DE19706837A1 - Vorrichtung zur Druckerfassung in hydraulischen Leitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Vorrichtungen werden bei Radladern oder ähnlichen Hebe-, Transport- oder Ladefahrzeugen verwendet. So ist es beispielsweise aus der EP 334 959 A1 bekannt, bei Radladern das Gewicht des Schaufelinhaltes anhand der auftretenden hy­ draulischen Drücke zu ermitteln, die beim Heben der Schaufel auftreten.

Druckspitzen breiten sich in diesem hydraulischen System, nämlich in den Rohrleitungen, nicht so gleichmäßig aus, wie dies zunächst möglicherweise zu erwarten ist. Vielmehr breitet sich eine derartige Druckspitze innerhalb einer Rohrleitung, be­ einflußt von Wandungseinflüssen, in der Mitte der Rohrleitung stärker bzw. schneller aus als im Wandbereich der Rohrleitung, so daß das Verhalten des Druckaufbaus etwa dem Strömungs­ verhalten eines Fluids ähnlich ist. Insbesondere wenn der Drucksensor im Bereich einer hydraulischen Kolben-Zylinder- Einrichtung angeordnet ist, kann an ihm entlang tatsächlich eine Strömung stattfinden.

Ein Großteil der Reklamationsfälle bei Drucksensoren an Rad­ ladern betrifft Überlastungen, bei denen die dem hydraulischen Druck ausgesetzte Membran des Drucksensors, deren Verfor­ mung mit Hilfe beispielsweise eines Dehnungsmeßstreifens ermittelt wird, über den Bereich ihrer elastischen Verformung hinaus beansprucht wurde, so daß sich die Membran plastisch, d. h. irreversibel, verformt hat. Derartige Verformungen bedin­ gen, daß auch bei leerer Schaufel ein erhebliches Gewicht an­ gezeigt werden kann. Der Austausch des gesamten Sensors ist anschließend erforderlich und insbesondere eine komplett neue Eichung des Wägesystems, so daß zu dem Materialaufwand ein erheblicher Zeitaufwand kommt und sowohl die neue Eichung als auch der damit verbundene Nutzungsausfall des Laders einen erheblichen Kostenfaktor darstellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine bei gleichen Betriebsbedingungen verbesserte Störungsunanfälligkeit der Vorrichtung erzielt wird.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die hydraulische Flüssigkeit nicht ungestört auf die Membran einwirken zu las­ sen. Mit der hier auf die Druckausbreitung verwendeten Wort­ wahl, wie sie auf strömende Flüssigkeiten zutrifft, soll eine "Umleitung" oder eine "Verwirbelung" vorgesehen sein, so daß Druckspitzen gebrochen werden. Auf diese Weise vergleich­ mäßigt sich der Druck, der an der Membran anliegt, und Druck­ spitzen werden dort vermieden. Ausfälle durch eine plastische Verformung der Membran können dann lediglich im Bereich sehr viel höherer Druckspitzen als bisher auftreten, die im Betrieb sehr viel seltener auftreten, so daß insgesamt eine erhebliche Steigerung der Lebensdauer der Drucksensoren bewirkt wird.

Auf einfache und preisgünstige Weise können Bauteile verwen­ det werden, die eine mehrfache Richtungsumlenkung der hy­ draulischen Leitung bewirken, beispielsweise meanderförmige Umlenkungen. Es kann jedoch auch ein durchgehend geradlini­ ges Lichtraumprofil innerhalb des Leitungsabschnittes vorge­ sehen sein, welcher die Druckausbreitung stören soll. Hierbei können nach innen ragende Vorsprünge, oder eine exzentrisch versetzte Anordnung einzelner Leitungsabschnitte analog zu einer Strömungsbeeinflussung die Druckausbreitung in Form von "Verwirbelungen" derart stören, daß die Druckspitze in er­ heblich abgeschwächter Form am Sensor auftrifft, so daß die erfindungsgemäß gewünschte Schonung des Sensors auch durch eine derartige Ausgestaltung des Leitungsabschnittes er­ zielbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeich­ nung im folgenden näher erläutert.

Dabei ist mit 1 ein Kunststoffgehäuse bezeichnet, welches eine metallische Hülse 2 aufnimmt. In der metallischen Hülse 2 ist ein Drucksensor angeordnet, der eine hydraulisch verformbare Membran 3 sowie einen auf die Rückseite der Membran aufge­ klebten Dehnungsmeßstreifen 4 umfaßt. Ein aus Übersichtlich­ keitsgründen nicht dargestelltes Signalkabel erstreckt sich von dem Drucksensor durch die Hülse 2 und das Gehäuse 1 und führt zu einer Auswertungsschaltung.

Der Membran 3 vorgeschaltet ist ein Leitungsabschnitt 5 der Hydraulikleitung, wobei der Leitungsabschnitt 5 aus zwei einzel­ nen Bauteilen gebildet ist: Zum einen aus einer Hülse 6 und zum anderen aus einem Anschlußstück 7, welches mit der Hül­ se 6 durch eine umlaufende Schweißnaht 8 verbunden ist. Der Leitungsabschnitt 5 ist mit der metallischen Hülse 2 durch eine umlaufende Schweißnaht 9 zwischen der Hülse 6 und der me­ tallischen Hülse 2 verbunden.

Die Druckspitze, die sich durch die Hydraulikflüssigkeit inner­ halb der Hydraulikleitung auf den Drucksensor hin ausbreitet, wird zunächst durch eine Engstelle 10 geführt, bei der innerhalb des Leitungsabschnittes 5 die Hydraulikleitung einen reduzier­ ten Querschnitt aufweist. An die Engstelle 10 schließen sich mehrere Winkel der Hydraulikleitung an, so daß insgesamt die Hydraulikleitung durch einen Block 11, der Teil des Anschluß­ stückes 7 ist, regelrecht unterbrochen wird. Auf diese Weise wird das direkte Auftreffen der Druckspitze auf die Membran 3 verhindert.

Zwischen dem Block 11 und der Membran 3 weist die hydrauli­ sche Leitung mehrere unterschiedliche Durchmesser auf, so daß insgesamt die Druckbelastung, die auf die Membran 3 ein­ wirkt, das Resultat einer vielfach gebrochenen Druckspitze dar­ stellt, so daß eine für die Membran 3 unverträgliche Spitzenbe­ lastung in den meisten Betriebszuständen, selbst in vielen unzu­ lässigen Betriebszuständen, ausgeschlossen ist. Auf diese Wei­ se wird die durch Fehlbedienungen und Überlastungen resultie­ rende Beeinträchtigung der Lebensdauer der Membran 3 erheb­ lich abgeschwächt, so daß eine erheblich längere Lebensdauer des gesamten Drucksensors resultiert.

In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispieles kann die Druckspitze auch gebrochen werden, indem in Analogie zum Strömungsverhalten bei Flüssigkeiten die Ausbreitung der Druckspitze nicht durch eine Richtungsumlenkung des gesam­ ten Leitungsverlaufes gestört wird, sondern durch "Verwir­ belungen". So kann beispielsweise die Hydraulikleitung auch im zur Brechung der Druckspitze vorgesehenen Leitungsabschnitt 5 geradlinig verlaufen, jedoch können hier Hindernisse im Lei­ tungsabschnitt 5 vorgesehen sein, beispielsweise regelmäßige oder unregelmäßige Querschnittsänderungen. Entweder bezüg­ lich der Form des Querschnittes (rundleckig) oder hinsichtlich der freien Querschnittsfläche.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Druckerfassung in Hydraulikleitungen, mit einem Drucksensor, welcher der Hydraulikflüssigkeit ausgesetzt ist da­ durch gekennzeichnet, daß in der Hydraulikleitung dem Druck­ sensor ein Leitungsabschnitt (5) vorgeschaltet ist, der eine gleich­ mäßige Druckausbreitung störend ungeradlinig und/oder mit wechselnden Querschnitten ausgestaltet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitungsabschnitt (5) eine mehrfache Richtungsumlenkung der hydraulischen Leitung aufweist.