise ist der Sensor an einer geeigneten Stelle am Aggregat angebracht. Der Sensor, oder zumindest einer der Sensoren, kann insbesondere ein Mikrofon sein, das einen Schalldruck ermittelt, und/oder ein Beschleunigungssensor, der ein Beschleunigungssignal ermittelt, und/oder ein Schwinggeschwindigkeitssensor, und/oder ein dynamischer Wegsensor und/oder ein Drucksensor, der insbesondere ein Druckpulsationssignal ermittelt. Hierbei kann ein Druckpulssensor den Vorteil haben, dass schon Drucksensoren am Aggregat vorhanden sein können, die insbesondere dynamisch ausgewertet werden können, um so zu ermitteln, ob das Aggregat in dem gewünschten Betriebsmodus läuft. Betriebsparameter des Aggregats, die auf einen geräuschintensiven Betrieb schließen lassen, können insbesondere ein Druck im Aggregat, insbesondere der Betriebsdruck, und/oder eine Drehzahl einer Hydromaschine, und/oder eine Volumenstromverstellung einer Pumpe, insbesondere ein Schenkwinkel, und/oder Schaltsignale für ein oder mehrere Ventil(e), und/oder die Stellung von einem oder mehreren Ventil(en) sein. Vorzugsweise können weitere Betriebsparameter erfasst werden, die insbesondere sicherstellen, dass das Aggregat eine genügend hohe Leistung bringt und dadurch einen genügend hohen Geräuschpegel emittiert, der hoch genug ist, um den Geräuschpegel des Entgasungsmoduls vollständig oder nahezu vollständig zu maskieren.
Möglich ist, mehrere Sensoren derselben Art und/oder desselben Messprinzips und/oder zur Messung derselben Betriebsparameter einzusetzen. Es kann auch eine Kombination aus zumindest zwei Sensoren verschiedener Art und/oder zur Messung verschiedener Betriebsparameter eingesetzt sein. Hierdurch kann die Qualität der Geräuschbestimmung äußerst hoch sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Daten, insbesondere Messdaten der Sensoren und/oder Betriebsdaten des Aggregats, insbesondere über ein Netzwerk, an eine Steuereinheit der hydraulischen Einrichtung und/oder eine Steuereinheit des Aggregats oder des Aggregatssystems und/oder eine Recheneinheit im Netzwerk, mit anderen Worten in der Cloud, weitergeleitet werden. Hierbei kann eine gemeinsame Verwendung von mehreren oder allen Steuer- und Recheneinheiten vorgesehen sein. Insbesondere kann das Ein- und Ausschalten des Entgasungsmoduls geregelt werden. Dabei können Daten, insbesondere Messdaten und Betriebsdaten des Aggregats, und/oder Signale, insbesondere Schaltsignale für das Entgasungsmodul, über das Netzwerk ausgetauscht werden.
Mit Vorteil können die Daten in der Steuereinheit des Entgasungsmoduls und/oder in der Steuereinheit des Aggregats und/oder in der Recheneinheit des Netzwerks ausgewertet und/oder verarbeitet werden. So können die Betriebsparameter des Aggregats und/oder die vom Sensor erfassten Daten verarbeitet werden, um die Schaltung der Einrichtung festzulegen. Die Verarbeitung der Daten kann direkt in der Steuereinheit des Entgasungsmoduls erfolgen. Vorteilhafterweise ist dadurch eine sehr schnelle Verarbeitung der Daten möglich. Die Betriebsdaten des Aggregats und/oder die Sensordaten können weiterhin über ein Netzwerk an die Steuereinheiten des Entgasungsmoduls und/oder des Aggregats übermittelt werden. Zusätzlich können die Daten an zumindest eine über das Netzwerk verbundene Recheneinheit übermittelt werden, in der die Daten dann verarbeitet werden können. Eine externe Recheneinheit kann den Vorteil haben, dass diese eine höhere Rechenleistung aufweist.
Die Daten können mit einem zuvor definierten Referenzwert, bei dem es sich um einen Referenzdruck handeln kann oder Grenzwert für den Schalldruck verglichen werden. Daraus kann errechnet werden, ob beispielsweise der vom Aggregat emittierte Schalldruck hoch genug ist, um den Schalldruckpegel des Entgasungsmoduls zu maskieren. Anschließend können die Daten ausgewertet werden, woraus ein Signal zum Ein- oder Ausschalten des Entgasungsmoduls generiert werden kann. Dieses kann dann über das Netzwerk an die Steuereinheit des Entgasungsmoduls gesendet werden, in welchem dann die Schaltung des Entgasungsmoduls vorgenommen wird. So wird das Entgasungsmodul nur dann eingeschaltet, wenn sichergestellt ist, dass das Aggregat die nötigen Betriebsparameter für eine Maskierung der Schallemissionen aufweist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Entgasungsmodul abgeschaltet werden, wenn aufgrund von Änderungen der Betriebsparameter eine Maskierung der Schallemissionen nicht mehr gewährleistet werden kann, und/oder insbesondere dann, wenn die Entgasung abgeschlossen ist.
Weiterhin geht die Erfindung von einer Anordnung aus, die gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte ausgebildet ist.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass der zeitlich über die Betriebsdauer des Aggregats gemittelte Schalldruck der Anordnung gesenkt werden kann, da das Entgasungsmodul nur dann in Betrieb sein kann, wenn beispielsweise seine Schallemissionen vollständig oder zumindest nahezu vollständig von denen des Aggregats übertönt werden und deshalb keine weitere Lärmbelastung anfällt.
Idealerweise kann bei einer vollständigen Maskierung der Schallemissionen der Entgasungseinrichtung durch die des Aggregats oder Aggregatssystems die Wahrnehmung des emittierten Schalls verbessert werden. Entgasungseinrichtungen emittieren einen für ein Aggregat oder ein Aggregatsystem untypischen Schall. Wird dieser vollständig oder zumindest zu einem großen Teil maskiert, kann dadurch vorteilhafterweise eine Irritation des Bedienpersonals vermieden werden.
Figurenliste
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 verschiedene Schalldruckpegel in einer Halle,
2 ein Verfahrensschema zur Schaltung der Einrichtung,
3 ein Schema einer Anordnung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 sind Schalldruckpegel dargestellt, die in einer Halle, an einem Aggregat, und an einer Entgasungseinrichtung gemessen wurden. Die Darstellung erfolgt mittels einer Frequenzbewertung. Die Frequenzbewertung ist ein Verfahren zur frequenzabhängigen Anpassung von Schalldruckpegeln in der Akustik. Hierbei werden Messgrößen durch ein bewertendes Filter gewichtet, das den Frequenzgang des menschlichen Gehörs berücksichtigt und somit die Messwerte dem menschlichen Hörempfinden anpasst.
Bei den in 1 gezeigten Kurven handelt es sich um sogenannte A-bewertete Schalldruckpegel. Die A-Bewertung für Frequenzen ist die übliche Bewertung in praktischen Anwendungen und entspricht etwa 20 bis 40 phon, was den menschlichen Hörbereich abbildet.
Die Messwerte, die in 1 dargestellt sind, sind Aufzeichnungen, die alle vom selben Mikrofon getätigt sind. Kurve 1 bezeichnet einen Schalldruckpegel in Form eines Fremdgeräuschpegels, insbesondere eines Hintergrundgeräusches in der Halle, in der das Aggregat aufgestellt ist.
Kurve 2 spiegelt den Schalldruckpegel einer hydraulischen Entgasungseinrichtung wieder, wenn das Aggregat nicht in Betrieb ist. Der Schalldruck der Einrichtung liegt etwa 10dB(A) über dem des Fremdgeräuschs.
Kurve 4 gibt den Schalldruckpegel eines Aggregats im Betrieb in einer ersten Betriebsfunktion an, das Entgasungsmodul ist dabei nicht eingeschaltet. Der Schalldruckpegel, den das Aggregat emittiert, liegt etwa 7dB(A) über dem des Entgasungsmoduls.
Kurve 6 zeigt den Schalldruckpegel des Aggregats in einer zweiten Betriebsfunktion, das Entgasungsmodul ist auch dabei nicht eingeschaltet. Der Schalldruckpegel liegt etwa 13 dB(A) über dem des Entgasungsmoduls.
Daraus zeigt sich, dass die Werte für die Schallemissionen des Aggregats in beiden Betriebszuständen ausreichen, um die des Entgasungsmoduls zu maskieren, da die jeweiligen Schalldruckpegel 4, 6 des Aggregats über dem der Entgasungseinrichtung 2 liegen. Dadurch ist die Schallemission der Entgasungseinrichtung für das menschliche Gehör nicht mehr oder nur abgeschwächt wahrnehmbar, da es von der des Aggregats vollständig übertönt wird.
Die 2 stellt schematisch die Schritte des Verfahrens durch Blöcke dar. Dabei ist der erste Schritt 8 das Erfassen eines Schalldrucks und/oder eines Betriebsparameters des Aggregats durch einen oder mehrere Sensoren. Beispielsweise können der Sensor oder die Sensoren in der Halle, in der das Aggregat oder das Aggregatsystem aufgestellt ist, akustisch einen Schalldruckpegel erfassen. Der Sensor oder die Sensoren können dabei beispielsweise als Mikrofon ausgestaltet sein, das den emittierten Schall erfasst. Es ist auch möglich, dass der Sensor oder die Sensoren einen anderen Wert messen, der sich auf einen vom Aggregat emittierten Schallruck rückrechnen lässt. Möglich sind beispielsweise Durchflussmessungen von Volumenströmen.
Die von dem oder den Sensoren erfassten Daten werden an eine Recheneinheit gesendet, in der diese in einem zweiten Schritt 10 verarbeitet werden. Dabei wird ermittelt, ob der Schalldruck, der von dem Sensor erfasst wurde, ausreicht, um die Geräuschemissionen der Entgasungseinrichtung vollständig oder zumindest teilweise zu maskieren. Liegt der aktuell ermittelte Geräuschpegel höher, als der, den die Entgasungseinrichtung emittieren würde, kann in einem dritten Schritt 12 ein Signal an die Steuereinheit der Einrichtung gesendet werden, um deren Schaltung zu übernehmen. Vorteilhafterweise wird die Einrichtung in Betrieb genommen, wenn die Geräuschemissionen des Aggregats die der Einrichtung maskieren. Ändert das Aggregat seinen Betriebszustand, so dass die Maskierung der Schallemissionen der Einrichtung nicht mehr sichergestellt werden können, so kann die Abschaltung der Entgasungseinrichtung erfolgen. Die Schaltung der Entgasungseinrichtung erfolgt also in Abhängigkeit von den vom Sensor oder den Sensoren erfassten Daten.
3 zeigt eine Anordnung schematisch durch Blöcke. Die Anordnung hat ein Aggregat 14, eine hydraulische Einrichtung 16 zum Entgasen oder Entwässern eines Fluids, zumindest einen Sensor 18 und zumindest eine Recheneinheit 20. Dabei erfasst der zumindest Sensor 18 Betriebsparameter des Aggregats 14. Die erfassten Daten werden an die zumindest eine Recheneinheit 20 weitergeleitet. Die Recheneinheit 20 kann ein Teil des Aggregats 14 oder ein Teil der Einrichtung 16 oder eine externe, durch ein Netzwerk verbundene Recheneinheit sein. In der zumindest einen Recheneinheit 20 werden die Daten, die der zumindest eine Sensor 18 erfasst, dann verarbeitet, beispielsweise mit einem Referenzwert verglichen. Dadurch kann ermittelt werden, ob die tatsächlich am Aggregat 14 emittierten Schallemissionen ausreichen, um die Schallemissionen der Einrichtung 16 zu maskieren. Die Recheneinheit 20 kann dann dementsprechend die Schaltung der Einrichtung 16, in Abhängigkeit der vom Sensor 18 ermittelten Daten, durchführen.
Offenbart ist ein Verfahren zur schalldrucküberwachten Schaltung einer hydraulischen Einrichtung zum Entgasen oder Entwässern eines Fluids mit einer hydraulischen Einrichtung und zumindest einem Aggregat, bei der die Einrichtung nur dann in Betrieb ist, wenn ihre Schallemissionen vollständig oder teilweise von den Schallemissionen des Aggregats maskiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fremdgeräuschpegel
2: Schalldruckpegel der Entgasungseinrichtung
4: Schalldruckpegel des Aggregats in einer ersten Betriebsfunktion
6: Schalldruckpegel des Aggregats in einer zweiten Betriebsfunktion
8,10,12: Verfahrensschritte
14: Aggregat
16: Einrichtung
18: Sensor
20: Recheneinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015216174 A1 [0003]

Claims

Verfahren mit einer Anordnung, die eine hydraulische Einrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit für ein Aggregat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ab einem bestimmten Geräuschpegel in ihrer Umgebung zur Maskierung des Geräusches der Einrichtung in Betrieb ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Geräuschpegel als Funktion von zumindest einem Betriebsparameter des Aggregats erfasst wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei ein Sensor vorgesehen ist, der zumindest einen Betriebsparameter des Aggregats erfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Sensor oder bei einer Mehrzahl von Sensoren zumindest einer der Sensoren von der folgenden Art ist: - ein Mikrofon, - ein Beschleunigungssensor, - ein Schwinggeschwindigkeitssensor, - ein dynamischer Wegaufnehmer, - ein Drucksensor.
Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4, wobei von dem zumindest einen Sensor ein oder mehrere Betriebsparameter erfasst ist/sind, bei dem oder deren es sich um eine oder mehrere der folgenden Größen handelt: - ein Druck im Aggregat, - ein Schalldruck am Aggregat, - eine Drehzahl einer Hydromaschine des Aggregats, - eine Drehzahl eines mit der Hydromaschine verbundenen Elektro-Motors, - Volumenstromverstellungen, insbesondere der Schwenkwinkel einer Hydroma- schine des Aggregats, - Position eines Ventilkörpers eines Ventils des Aggregats.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mehrere Sensoren einer Art und/oder eines ähnlichen Messprinzips eingesetzt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei eine Kombination aus Sensoren von zumindest zwei verschiedenen Arten eingesetzt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der zumindest eine Betriebsparameter des Aggregats und/oder der Geräuschpegel in einer Steuereinheit der Einrichtung und/oder in einer Steuereinheit des Aggregats und/oder in einer Steuereinheit, die über ein Netzwerk mit der Anordnung verbunden ist, erfasst und/oder verarbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Sensor und/oder die Steuereinheit der Einrichtung und/oder die Steuereinheit des Aggregats und/oder die Steuereinheit des Netzwerks Betriebsparameter und/oder Signale oder Schaltsignale untereinander austauschen.
Verfahren nach den Ansprüchen 8 oder 9, wobei die Steuereinheit nach der Verarbeitung des zumindest einen Betriebsparameter und/oder des Geräuschpegels die Einrichtung steuert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Einrichtung abgeschaltet wird, wenn die Entgasung abgeschlossen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen mit den Schritten: - Erfassen eines Geräuschpegels und/oder zumindest eines Betriebsparameters durch zumindest einen Sensor, - Verarbeitung der von dem zumindest einen Sensor erfassten Daten und Abgleich mit einem Referenzwert, - Ein- oder Ausschalten der Einrichtung in Abhängigkeit der errechneten Daten.
Anordnung mit einer Einrichtung zur Entgasung einer Flüssigkeit und/oder Entwässerung eines Öls und mit einem Aggregat, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung in Abhängigkeit eines Geräuschpegels ihrer Umgebung und/oder in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter eines zur Einrichtung benachbarten Aggregats gesteuert ist.
Anordnung nach dem Anspruch 13, wobei die Einrichtung und/oder das Aggregat zumindest eine oder jeweils eine Steuereinheit haben und/oder eine Steuereinheit über ein Netzwerk mit der Anordnung verbunden ist.