DE102020123119A1

DE102020123119A1 - Störungsbehebungsverfahren für eine Exzenterschneckenpumpe einer Fördervorrichtung zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien

Info

Publication number: DE102020123119A1
Application number: DE102020123119.9A
Authority: DE
Inventors: Thorsten SCHNITTGER; Lam Huu Nguyen; Florian Spindler; Alfred Göhring
Original assignee: J Wagner GmbH
Current assignee: J Wagner GmbH
Priority date: 2020-09-04
Filing date: 2020-09-04
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20230349378A1; WO2022048997A1; EP4189243A1; CN116368299A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Störungsbehebungsverfahren für eine Exzenterschneckenpumpe (2) einer Fördervorrichtung (1) zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien (BM), umfassend die Schritte:- Überwachen eines Starts eines Förderbetriebs der Exzenterschneckenpumpe (2) durch ein Kenngrößen-Überwachungsprogramm einer Kontrolleinrichtung (4) der Fördervorrichtung (1);- wobei von der Kontrolleinrichtung (4) der Exzenterschneckenpumpe (2) ein Freiarbeitungsprogramm ausgeführt wird, wenn von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit (5) der Exzenterschneckenpumpe (2) indiziert ist, und wobei anderenfalls ein Förderbetrieb aufgenommen wird;- wobei die Exzenterschneckenpumpe (2) in dem Freiarbeitungsprogramm derart betrieben wird, dass ein Elektromotor (12) einer Antriebseinheit (3) der Fördervorrichtung (1) mehrfach abwechselnd eingeschaltet wird und ausgeschaltet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Störungsbehebungsverfahren für eine Exzenterschneckenpumpe einer Fördervorrichtung zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 2019/215242 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Fördervorrichtung zur Förderung eines fließfähigen Baumaterials bekannt, bei welcher die Regelung des Solldrucks auf der Basis der Erfassung wenigstens einer Kenngröße erfolgt. Eine derartig betriebene Fördervorrichtung ist nicht in der Lage ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit der Exzenterschneckenpumpe beim Starten zu erfassen und/oder zu beheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Störungsbehebungsverfahren für eine Exzenterschneckenpumpe einer Fördervorrichtung zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien vorzuschlagen, mittels welchem eine Bedienung der Exzenterschneckenpumpe vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensablauf gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen angegeben.
Das erfindungsgemäße Störungsbehebungsverfahren für eine Exzenterschneckenpumpe einer Fördervorrichtung zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien, umfasst die Schritte:

- Überwachen eines Starts eines Förderbetriebs der Exzenterschneckenpumpe durch ein Kenngrößen-Überwachungsprogramm einer Kontrolleinrichtung der Fördervorrichtung;
- wobei von der Kontrolleinrichtung der Exzenterschneckenpumpe ein Freiarbeitungsprogramm ausgeführt wird, wenn von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander, insbesondere in einem Speicher als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit der Exzenterschneckenpumpe indiziert ist, und wobei anderenfalls, falls kein Festsitzen erkannt wurde der Förderbetrieb aufgenommen wird;
- wobei die Exzenterschneckenpumpe in dem Freiarbeitungsprogramm derart betrieben wird, dass ein Elektromotor einer Antriebseinheit der Fördervorrichtung mehrfach automatisch abwechselnd eingeschaltet wird und ausgeschaltet wird. Durch die Anwendung eines derartigen Verfahrens ist die Bedienung der Fördervorrichtung für einen Anwender vereinfacht, da die Kontrolleinrichtung der Exzenterschneckenpumpe ein Festsitzen automatisch erkennen und in der Regel automatisch beheben kann.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass nach dem Ablauf des Freiarbeitungsprogramms, das Kenngrößen-Überwachungsprogramm erneut gestartet wird, wobei von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm entweder das Freiarbeitungsprogramm erneut gestartet wird, wenn durch das Kenngrößen-Überwachungsprogramm für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit der Exzenterschneckenpumpe indiziert ist, oder anderenfalls der Förderbetrieb aufgenommen wird. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Exzenterschneckenpumpe nicht unnötig lange in dem Freiarbeitungsprogramm betrieben wird und damit die Wartezeit möglichst kurz gehalten wird und damit auch eine zusätzliche Belastung der Exzenterschneckenpumpe möglichst kurz gehalten wird. Weiterhin ist hierdurch auch sichergestellt, dass durch einen mehrfachen Start des Freiarbeitungsprogramms auch ein hartnäckigeres Festsitzen der Exzenterschneckenpumpe bei vertretbarer Belastung der Exzenterschneckenpumpe gelöst werden kann.
Es ist auch vorgesehen, dass die Antriebseinheit im Freiarbeitungsprogramm bei jedem Einschalten entweder jeweils nur in einen Vorwärtslauf oder jeweils nur in einen Rückwärtslauf oder regelmäßig oder unregelmäßig abwechselnd in den Vorwärtslauf und in den Rückwärtslauf geschaltet wird. Praxistests haben gezeigt, dass sich durch alle vier Varianten oder auch beliebige Kombinationen dieser vier Varianten ein Festsitzen der Exzenterschneckenpumpe in der Regel lösen lässt.
Weiterhin ist es vorgesehen, dass vor einem erneuten Start des Freiarbeitungsprogramm ein Ablauf einer Pausenzeit und/oder eine Abkühlung auf eine Grenztemperatur abgewartet wird und dass das Freiarbeitungsprogramm nur eine festgelegte Anzahl von Malen durchlaufen wird und dann eine vollständige Abschaltung der Fördervorrichtung ausgeführt wird. Hierdurch lässt sich das Freiarbeitungsprogramm mehrfach ausführen, ohne dass eine Überlastung der Exzenterschneckenpumpe zu befürchten ist, da über die Pausenzeit und/oder über das Abwarten einer Abkühlung auf eine Grenztemperatur sichergestellt ist, dass die Exzenterschneckenpumpe sowie deren Antrieb, welcher insbesondere ein Getriebe und einen BLDC-Elektromotor umfasst, durch das Freiarbeitungsprogramm nur in einem zulässigen Rahmen belastet wird. Weiterhin wird durch eine vollständige Abschaltung eine unnötige Belastung der Exzenterschneckenpumpe vermieden, wenn das Festsitzen nicht mit einem in einem üblichen Rahmen liegenden Vorgehen behoben werden kann.
Es ist vorgesehen, dass als Kenngrößen eine Drehzahl und/oder eine Stromaufnahme und/oder ein Druck und/oder eine Temperatur erfasst werden. Durch eine Überwachung derartiger Kenngrößen und insbesondere durch eine Überwachung mehrerer derartiger Kenngrößen lässt sich einfach ermitteln, ob die Exzenterschneckenpumpe festsitzt oder im Förderbetrieb arbeitet. Derartige Kenngrößen sind an modernen Exzenterschneckenpumpen verfügbar oder lassen sich mit geringem technischen Aufwand zur Verfügung stellen.
Schließlich ist es vorgesehen als Störungswerte eine Drehzahl und/oder eine Stromaufnahme und/oder ein Druck nach der Rotor-Stator-Einheit und/oder eine Temperatur in einem Speicher der Kontrolleinrichtung zu speichern. Hierdurch stehen in der Kontrolleinrichtung gespeicherte Störungswerte zum Vergleich mit aktuell erfassten Kenngrößenwerten zur Verfügung.
Unter einem Festsitzen einer Exzenterschneckenpumpe einer Fördereinrichtung wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass der Rotor einer Rotor-Stator-Einheit, durch welche zähflüssiges Baumaterial gefördert wird, in dem Stator festsitzt. Dieses Festsitzen tritt insbesondere dann auf, wenn sich dort Baumaterial verfestigt hat und/oder verklumpt ist und/oder extrem zähflüssig geworden ist. Ein „Festsitzen“ kann insbesondere dann auftreten, wenn nach einer Nutzungspause der Fördereinrichtung mangels Schmierung bzw. mangels Trennmittel oder auf Grund von angetrockneten Mörtelrückständen oder angetrockneten Farbrückständen das üblicherweise beim Start an dem Rotor der Rotor-Stator-Einheit anliegende Drehmoment nicht ausreicht, um den Rotor in dem Stator zu drehen. Mit anderen Worten wird unter einem „Festsitzen“ ein Verkleben und/oder Anhaften und/oder Anbacken und/oder Antrocknen des insbesondere aus Metall gefertigten Rotors in bzw. dem insbesondere aus Gummi hergestellten Stator verstanden.
Das „Festsitzen“ zeigt sich insbesondere dadurch, dass die Drehzahl des Rotors bzw. die Drehzahl des Elektromotors trotz sehr hoher Stromaufnahme des Elektromotors gleich Null ist. Ein weiterer Indikator ist, dass der Druck im System und insbesondere in der Rotor-Stator-Einheit und dem Schlauch vor der als Pistole ausgeführten Abgabevorrichtung gleich Null ist. Dies ist auch der charakteristische Unterschied zu einer nach der Exzenterschneckenpumpe im Schlauch oder der Pistole auftretenden Verstopfung, bei welcher der Druck vor der Verstopfung hoch ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Hierbei zeigt:

1: eine perspektivische Ansicht einer Fördervorrichtung,
2: eine geschnittene Seitenansicht der in der 1 gezeigten Fördervorrichtung und
3: ein schematisches Ablaufdiagramm eines Störungsbehebungsverfahrens.

In der 1 ist eine Fördervorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in perspektivischer Ansicht gezeigt.
In der 2 ist die aus der 1 bekannte Fördervorrichtung 1 in teilweise geschnittener Seitenansicht dargestellt. Die Fördervorrichtung 1 umfasst eine Exzenterschneckenpumpe 2, eine Antriebseinheit 3 und eine Kontrolleinrichtung 4. Die Exzenterschneckenpumpe 2 umfasst eine Rotor-Stator-Einheit 5 mit einer vorgelagerten Förderschnecke 5a und einem Auslass 6. Weiterhin umfasst die Fördervorrichtung 1 einen schematisch dargestellten Förderabschnitt 7, welcher an den Auslasse 6 der Rotor-Stator-Einheit 5 angeschlossen ist. Der Förderabschnitt 7 umfasst einen Schlauch 7a und eine Abgabevorrichtung 7b, mittels welcher der Ausstoß von zähflüssigem Baumaterial BM aktivierbar und deaktivierbar und vorzugsweise auch dosierbar ist.
Weiterhin umfasst die Fördervorrichtung 1 einen ersten Drucksensor 8 und eine Kenngrößen-Erfassungseinrichtung 9. Hierbei wird von dem Drucksensor 8 ein Druck erfasst, unter welchem das Baumaterial BM an dem Auslass 6 der Rotor-Stator-Einheit 5 steht. Die Kenngrößen-Erfassungseinrichtung 9 umfasst einen Drehzahlsensor 10, mittels welchem eine Drehzahl eines Elektromotors 11 der Antriebseinheit 3 der Fördervorrichtung 1 erfassbar ist. Hierbei ist der Elektromotor 11 als bürstenloser Gleichstrommotor, sogenannter BLDC-Elektromotor 12 ausgebildet und der Drehzahlsensor 10 umfasst wenigstens einen direkt an dem BLDC-Elektromotor 12 verbauten HALL-Sensor. Die Antriebseinheit 3 umfasst neben dem Antrieb 11 auch ein Getriebe 13, welches zwischen dem Antrieb 11 und der Exzenterschneckenpumpe 2 verbaut ist.
An der Fördervorrichtung ist ein schematisch dargestellter Temperatursensor 14 verbaut. Hierbei wird von dem Temperatursensor 14 eine Temperatur eines Rotors 5b der Rotor-Stator-Einheit 5 erfasst.
In der 3 ist schematisch ein Ablaufdiagramm eines Störungsbehebungsverfahrens SBV gezeigt.
Das Störungsbehebungsverfahren SBV umfasst die Schritte:

- Überwachen eines Starts eines Förderbetriebs der Exzenterschneckenpumpe 5 der Fördervorrichtung 1 durch ein Kenngrößen-Überwachungsprogramm KUP der Kontrolleinrichtung 4 der Fördervorrichtung 1.
- Ausführen eines Freiarbeitungsprogramms FAP durch die Kontrolleinrichtung 4 der Fördervorrichtung 1, wenn von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm KUP für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit 5 der Exzenterschneckenpumpe 2 indiziert ist, und wobei anderenfalls ein Förderbetrieb FB aufgenommen wird;
- Betreiben der Exzenterschneckenpumpe 5 in dem Freiarbeitungsprogramm FAP derart, dass ein Elektromotor 11 einer Antriebseinheit 3 der Fördereinrichtung 1 mehrfach abwechselnd eingeschaltet wird und ausgeschaltet wird.

Als weiterer Schritt des Störungsbehebungsverfahrens SBV kann vorgesehen sein:

- Erneutes Starten des Kenngrößen-Überwachungsprogramm KUP, wobei von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm KUP entweder das Freiarbeitungsprogramm FAP erneut gestartet wird, wenn durch das Kenngrößen-Überwachungsprogramm KUP für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit 5 der Exzenterschneckenpumpe 2 indiziert ist, oder anderenfalls der Förderbetrieb aufgenommen wird.

Die Störungswerte sind in einem Speicher der Kontrolleinrichtung hinterlegt bzw. gespeichert.
Für das Freiarbeitungsprogramm FAP ist es vorgesehen, dass die Antriebseinheit 3 beim Einschalten entweder nur in einen Vorwärtslauf oder nur in einen Rückwärtslauf oder regelmäßig oder unregelmäßig abwechselnd in den Vorwärtslauf und in den Rückwärtslauf geschaltet wird.
Im gesamten Programmablauf des Störungsbehebungsverfahrens SBV kann es vorgesehen sein, dass vor jedem erneuten Start des Freiarbeitungsprogramm FAP ein Ablauf einer Pausenzeit und/oder eine Abkühlung auf eine Grenztemperatur abgewartet wird und dass das Freiarbeitungsprogramm FAP nur eine festgelegte Anzahl von Malen durchlaufen wird und dann eine vollständige Abschaltung der Fördervorrichtung ausgeführt wird. Hierbei ist es vorgesehen, eine Temperatur des Rotors 5b mittels des Temperatursensors 14 auf eine in der Kontrolleinrichtung 4 gespeicherte Grenztemperatur zu überwachen.
Im Störungsbehebungsverfahren SBV wird als Kenngröße für einen Störungswert eine Drehzahl und/oder eine Stromaufnahme und/oder ein Druck nach der Rotor-Stator-Einheit (5) und/oder eine Temperatur verwendet. Hierbei werden Drehzahl und Stromaufnahme direkt an dem BLCD-Motor 12 erfasst. Hierbei werden Druck und Temperatur mittels des Drucksensors 8 und des Temperatursensors 14 erfasst.
Bezugszeichenliste

1: Fördervorrichtung
2: Exzenterschneckenpumpe
3: Antriebseinheit
4: Kontrolleinrichtung
5: Rotor-Stator-Einheit
5a: Förderschnecke von 5
5b: Rotor von 5
6: Auslass
7: Förderabschnitt
7a: Schlauch von 7
7b: Abgabevorrichtung von 7
8: Drucksensor
9: Kenngrößen-Erfassungseinrichtung
10: Drehzahlsensor
11: Elektromotor
12: BLDC-Elektromotor
13: Getriebe
14: Temperatursensor
BM: zähflüssiges Baumaterial
FAP: Freiarbeitungsprogramm
FB: Förderbetrieb
KUP: Kenngrößen-Überwachungsprogramm
SBV: Störungsbehebungsverfahren

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2019/215242 A1 [0002]

Claims

Störungsbehebungsverfahren (SBV) für eine Exzenterschneckenpumpe (2) einer Fördervorrichtung (1) zum Fördern von zähflüssigen Baumaterialien (BM), umfassend die Schritte: - Überwachen eines Starts eines Förderbetriebs der Exzenterschneckenpumpe (2) durch ein Kenngrößen-Überwachungsprogramm (KUP) einer Kontrolleinrichtung (4) der Fördervorrichtung (1); - wobei von der Kontrolleinrichtung (4) der Exzenterschneckenpumpe (2) ein Freiarbeitungsprogramm (FAP) ausgeführt wird, wenn von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm (KUP) für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit (5) der Exzenterschneckenpumpe (2) indiziert ist, und wobei anderenfalls ein Förderbetrieb (FB) aufgenommen wird; - wobei die Exzenterschneckenpumpe (2) in dem Freiarbeitungsprogramm (FAP) derart betrieben wird, dass ein Elektromotor (12) einer Antriebseinheit (3) der Fördervorrichtung (1) mehrfach abwechselnd eingeschaltet wird und ausgeschaltet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ablauf des Freiarbeitungsprogramms (FAP), das Kenngrößen-Überwachungsprogramm (KUP) erneut gestartet wird, wobei von dem Kenngrößen-Überwachungsprogramm (KUP) - entweder das Freiarbeitungsprogramm (FAP) erneut gestartet wird, wenn durch das Kenngrößen-Überwachungsprogramm (KUP) für eine oder mehrere Kenngrößen Kenngrößenwerte erfasst werden, die für sich alleine oder in Kombination miteinander als Störungswerte hinterlegt sind, durch welche ein Festsitzen einer Rotor-Stator-Einheit (5) der Exzenterschneckenpumpe (2) indiziert ist, - oder anderenfalls der Förderbetrieb aufgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (3) im Freiarbeitungsprogramm (FAP) bei jedem Einschalten ◯ entweder jeweils nur in einen Vorwärtslauf ◯ oder jeweils nur in einen Rückwärtslauf ◯ oder regelmäßig oder unregelmäßig abwechselnd in den Vorwärtslauf und in den Rückwärtslauf geschaltet wird
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor jedem erneuten Start des Freiarbeitungsprogramm (FAP) ein Ablauf einer Pausenzeit und/oder eine Abkühlung auf eine Grenztemperatur abgewartet wird und dass das Freiarbeitungsprogramm (FAP) nur eine festgelegte Anzahl von Malen durchlaufen wird und dann eine vollständige Abschaltung der Fördervorrichtung ausgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kenngröße eine Drehzahl und/oder eine Stromaufnahme und/oder ein Druck nach der Rotor-Stator-Einheit (5) und/oder eine Temperatur erfasst werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Störungswerte eine Drehzahl und/oder eine Stromaufnahme und/oder ein Druck nach der Rotor-Stator-Einheit (5) und/oder eine Temperatur in einem Speicher der Kontrolleinrichtung (4) gespeichert werden.