DE102018213996A1 - Vorrichtung zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems - Google Patents

Vorrichtung zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems Download PDF

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Abstract

Offenbart wird eine Vorrichtung (1) zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems (2), mit einem Sensor (4) zum Erfassen eines Parameter des Schmiersystems (2), einer Verarbeitungseinheit (8) zum Verarbeiten des erfassten Parameters, Ermitteln eines aktuellen Zustands des Schmiersystems (2) basierend auf dem verarbeiteten Parameter, und Abschätzen eines zukünftigen Zustands des Schmiersystems (2) über einen bestimmten Zeitraum basierend auf dem aktuellen Zustand und gespeicherten Daten, und einer Ausgabeeinheit (10) zum Ausgeben des zukünftigen Zustands des Schmiersystems (2).

Description

  • Vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems.
  • Schmiersysteme in Maschinen, beispielsweise Landmaschinen, sind erforderlich, um eine ausreichende Schmierung der verschiedenen Elemente der Maschinen sicherzustellen. Ein Ausfall eines solchen Schmiersystems kann zu einem Ausfall der Elemente, wie beispielsweise von Lagern, und damit zu Ausfällen der gesamten Maschine führen. Um dies zu verhindern, wird eine Überwachung der Schmiersysteme durchgeführt, die über Schalter und Sensoren erfolgen kann. Hierbei können Drücke, Volumenströme, Temperaturen, Füllstände, Zyklen, etc. des Schmiersystems, des verwendeten Schmiermittels und/oder der Elemente überwacht werden. In der Regel erfolgt die Weitergabe dieser erfassten Informationen von dem Schmiersystem an eine übergeordnete Maschinen- oder Fahrzeugsteuerung ohne Aufbereitung der Daten. Die Sensoren und Schalter geben dabei allerdings lediglich Signale über den Ist-Zustand des Schmiersystems wieder, so dass nur auf bereits vorhandene Zustände reagiert werden kann.
  • Es ist deshalb Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine Abschätzung über einen zukünftigen Zustand des Schmiersystems möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Die Vorrichtung weist einen Sensor zum Erfassen eines Parameters des Schmiersystems auf. Der Sensor kann beispielsweise ein Temperatursensor, ein Füllstandssensor und/oder ein Drucksensor sein. Des Weiteren kann der Sensor ein Durchflusssensor oder ein Sensor zur Detektion von Verunreinigungen, Partikeln oder Schmierstoffen sein. Andere Sensoren sind ebenfalls möglich. Des Weiteren kann auch eine Kombination solcher Sensoren verwendet werden. Bei dem Parameter kann es sich beispielsweise um Drücke, Volumenströme, Temperaturen, Füllstände, Zyklen, etc. des Schmiersystems handeln. Der erfasste Parameter wird an eine Verarbeitungseinheit weitergeleitet. Diese verarbeitet den Parameter und ermittelt einen aktuellen Zustand des Schmiersystems basierend auf dem verarbeiteten Parameter. Unter Verwendung des aktuellen Zustands sowie gespeicherter Daten kann die Verarbeitungseinheit im Anschluss einen zukünftigen Zustand des Schmiersystems über einen bestimmten Zeitraum abschätzen. Über eine Ausgabeeinheit kann der zukünftige Zustand des Schmiersystems beispielsweise an die Maschine, die durch das Schmiersystem geschmiert wird, ausgegeben werden. Eine übergeordnete Maschinen- oder Fahrzeugsteuerung kann diese Informationen nutzen, um das Schmiersystem zu steuern.
  • Im Gegensatz zu bisherigen System wird auf diese Weise nicht nur der Ist-Zustand des Schmiersystems bestimmt, sondern auch eine Prognose für einen zukünftigen Zustand des Schmiersystems erstellt. Somit kann bereits vor dem Auftreten eines fehlerhaften Zustands in dem Schmiersystem reagiert und daher Ausfällen des Gesamtsystems zuverlässig entgegengewirkt werden. Der zukünftige Zustand des Schmiersystems kann ein im Vergleich zum aktuellen Zustand veränderter oder unveränderter Zustand sein.
  • Das Schmiersystem kann insbesondere ein Zentralschmiersystem sein. Zentralschmiersysteme können in verschiedenen Maschinen eingesetzt werden. Je nach Anwendungsfall können Zentralschmiersysteme verschiedene Schmierpumpen und Verteiler aufweisen, die an die entsprechende Maschine angepasst sind. Zentralschmiersysteme haben üblicherweise eine Steuerung, die für eine optimale Versorgung jeder einzelnen Schmierstelle sorgt. Die in der Maschine verwendeten Lager können dabei regelmäßig direkt im laufenden Betrieb geschmiert werden.
  • Die Vorrichtung kann zumindest einen zweiten Sensor zum Erfassen eines weiteren Parameters des Schmiersystems aufweisen und/oder der Sensor kann zum Erfassen von zumindest zwei Parametern eingerichtet sein. Auf diese Weise kann die Verarbeitungseinheit den zukünftigen Zustand des Schmiersystems basierend auf einer Kombination von zwei oder mehr Parametern abschätzen.
  • Im Folgenden sind einige Beispiele von Parametern genannt, die in Kombination ein bestimmtes Fehlerbild in dem Schmiersystem oder eine Vorhersage über die Entwicklung des Schmiersystems ergeben. Es sollte jedoch beachtet werden, dass dies lediglich Beispiele sind und diese nicht als beschränkend anzusehen sind, sondern vielmehr eine Vielzahl von Kombinationen möglich ist. Beispielsweise kann durch eine Kombination der aktuellen Füllstandanzeige und eines Schmierintervalls pro Zeiteinheit die Anzahl der Betriebsstunden bis zu einer Wiederbefüllung des Schmiermitteltanks bestimmt werden. Eine Kombination von Druck, Zeit und Temperatur kann den Verschleiß der Injektoren, eine Leckage in der Hauptleitung, defekte Ventile oder eine defekte Pumpe anzeigen. Informationen über den Hydraulikdruck am Eingang der Pumpe und den Fettdruck am Ausgang der Pumpe kann eine Blockade/Beschädigung der Pumpe ergeben. Der Druck am Hydraulik-Eingang, der Druck am Schmierstoffausgang, die Fördermenge des Schmierstoffs und die Temperatur können in Kombination die Effizienz der Pumpe oder auch Pumpenschäden angeben. Der Hydraulikdruck am Eingang, der Druck am Ausgang sowie die Zeitdauer für einen Zyklus kann den Verschleiß an der Kolbendichtung anzeigen. Statt des Hydraulikdrucks am Eingang des hydraulischen Motors kann bei elektrisch betriebenen Pumpen der Motorstrom als vergleichbare Datenquelle verwendet werden.
  • Der zukünftige Zustand kann insbesondere eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Schmiersystems und/oder einen Wartungszeitpunkt des Schmiersystems angeben. Die Ausfallwahrscheinlichkeit kann beispielsweise durch die Erfassung von Signalveränderungen der von den Sensoren erfassten Parameter erfolgen. Bei dem Wartungszeitpunkt kann es sich beispielsweise um die Vorausberechnung der Betriebsstunden bis zur nächsten Wiederbefüllung in Abhängigkeit vom Verbrauch handeln.
  • Durch die Bestimmung der Ausfallwahrscheinlichkeit und/oder des Wartungszeitpunkts kann das Ausfallrisiko der Maschine reduziert werden. Reparaturzeiten können besser geplant werden. Wenn beispielsweise der Schmierstoffverbrauch über die Zeit erfasst wird, ist eine Vorbestellung von Schmierstoff möglich und die Wartung kann bedarfsgerecht ausgeführt werden. Des Weiteren können Folgeschäden an der Maschine vermieden werden, da Störungen erkannt werden, noch bevor sie zum Maschinenausfall führen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der aktuelle Zustand des Schmiersystems einen Fehler des Schmiersystems angeben. Basierend auf den Parametern kann die Verarbeitungseinheit die Position eines solchen Fehlers bestimmen. Auf diese Weise kann zusätzlich zu einer Vorhersage über zukünftige Ausfälle auch eine Verbesserung der Bestimmung von tatsächlichen, bereits aufgetretenen Fehlern erreicht werden.
  • Da basierend auf einer Kombination von Sensorsignalen (z.B. durch Fehlen eines oder mehrerer Signale) bestimmt werden kann, wo ein Fehler aufgetreten ist, können Reparaturzeiten besser geplant und reduziert werden, da die Schadensquelle bereits frühzeitig identifiziert werden kann. Hierzu kann die Ausgabeeinheit den aktuellen Zustand des Schmiersystems und die Position des Fehlers ausgeben. Durch Angabe des Fehlers (des aktuellen Zustands des Schmiersystems) und die Position können auf einfache Weise die Vorgehensweise und/oder das Material im Störungsfall bestimmt werden. Beispielsweise kann der benötigte Spezialist (Mechanik- oder Elektrikbereich) bestimmt und die schadhaften Teile vorab bestellt werden. Die Reparaturzeiten können somit reduziert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind die gespeicherten Daten historische Daten. Diese können basierend auf vergangenen Fehlern, Ausfällen und Zuständen ermittelt worden und abgespeichert worden sein. Insbesondere können die Daten in Form einer Lookup-Tabelle abgespeichert sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Ausgabeeinheit den aktuellen und/oder den zukünftigen Zustand an eine Speichereinrichtung übertragen. In der Speichereinrichtung können diese Zustände beispielsweise als historische Daten abgespeichert werden und für eine weitere Erkennung von Zuständen verwendet werden.
  • Die Speichereinrichtung kann insbesondere eine externe Speichereinrichtung, beispielsweise ein Cloud-Speicher sein. Die Ausgabeeinheit kann mit der Speichereinrichtung über eine Funkverbindung kommunizieren. Bei der Funkverbindung kann es sich um eine Bluetooth oder Mobilfunkverbindung handeln. Andere Arten von Kommunikationsverbindung sind ebenfalls möglich.
  • Die an die externe Speichereinrichtung übertragenen Daten können auch zur externen Zustandsüberwachung verwendet werden. Das bedeutet, dass in diesem Fall keine Überwachung vor Ort erforderlich ist, sondern entfernt und zentral durchgeführt werden kann.
  • Des Weiteren wird ein Verfahren zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems, vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erfassen eines Parameter des Schmiersystems, Verarbeiten des erfassten Parameters, Ermitteln eines aktuellen Zustands des Schmiersystems basierend auf dem verarbeiteten Parameter, Abschätzen eines zukünftigen Zustands des Schmiersystems über einen bestimmten Zeitraum basierend auf dem aktuellen Zustand und gespeicherten Daten, und Ausgeben des zukünftigen Zustands des Schmiersystems.
  • Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf einem Computer die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens zu veranlassen.
  • Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen angegeben. Dabei sind insbesondere die in der Beschreibung und in den Zeichnungen angegebenen Kombinationen der Merkmale rein exemplarisch, so dass die Merkmale auch einzeln oder anders kombiniert vorliegen können.
  • Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Ausführungsbeispiele und die in den Ausführungsbeispielen gezeigten Kombinationen rein exemplarisch und sollen nicht den Schutzbereich der Erfindung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert.
  • Es zeigt:
    • 1: ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems.
  • Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems 2. Die Vorrichtung 1 kann getrennt von dem Schmiersystem 2 angeordnet sein oder kann einen Teil des Schmiersystems 2 bilden.
  • Um einen Zustand des Schmiersystems 2 zu erfassen, weist die Vorrichtung 1 ein oder mehrere Sensoren 4, 6 auf. Diese Sensoren 4, 6 dienen dazu, Parameter des Schmiersystems 2, wie beispielsweise Temperaturen, Drücke, Volumenströme etc. zu erfassen.
  • Diese Parameter werden durch eine Verarbeitungseinheit 8 verarbeitet. Hierbei wird basierend auf den Parametern und gespeicherten Daten ein aktueller Zustand des Schmiersystems bestimmt sowie ein zukünftiger Zustand des Schmiersystems abgeschätzt. Die gespeicherten Daten können in einer Speichereinrichtung 12 hinterlegt sein.
  • Insbesondere ermittelt die Verarbeitungseinheit 8 den aktuellen und den zukünftigen Zustand des Schmiersystems 2 basierend auf einer Kombination der Parameter der Sensoren 4, 6. Auf diese Weise kann zusätzlich zu dem aktuellen Zustand, d.h. möglichen bereits aufgetretenen Fehlern, des Schmiersystems 2 auch eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Schmiersystems 2 für die Zukunft und/oder ein Wartungszeitpunkt abgeschätzt werden. Reparaturzeiten können auf diese Weise einfach geplant werden. Standzeiten aufgrund von Ausfällen des Schmiersystems 2 können reduziert werden, da bereits vorab abgeschätzt werden kann, wann ein Ausfall/Fehler auftreten wird und daher bereits vor einem Ausfall Gegenmaßnahmen getroffen werden können.
  • Bei den Parametern kann es sich beispielsweise um eine aktuelle Füllstandsanzeige und ein Schmierintervall pro Zeiteinheit handeln. Basierend darauf kann die Verarbeitungseinheit 8 die Anzahl der Betriebsstunden bis zu einer Wiederbefüllung des Schmiermitteltanks abschätzen.
  • Zusätzlich zu dem zukünftigen Zustand kann die Verarbeitungseinheit 8 den aktuellen Zustand basierend auf den Parametern genau spezifizieren. Das bedeutet, dass, im Falle eines Fehlers, nicht nur der Fehler selbst, sondern auch die Position des Fehlers bestimmt werden kann. Hierzu wird ebenfalls eine Kombination von Parametern verwendet. In der Speichereinrichtung 12 können verschiedene Kombinationen an Parametern mit ihrem zugehörigen Fehlerbild hinterlegt sein.
  • Eine Ausgabeeinheit 10 kann verwendet werden, um den aktuellen Zustand und den zukünftigen Zustand auszugeben. Zum einen kann die Ausgabeeinheit 10 diese Zustände anzeigen. Zum anderen die Ausgabeeinheit 10 diese Zustände an die Speichereinrichtung 12 übertragen. Die Ausgabeeinheit 10 bzw. die Verarbeitungseinheit 8 können mit der Speichereinrichtung 12 über eine Kommunikationsverbindung, insbesondere eine Funkverbindung kommunizieren.
  • Zusammenfassend kann durch die oben beschriebene Vorrichtung nicht nur der aktuelle Zustand eines Schmiersystems bestimmt werden, sondern zusätzlich auch eine Abschätzung über einen zukünftigen Zustand des Schmiersystems durchgeführt werden. Auf diese Weise ist es möglich, bereits vor einem Fehler oder Ausfall des Schmiersystems entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen oder Wartungen und Reparaturen entsprechend zu planen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Schmiersystem
    4, 6
    Sensoren
    8
    Verarbeitungseinheit
    10
    Ausgabeeinheit
    12
    Speichereinrichtung

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zum Ausgeben eines zukünftigen Zustands eines Schmiersystems (2), mit einem Sensor (4) zum Erfassen eines Parameter des Schmiersystems (2), einer Verarbeitungseinheit (8) zum Verarbeiten des erfassten Parameters, Ermitteln eines aktuellen Zustands des Schmiersystems (2) basierend auf dem verarbeiteten Parameter, und Abschätzen eines zukünftigen Zustands des Schmiersystems (2) über einen bestimmten Zeitraum basierend auf dem aktuellen Zustand und gespeicherten Daten, und einer Ausgabeeinheit (10) zum Ausgeben des zukünftigen Zustands des Schmiersystems (2).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung (1) zumindest einen zweiten Sensor (6) zum Erfassen eines weiteren Parameters des Schmiersystems (2) aufweist und/oder der Sensor (4) zum Erfassen von zumindest zwei Parametern eingerichtet ist, und wobei die Verarbeitungseinheit (8) dazu eingerichtet ist, den zukünftigen Zustand des Schmiersystems (2) basierend auf einer Kombination der Parameter der Sensoren (4, 6) abzuschätzen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zukünftige Zustand eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Schmiersystems (2) und/oder einen Wartungszeitpunkt des Schmiersystems (2) angibt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der aktuelle Zustand des Schmiersystems (2) einen Fehler des Schmiersystems (2) angibt und wobei die Verarbeitungseinheit (8) dazu eingerichtet ist, eine Position des Fehlers zu bestimmen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ausgabeeinheit (10) dazu eingerichtet ist, den aktuellen Zustand des Schmiersystems (2) und die Position des Fehlers auszugeben.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor (4, 6) ein Temperatursensor, ein Füllstandssensor, ein Drucksensor, ein Durchflusssensor, ein Verunreinigungssensor und/oder ein Schmierstoffdetektionssensor ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die gespeicherten Daten historische Daten sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schmiersystem (2) ein Zentralschmiersystem ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeeinheit (10) dazu eingerichtet ist, den aktuellen und/oder den zukünftigen Zustand an eine Speichereinrichtung (12) zu übertragen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Speichereinrichtung (12) eine externe Speichereinrichtung ist und die Ausgabeeinheit (10) dazu eingerichtet ist, mit der Speichereinrichtung (12) über eine Kommunikationsverbindung, insbesondere eine Funkverbindung, zu kommunizieren.
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