DE19712807A1

DE19712807A1 - Schmiersteuersystem für eine Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE19712807A1
Application number: DE19712807A
Authority: DE
Inventors: Bobby D Griffith; Mary R Hawkins; Dean J Schlickbernd; Steven J Zmuda
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1997-10-30
Also published as: US5823295A; AU1477897A; JPH109491A

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Schmier steuersystem für eine Arbeitsmaschine und insbesondere auf eine Einrichtung zum Steuern eines Schmiermittelver teilungssystems mit einem automatischen Betriebszustand und einem manuellen Betriebszustand.

Viele große Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Gelände-Berg baulastwagen, Frontlader- und hydraulische Grabma schinen weisen zahlreiche bewegliche Teile auf, die eine ordnungsgemäße Schmierung erfordern, um ein vorzeitiges Versagen zu verhindern. Kritische Gebiete, wie beispiels weise Radlager und Verbindungslager bzw. Verbindungsge lenke werden vorzugsweise während des Betriebes ge schmiert, um die Notwendigkeit, die Maschine zur Schmie rung zu stoppen, zu eliminieren. Um ein vorzeitiges Ver sagen zu verhindern, müssen diese kritischen Gebiete oft geschmiert werden, d. h. es kann vorteilhaft sein, in ge wissen Umgebungen die kritischen Gebiete alle 5-10 Minu ten zu schmieren. Da viele dieser Maschinen enorme Ar beitskapazitäten haben, stellt die Zeit, in der die Ma schine nicht arbeitet, einen wesentlichen Kapazitätsver lust für den Eigentümer dar.

Um diese Notwendigkeiten anzusprechen, sind verschiedene Systeme entwickelt worden, um eine Schmierung während des Maschinenbetriebes vorzusehen. Im allgemeinen weisen sol che Schmiersysteme eine luftangetriebene Schmierpumpe und eine Einspritzvorrichtungsbank auf, die in jedem der kri tischen Gebiete der Maschine gelegen ist. Die Schmier steuerung sieht typischerweise eine Zeitsteuerung vor, um Schmiermittel in die kritischen Gebiete zu voreingestell ten Zeitintervallen während des Maschinenbetriebes einzu spritzen. Während solche Systeme eine adequate Schmierung vorsehen, neigen sie auch dazu, öfter als notwendig zu schmieren, da sie allein auf die Zeit reagieren und nicht auf die tatsächliche Nutzung der Lager oder Verbindungen bzw. Gelenke. Wenn beispielsweise ein Lastwagen still steht, ist es nicht notwendig, die Radlager während jedes Zeitintervalls zu schmieren. Nur nachdem der Lastwagen sich über ein vorbestimmtes Zeitintervall bewegt hat, ist eine Schmierung erforderlich. Somit könnte Energie und Schmiermittel gespart werden, wenn das Schmiersystem an sprechend auf die Länge der Zeit gesteuert wird, während der die Lager tatsächlich verwendet werden, anstelle al leine auf die Zeit ansprechend.

Zusätzlich gibt es auch bei Schmiersystemen, die eine Schmierung während des Maschinenbetriebes vorsehen, ge wisse Gebiete der Maschine, die nicht durch automatische Mittel geschmiert werden können. Beispielsweise besitzt die Schaufel einer Maschine, wie beispielsweise eine Backhoe- bzw. Hinterbergbauschaufel einen derartigen Be wegungsbereich, daß es extrem schwierig ist, Schmier stoffleitungen zu allen Verbindungen zu führen, die ge schmiert werden müssen, ohne daß sie beschädigt werden. Um diese Notwendigkeit anzusprechen, ist es typischer weise nötig, daß ein getrennter Schmierlastwagen zur Schaufel fährt, so daß ein Bediener oder das Serviceper sonal manuell jene Gebiete schmieren kann, die unzugäng lich sind.

Ein weiteres Problem taucht auf, wenn ein Fehlerzustand in dem Schmiersystem auftritt. Wenn beispielsweise eine Schmiermittelleitung kaputt ist oder sich gelöst hat, wird Schmiermittel nicht die gewünschte Stelle erreichen. Um dieses Problem anzusprechen, haben Systeme des Standes der Technik Druckschalter vorgesehen, die ansprechend darauf aktiviert werden, daß der Druck in den Schmiermit telleitungen einen vorbestimmten Pegel erreicht. Wenn der Druck diesen Pegel nicht erreicht, wenn das Schmiersystem aktiviert ist, wird ein Alarm erregt, um anzuzeigen, daß ein Fehlerzustand auftritt. Jedoch ist das einfache An zeigen, daß der gewünschte bzw. Soll-Druck nicht erreicht wurde, eine unzureichende Information für das Serviceper sonal, um wirkungsvoll alle Arten von Problemen zu dia gnostizieren und zu reparieren. Es kann auch wichtig sein, anzuzeigen, ob der Schmiersystemdruck einen hohen Druckpegel überschritten hat. Wenn beispielsweise eine Schmierstoffleitung verstopft ist, oder wenn das Luft drucksystem auf einem zu hohen Druck arbeitet, wird der Schmiersystemdruck den vorbestimmten Pegel überschreiten, aber es wird trotzdem einen Fehlerzustand geben. In ähn licher Weise kann es einen Fehler innerhalb des Drucksen sors selbst geben, oder der Draht, der das elektrische Signal vom Drucksensor trägt, kann an Erde oder an die positive Versorgungsspannung kurzgeschlossen sein. Eine Information, welcher der zahlreichen möglichen Fehlerzu stände im Schmiersystem und im Drucksensor auftritt, wäre für das Servicepersonal sehr nützlich und würde beträcht lich die Ausfallzeit verringern.

Einige Schmiersysteme des Standes der Technik haben dem System eine Anpaßbarkeit gegeben, indem sie Einstell schrauben an der Zeitsteuerung verwenden, um die Zeit zwischen der Schmierung einzustellen, und am Druck schalter, um den vorbestimmten Druckpegel einzustellen. Solche Einstellungen sprechen während sie hilfreich sind, in ungeeigneter Weise den gesamten Bereich der Einstell barkeit und der Präzision an, die für eine ordnungsgemäße Schmiersteuerung erwünscht ist. Es ist beispielsweise zu träglich, ein präziseres Verfahren zum Einstellen dieser Parameter vorzusehen, und Mittel vorzusehen, um die Dauer jedes Schmiervorgangs einzustellen.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargestellten Probleme zu überwin den.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile von bekannten auto matischen Schmiersteuerungen und sieht ein flexibles und wirkungsvolles Steuersystem zur automatischen Schmierung von kritischen Gebieten von Arbeitsmaschinen vor, und um manuell jene Gebiete der Maschine zu schmieren, die für das automatische System unzugänglich sind. Beträchtliche diagnostische Fähigkeiten sind vorgesehen, um das Ausmaß der Zeit und der Resourcen zu verringern, die für Repara turen erforderlich sind.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung zur Schmierung einer Arbeitsmaschine vorgese hen. Die Steuerung weist ein Schmiermittelverteilungs system auf, ein Ladesystem, welches geeignet ist, um das Schmiermittelverteilungssystem anzutreiben, einen Sensor zum Bestimmen des Betriebszustandes des Ladesystems und eine Vorrichtung zum Berechnen eines Zeitintervalls, wel ches von einem vorherigen Schmiervorgang abhängt. Die Steuerung weist auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Schmiersignals auf, und zwar ansprechend darauf, daß das Zeitintervall eine vorbestimmte Intervall konstante er reicht.

Die Erfindung weist auch andere Merkmale und Vorteile auf, die aus einem detaillierten Studium der Zeichnungen und der Beschreibung offensichtlich werden.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei auf die Begleitzeichnungen Bezug genommen, in denen die Figuren folgendes darstellen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Schmiermittelver teilungssystems;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3a und 3b ein Flußdiagramm eines Algorithmus, der in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung verwendet wird;

Fig. 4 veranschaulicht ein Flußdiagramm eines Algorith mus, der in einem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung in Verbindung mit einer Berg bauschaufel verwendet wird; und

Fig. 5 veranschaulicht ein Flußdiagramm eines Algo rithmus, der in einem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung in Verbindung mit einem Gelän delastwagen verwendet wird.

Ein Schmiermittelverteilungssystem 10 ist im allgemeinen in Fig. 1 gezeigt, welches ein "automatisches" Schmier system aufweist, und zwar mit einer Vielzahl von Ein spritzvorrichtungsbänken 14 und ein "manuelles" Vertei lungssystem, welches eine Schmierspule bzw. Schmiervor richtung 15 (grease reel) aufweist. Im bevorzugten Aus führungsbeispiel wird Schmiermittel von einem mittig ge legenen Schmiermittelbehälter 12 zu einer der Vielzahl von Einspritzvorrichtungsbänken 14 gepumpt, die strate gisch an einer (nicht gezeigten) Arbeitsmaschine gelegen sind, und zu einer manuell betriebenen Schmierspule bzw. -vorrichtung 15, die an der Arbeitsmaschine gelegen ist. Die Einspritzvorrichtungsbänke 14 sind vorgesehen, um au tomatisch Schmiermittel innerhalb der kritischen Gebiete zu verteilen, die eine Schmierung benötigen. Die Schmier vorrichtung 15 ist vorgesehen, um es einem Bediener oder dem Servicepersonal zu gestatten, manuell Schmiermittel an die Gebiete zu verteilen, die die Einspritzvorrich tungsbänke 14 nicht schmieren können. Eine Pumpengruppe 16 ist vorgesehen, um das Schmiermittel aus dem mittig gelegenen Behälter 12 zu den verschiedenen Einspritzvor richtungsbänken 14 und der Schmiervorrichtung 15 zu pum pen. Die Pumpengruppe 16 kann pneumatisch angetrieben, hydraulisch angetrieben oder elektrisch angetrieben sein und ist entweder mit einem Luft- bzw. Luftdrucksystem auf der Arbeitsmaschine bzw. einem hydraulischen System auf der Arbeitsmaschine bzw. einem elektrischen System auf der Arbeitsmaschine durch eine Versorgungsleitung 18 ver bunden. Ein Drucksensor 20 ist mit der Schmiermittel versorgungsleitung 22 verbunden und ist geeignet, ein elektrisches Signal ansprechend auf den Druck in der Schmiermittelversorgungsleitung 22 zu erzeugen. Im be vorzugten Ausführungsbeispiel ist der Drucksensor 20 von einer Bauart, die ein Spannungssignal erzeugt, welches direkt proportional zum Druckpegel ist, jedoch können an dere Drucksensoren verwendet werden, ohne von der Erfin dung abzuweichen. Eine Verteilerspule bzw. ein Ver teilerelektromagnet 19 ist mit der Schmiermittelversor gungsleitung 22 verbunden und verteilt, wenn er im Ein griff ist, den Schmiermittelfluß von den Einspritzvor richtungsbänken 14 zur Schmiervorrichtung 15. Das Druck entlastungsventil 21 ist mit der Schmiermittelversor gungsleitung 22 zwischen der Pumpengruppe 16 und dem Ver teilerelektromagneten 19 verbunden, so daß, wenn der Ver teilerelektromagnet 19 in Eingriff ist, Strömungsmittel über einen vorbestimmten Druck zurück zum Schmiermittel behälter 12 fließen wird.

Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 wird das Schmiermittelver teilungssystem 10 durch einen Mikroprozessor gesteuert, der innerhalb eines Hauptmoduls 24 gelegen ist. Im bevor zugten Ausführungsbeispiel ist der "Voreinstellbetriebs zustand" für das Schmiermittelverteilungssystem der auto matische Schmierbetriebszustand. Damit ein Bediener den manuellen Schmierbetriebszustand aktivieren kann, emp fängt das Hauptmodul 24 eine Eingabe bzw. Eingangsgröße von dem manuell aktivierten Schalter 29 und sendet ein Signal, um den Verteilerelektromagneten 19 und die Pum pengruppe in Eingriff zu bringen, was in wirkungsvoller Weise den automatischen Schmierbetriebszustand außer Ein griff bringt bzw. abschaltet, wodurch das Schmiermittel zur Schmiervorrichtung 15 fließen kann. Der Schalter 29 kann ein einfacher An-Aus-Schalter sein, wobei er an bleibt, sobald er angeschaltet ist, bis er abgeschaltet wird, wodurch es dem Bediener gestattet ist, manuell für unbegrenzte Zeit zu schmieren. Vorzugsweise begrenzt je doch das Hauptmodul 24 den manuellen Schmierbetriebszu stand auf einen festen Zeitraum und schaltet danach auto matisch den Betrieb zurück auf den automatischen Schmier betriebszustand.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel steuert das Hauptmodul 24 nicht nur das Schmiermittelverteilungssystem 10, son dern dient auch dazu, zu steuern, zu überwachen und Feh ler in allen anderen elektronischen Hauptsystemen zu dia gnostizieren, die in der Maschine liegen. Als solches empfängt das Hauptmodul 24 Sensoreingangsgrößen überall von der Maschine, die den manuellen Betriebszustandsschal ter 29, den Drucksensor 20 und einen oder mehrere Sen soren 25 aufweisen, die mit einem Betriebsparameter asso ziiert sind. Der Betriebsparameter ist typischerweise für jede Art von Arbeitsmaschine unterschiedlich. Beispiels weise ist bei einem großen Gelände-Bergbaulastwagen der Betriebsparameter die Maschinenbewegung; somit wäre der assoziierte Sensor der Sensor, der mit dem Maschinen geschwindigkeitsmesser assoziiert ist, um die Bewegung der Maschine abzufühlen. Alternativ kann der Sensor in nerhalb des Getriebes oder des Endantriebes gelegen sein, um abzufühlen, daß sich die Maschine bewegt. Bei anderen Arbeitsmaschinen, beispielsweise bei Frontschaufelladern oder hydraulischen Grabvorrichtungen ist der Betriebspa rameter der Betrieb der Werkzeugverbindungen. In diesem Fall wäre ein (nicht gezeigter) Werkzeugcontroller bzw. eine Werkzeugsteuervorrichtung vorzugsweise geeignet, ein Signal an das Hauptmodul 24 zu senden, wenn Befehlssigna le erzeugt werden, um die Werkzeugverbindung zu bewegen. Auf diese Weise kann die Bewegung der Werkzeugverbindun gen durch das Hauptmodul 24 abgefühlt werden, um das Auf treten des Betriebsparameters anzuzeigen. Das Hauptmodul 24 übermittelt auch viele andere Steuersignale an ver schiedene Systeme, die überall in der Maschine gelegen sind, und zwar über eine Kommunikationsverbindung 26.

Das Hauptmodul 24 ist vorzugsweise mit einer Anzeige 28 verbunden, die im Bedienerabteil der Maschine gelegen ist. Vorteilhafterweise weist die Anzeige 28 eine Be dienerschnittstelle 30 auf, die es dem Bediener oder dem Servicepersonal gestattet, Betriebscodes und andere In formationen einzugeben, um den Betrieb des Hauptmoduls 24 zu konfigurieren oder in anderer Weise zu beeinflussen. Die Anzeige 28 weist auch eine Nachrichtenzentrale 32 auf, um verschiedene Warnzustände an den Bediener zu übermitteln, und um andere Anzeigen der Maschinenkonfigu ration oder -leistung zu bieten. Im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel weist die Nachrichtenzentrale 32 ein Nach richtengebiet bzw. -anzeigegebiet 34 auf, um Textinforma tion an den Bediener oder das Servicepersonal zu liefern. Das Nachrichtengebiet 34 ist daher fähig, schnell und wirkungsvoll die Natur irgendeines Fehlerzustandes inner halb irgendeines überwachten Parameters anzuzeigen, ge nauso wie anzuzeigen, in welchem Schmierbetriebszustand die Maschine ist.

Der Betrieb des Schmiermittelverteilungssystems 10 und insbesondere der automatische Schmierbetriebszustand, wird leichter verständlich durch Bezugnahme auf den in den Fig. 3a und 3b veranschaulichten Algorithmus. Das Hauptmodul 24 liest die Betriebsparameter und bestimmt darauf ansprechend, ob der Parameter größer als ein vor bestimmter Wert ist. Der vordefinierte Wert wird an sprechend auf die Natur des Betriebsparameters ausge wählt. Wenn beispielsweise der Betriebsparameter der Be trieb der Werkzeugverbindung einer hydraulischen Grab maschine ist, wird der vordefinierte Wert derart ausge wählt, daß er anzeigt, ob oder ob nicht ein Steuersignal erzeugt wird, um die Werkzeugverbindungen zu bewegen. Vorteilhafterweise ist der Betriebsparameter entweder lo gisch 1 oder logisch 0, wobei einer der Zustände anzeigt, daß das Steuersignal erzeugt wird, und wobei der andere anzeigt, daß das Steuersignal nicht erzeugt wird. Der Block 38 wird daher eine Bestimmung, ob der Betriebs parameter auf logisch 1 oder auf logisch 0 ist. Wenn je doch das vorliegende Schmiermittelverteilungssystem 10 in einem Bergbaulastwagen gelegen ist, wird der vordefinier te Wert ausgewählt, um anzuzeigen, daß sich der Lastwagen mit einer größeren als einer vorgewählten Geschwindigkeit bewegt. Wenn beispielsweise die relevante Geschwindigkeit 2 MPH (miles per hour = Meilen pro Stunde) ist, dann wird jener Wert mit der Geschwindigkeit verglichen, die von dem Sensor angezeigt wird, der mit dem Geschwindigkeits messer assoziiert ist, und zwar im Block 38 des Algorith mus. Es sollte dem Fachmann klar sein, daß andere Be triebsparameter in Verbindung mit diesen und anderen Ar beitsmaschinen verwendet werden könnten, um zu bestimmen, ob die kritischen Schmiergebiete verwendet werden.

Wenn der Betriebsparameter größer als der vordefinierte Wert ist, wird die Zeitsteuerung inkrementiert bzw. wei tergeschaltet und mit einer vorbestimmten Intervallkon stante T1 verglichen. Das Schmiersystem wird auch vor teilhafterweises nach einer gewissen Zeitperiode folgend auf den Start der Maschine aktiviert, der wesentlich ge ringer als T1 ist. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel kann der Wert für T1 vom Bediener oder vom Serviceperso nal durch die Verwendung der Bedienerschnittstelle 30 ausgewählt werden. Ein Service- bzw. Instandhaltungs programmcode wird vom Bediener oder vom Servicepersonal eingegeben, indem man eine vordefinierte Abfolge von Knöpfen auf der Bedienerschnittstelle 30 drückt. Wenn der Serviceprogrammcode eingegeben ist, wird das Nachrichten gebiet eine Zeit und das Wort "aus" zeigen. Die Pfeilta sten werden dann verwendet, um die Zeit für eine längere oder kürzere Schmier-Aus-Zeit einzustellen. Die Zeit wird in Minuten eingestellt, und zwar vorzugsweise zwischen 5 und 120. Nachdem die ordnungsgemäße Zeit eingestellt wor den ist, drückt der Bediener oder das Servicepersonal die "OK"-Taste.

Wenn die Zeitsteuerung bzw. Zeit geringer als die vorbe stimmte Intervallkonstante ist, dann wird die Steuerung zurück zum Block 36 gegeben. Wenn die Zeitsteuerung grö ßer als die vorbestimmte Intervallkonstante ist, dann liest der Mikroprozessor im Hauptmodul 24 das Signal aus dem Ladesystemsensor aus, um zu bestimmen, ob es größer als der minimale Ladungspegel ist. Im bevorzugten Aus führungsbeispiel ist der Ladungssystemsensor der Sensor, der eine Anzeige der Motordrehzahl liefert. Wie dem Fach mann klar ist, ist der Systemdruck (beispielsweise Luft oder Hydraulik) manchmal nicht geeignet, um die Pumpen gruppe 16 zu betreiben, wenn die Motordrehzahl unter ei nem bestimmten Niveau ist. Somit vergleicht das Haupt modul die abgefühlte Motordrehzahl mit dem Niveau oben, bei dem der Systemdruck ausreicht, um das System zu be treiben. Es sollte jedoch klar sein, daß viele andere La dungssystemsensoren in alternativen Ausführungsbeispielen vorgesehen werden könnten, beispielsweise könnte ein Drucksensor im System vorgesehen sein, um eine Anzeige zu liefern, wann der Systemdruck ausreicht, um das Schmier mittelverteilungssystem 10 zu betreiben. Alternativ könn te ein elektrischer Systemsensor im System vorgesehen werden, um eine Anzeige zu liefern, wann das elektrische System ausreichend arbeitet, um das System 10 zu betrei ben.

Wenn der Ladungssystemparameter geringer als das minimale Ladungsniveau ist, dann wird die Steuerung zurück zum Block 36 geleitet. Wenn der Ladungssystemparameter größer als das minimale Ladungsniveau ist, dann erzeugt der Mi kroprozessor innerhalb des Hauptmoduls 24 ein Signal, um zu bewirken, daß die Betätigungsvorrichtung 17 (Fig. 1) die Pumpengruppe 16 aktiviert. Im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung 17 ein Elek tromagnetventil, welches sich öffnet, wenn der Ladesy stemparameter größer als das minimale Ladungsniveau ist. Wenn das Elektromagnetventil offen ist, wird Strömungs mittel (beispielsweise pneumatisches oder hydraulisches) an die Pumpengruppe 16 über die Systemversorgungsleitung 18 für eine vorgewählte Dauer T2 geliefert. Es sei be merkt, daß für elektrische Pumpen Elektrizität an die Pumpengruppe 16 geleitet wird. Im bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel kann der Wert für T2 vom Bediener oder vom Servicepersonal unter Verwendung der Bedienerschnittstel le 30 ausgewählt werden. Ein Serviceprogrammcode wird vom Bediener oder vom Servicepersonal durch Drücken einer vordefinierten Abfolge von Knöpfen auf der Bediener schnittstelle 30 eingegeben. Wenn der Serviceprogrammcode eingegeben ist, wird das Nachrichtengebiet eine Zeit und das Wort "an" zeigen. Die Pfeiltasten werden dann verwen det, um die Zeit auf eine längere oder kürzere Schmier- An-Zeit einzustellen. Die Zeit wird in Sekunden einge stellt, vorzugsweise zwischen 40 und 150. Nachdem die ordnungsgemäße Zeit eingestellt wurde, drückt der Bedie ner oder das Servicepersonal die "OK"-Taste.

Während das Elektromagnetventil offen ist, zeichnet das Hauptmodul 24 den maximalen Schmierdruck auf, der vom Drucksensor 20 während T2 angezeigt wird. Wenn der maxi male abgefühlte Druck geringer als ein erster Pegel ist, dann wird ein Drucksensorfehler angezeigt. Typischerweise zeigt ein solcher Fehler entweder einen Kurzschluß in der Drahtummantelung an Erde an, daß der Drucksensor 20 feh lerhaft ist, oder daß die Anzeige 28 fehlerhaft ist.

Wenn der maximal abgefühlte Druck größer als der erste Pegel, jedoch geringer als ein zweiter Pegel ist, dann wird ein Niederdruck-Zustand angezeigt. Typischerweise zeigt ein solcher Fehler an, daß eine der Schmiermittel versorgungsleitungen 22 gebrochen oder getrennt wurde, oder daß das System nicht ausreichenden Druck oder Elek trizität an die Pumpengruppe 16 liefert.

Wenn der maximal abgefühlte Druck größer als der zweite Pegel, jedoch geringer als ein dritter Pegel ist, dann wird ein Hochdruck-Zustand angezeigt. Typischerweise zeigt ein solcher Fehler an, daß eine der Schmiermit telversorgungsleitungen verstopft oder eingeschränkt ist, oder daß das System einen zu hohen Druck an die Pumpen gruppe 16 liefert.

Wenn der maximal abgefühlte Druck größer als der dritte Pegel ist, dann wird ein Drucksensorfehler angezeigt. Ty pischerweise zeigt ein solcher Fehler entweder einen Kurzschluß in der Drahtummantelung an die positive Bat teriespannung an, daß der Sensor 20 fehlerhaft ist, oder daß die Anzeige 28 fehlerhaft ist.

Vorteilhafterweise weist das Schmiermittelverteilungssy stem auch ein Merkmal auf, um manuell den automatischen Schmierbetriebszustand zu aktivieren. Ein dritter Servi ceprogrammcode wird vom Bediener oder am Servicepersonal durch Drücken einer vorgewählten Abfolge von Knöpfen auf der Bedienerschnittstelle 30 eingegeben. Dieser Betrieb bzw. Vorgang umgeht die für T1 eingestellte Zeit und ak tiviert den automatischen Schmierbetriebszustand für eine Zeitperiode, die T2 entspricht. Die oben beschriebenen diagnostischen Funktionen werden auch vorteilhafterweise während des manuellen Betriebes des Systems ausgeführt.

Während verschiedene Merkmale der Erfindung in Verbindung mit den Fig. 3a und 3b beschrieben werden, muß nicht je des spezielle Ausführungsbeispiel alle Merkmale aufweisen oder kann die abgefühlten Parameter unterschiedlich ver arbeiten und unterschiedlich das Schmiersystem steuern. Beispielsweise ist ein Ausführungsbeispiel eines Algo rithmus, der in Verbindung mit dem automatischen Schmier system 10 in einer speziellen Bauart eines Bergbauschau felladers verwendet wird, in Fig. 4 veranschaulicht.

Ansprechend auf entweder den Empfang eines manuellen Schmierbefehls oder das Vergehen der vorbestimmten Zeit periode zwischen den Schmiervorgängen bestimmt der Mikro prozessor innerhalb des Hauptmoduls 24, ob der Motor läuft. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel weist dieser Schritt nicht nur das Abfühlen, daß der Motor läuft, auf, sondern auch, daß er mit einer ausreichenden Drehzahl für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Schmiersystems läuft. Wenn der Motor läuft, wird das Schmiersystem aktiviert. Nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung erhält der Mi kroprozessor im Hauptmodul 24 ein Signal, welches den Druck in der Schmierleitung anzeigt. Wenn der Druck einen Endzustand erreicht, erzeugt der Mikroprozessor ein Sig nal, um das Schmiersystem zu deaktivieren.

Wenn der Endzustand nicht erreicht wird, überprüft das System noch einmal, um sicherzustellen, daß der Motor mit einer ausreichenden Drehzahl läuft, um das Schmiersystem zu betreiben. Falls dies so ist, wird die Zeitvariable inkrementiert bzw. weitergeschaltet und der Mikroprozes sor innerhalb des Hauptmoduls 24 bestimmt, ob die maxima le Zeit, während der das Schmiersystem zu aktivieren ist, erreicht worden ist. Falls nicht, fährt der Mikroprozes sor fort, den Druck und die Motordrehzahl zu überwachen. Wenn die maximale Zeit erreicht worden ist, dann wird der maximale Druck, der während der Schmierung erreicht wird, mit einem vorbestimmten Minimum verglichen, um zu bestim men, ob ein Fehler angezeigt werden sollte. Das Schmier system wird darauffolgend deaktiviert und der Algorithmus fährt fort, wie oben beschrieben, zu arbeiten.

Alternativ veranschaulicht Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Algorithmus, der in Verbindung mit dem automati schen Schmierbetriebszustand einer speziellen Bauart ei nes Geländelastwagens verwendet wird. Der Mikroprozessor innerhalb des Hauptmoduls 24 bestimmt, ob ein Maschinen bediener den Code eingegeben hat, um manuell den automa tischen Schmierbetriebszustand zu aktivieren. Wenn der Code für die manuelle Schmierung empfangen worden ist, wird das Schmiersystem für einen vorbestimmten Zeitraum aktiviert und wird dann deaktiviert.

Wenn der manuelle Code nicht eingegeben worden ist, dann vergleicht der Mikroprozessor die Maschinendrehzahl mit einem vorbestimmten Minimum. Wenn die Maschinendrehzahl das vorbestimmte Minimum überschreitet, dann wird die Zeitvariable inkrementiert und wird mit einer vorbestimm ten Konstante verglichen, die die gewünschte Länge der Betriebs zeit zwischen den automatischen Schmiervorgängen anzeigt. Wenn die vorbestimmte Konstante überschritten wird, dann wird das Schmiersystem für einen vorbestimmten Zeitraum aktiviert und wird dann deaktiviert. Der Algo rithmus führt dann eine Verzögerung und Überprüfungen aus, um zu bestimmen, ob eine Nachricht für manuelles Schmieren empfangen worden ist, und der Algorithmus ar beitet weiter, wie oben beschrieben. In beiden der in Verbindung mit den Fig. 4 und 5 beschriebenen Ausfüh rungsbeispielen bestimmt das Hauptmodul 24, ob die Lei tung vom Drucksensor an Erde oder an die Systemspannung kurzgeschlossen ist, und zwar als Teil seiner gewöhnli chen Überprüfung aller Sensoren.

Es sollte dem Fachmann klar sein, daß die Überprüfungen des speziellen Betriebsparameters, die Ladesystemüberprü fungen und die Fehleranzeigen von den Maschinenkonstruk teuren ansprechend auf die wahrgenommenen Kundenwünsche und Wünsche der Konstrukteure ausgewählt werden. Somit sollte die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Kombination der Merkmale und auch nicht auf die speziellen hier beschriebenen Parameter begrenzt sein.

Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise große Gelände-Berg baulastwagen, Frontschaufellader und hydraulische Grab maschinen weisen kritische Gebiete auf, die eine häufige Schmierung erfordern. Beispielsweise müssen Radlager und Werkzeugverbindungen in regelmäßigen Intervallen während des Betriebes geschmiert werden, um vorzeitiges Versagen zu verhindern.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind bei solchen Arbeitsmaschinen nützlich, um automatisch die kritischen Gebiete zu schmieren, um manuell jene Gebiete zu schmieren, die für eine automatische Schmierung unzu gänglich sind, und um den Bediener oder das Serviceperso nal mit beträchtlicher Flexibilität und Diagnosemöglich keiten zu versorgen. Das System ist auch dazu ausgelegt, verschwendete Energie und Schmiermittel zu verringern und das System nur zu aktivieren, wenn es zum ordnungsgemäßen Betrieb fähig ist.

Andere Aspekte, Ziele, Vorteile und Anwendungen dieser Erfindung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten wer den.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Große Arbeitsmaschinen weisen typischerweise ein automa tisches Schmiersystem auf, um während des Betriebes kri tische Gebiete zu schmieren. Die vorliegende Erfindung sieht ein flexibles und wirkungsvolles Steuersystem zur automatischen Schmierung von kritischen Gebieten von Ar beitsmaschinen vor, und um manuell jene Gebiete der Ma schine zu schmieren, die für das automatische System un zugänglich sind. Es sind beträchtliche diagnostische Fä higkeiten vorgesehen, um das für Reparaturen erforder liche Ausmaß an Zeit und Resourcen zu verringern.

Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung ist eine Steuerung zur Schmierung einer Arbeitsmaschine vorgese hen. Die Steuerung weist folgendes auf: ein Schmiermit telverteilungssystem, ein Ladungssystem, welches geeignet ist, das Schmiermittelverteilungssystem anzutreiben, ei nen Sensor, um den Betriebszustand des Ladungssystems zu bestimmen, und eine Vorrichtung, um ein Zeitintervall zu berechnen, das von einem vorherigen Schmiervorgang ab hängt. Die Steuerung weist auch eine Vorrichtung zur Er zeugung eines Schmiersignals auf, und zwar ansprechend darauf, daß das Zeitintervall eine vorbestimmte Inter vallkonstante erreicht.

Claims

Einrichtung zum Schmieren einer Arbeitsmaschine, die folgendes aufweist:
eine Zeitsteuerung;
ein Schmiermittelverteilungssystem;
Mittel zum Bestimmen eines Schmierbetriebszustandes und um darauf ansprechend ein Schmierbetriebszu standssignal zu erzeugen;
ein Ladungssystem, welches geeignet ist, um das Schmiermittelverteilungssystem anzutreiben;
Mittel zum Abfühlen eines Ladesystemparameters, wel ches den Betriebszustand des Ladesystems anzeigt;
Mittel, um zu bewirken, daß die Zeitsteuerung einen Zeitintervall berechnet, wobei das Zeitintervall ab hängig von einem vorherigen Schmiervorgang ist;
Mittel zum Erzeugen eines ersten Schmiersignals an sprechend darauf, daß das Zeitintervall größer oder gleich einer vorbestimmten Intervallkonstante ist, und daß der Ladesystemparameter größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau ist;
Mittel zum Erzeugen eines zweiten Schmiersignals an sprechend darauf, daß der Ladesystemparameter größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau ist, und daß das Schmierbetriebszustandssignal größer als ein vorbestimmter Wert ist; und
Mittel zum Aktivieren des Schmiermittelverteilungs systems ansprechend auf das erste Schmiersignal und das zweite Schmiersignal.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, wobei das Schmiermit telverteilungssystem ein automatisches Schmiersystem und ein manuelles Schmiersystem aufweist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das auto matische Schmiersystem Schmiermitteleinspritzvor richtungsbänke aufweist, und wobei das manuelle Schmiersystem eine Schmierspule bzw. Schmiervorrich tung aufweist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3, die weiter eine Schmiermittelverteilungsvorrichtung aufweist, die strömungsmittelmäßig mit dem automatischen Schmier system und dem manuellen Schmiersystem verbunden ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 4, wobei die Mittel zum Bestimmen einen manuell aktivierten Schalter auf weisen, wobei der Schalter mit der Schmiermittel verteilungsvorrichtung verbunden ist, so daß, wenn der Schalter aktiviert ist, die Schmiermittelvertei lungsvorrichtung den Schmiermittelfluß von den Schmiermitteleinspritzvorrichtungsbänken zur Schmierspule bzw. Schmiervorrichtung aufteilt.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei das Ladesystem eine Ladesystemversorgungsleitung, eine Schmierpumpe und eine Betätigungsvorrichtung aufweist, die mit der Ladungssystemversorgungsleitung und der Schmier pumpe verbunden ist und zwischen ihnen liegt, wobei die Betätigungsvorrichtung geeignet ist, um zu ge statten, daß Strömungsmittel von der Ladungssystem versorgungsleitung zur Schmierpumpe ansprechend auf das Schmiersignal fließt, wodurch die Schmierpumpe von Strömungsmittel von der Ladungssystemversor gungsleitung angetrieben wird, wenn das Schmiersig nal an die Betätigungsvorrichtung geliefert wird.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, die folgendes auf weist:
Mittel zum Abfühlen eines Druckes im Schmiersystem und um darauf ansprechend ein Drucksignal zu erzeu gen; und
Fehlermittel, um das Drucksignal zu empfangen, und um darauf ansprechend einen Fehlerzustand zu iden tifizieren.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, wobei die Fehlermittel Mittel aufweisen, um das Drucksignal mit einer von einer Vielzahl von vorbestimmten Konstanten zu ver gleichen, und um darauf ansprechend den Fehlerzu stand zu identifizieren.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8, wobei die Fehlermittel einen normalen Zustand, einen Hochdruck-Zustand und einen Niederdruck-Zustand identifizieren.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9, wobei die Fehlermittel einen Sensorfehlerzustand identifizieren.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei die Fehlermit tel Nachrichtenmittel aufweisen, um einen identifi zierten Fehlerzustand an den Bediener zu übermit teln.