DE3227265C2 - - Google Patents
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-
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Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung der
Energieversorgung einer druckmittelbetätigten Anlage gemäß
der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen
Gattung. Bevorzugtes, jedoch nicht ausschließliches
Anwendungsgebiet der Erfindung sei eine hydraulische Verstärkeranlage
zur Fahrzeugbremsung.
Bei druckmittelbetätigten Anlagen wird bei jeder Betätigung
des Verbrauchers ein gewisses Volumen des Druckmittels
verbraucht, so daß der Druckspeicher von Zeit zu Zeit nachgeladen
werden muß. Die entsprechende Ladeeinrichtung, z. B.
eine motorgetriebene Förderpumpe, wird beim Unterschreiten
eines vorgegebenen unteren Grenzdrucks im Speicher eingeschaltet
und bleibt so lange in Betrieb, bis der Speicherdruck einen
oberen Grenzwert erreicht. Theoretisch ist keine Nachladung
erforderlich, wenn der Verbraucher nicht betätigt
wird; in der Praxis kann sich jedoch auch in diesem Fall
infolge der häufig unvermeidlichen Leckageverluste in der
Anlage die Notwendigkeit ergeben, den Speicher in gewissen
Abständen nachzuladen.
Zur Überwachung der Energieversorgung druckmittelbetätigter
Anlagen ist es bekannt, am Druckspeicher einen gesonderten
Warnschalter vorzusehen, der ein Warnsignal liefert, wenn
der Speicherdruck ein gewisses Maß unter den vorgegebenen
unteren Grenzdruck absinkt oder den oberen Grenzdruck um
ein bestimmtes Maß überschreitet. Ein solcher Warnschalter
wird jedoch nur im Extremfall ansprechen, z. B. wenn die Förderleistung
der Ladeeinrichtung nicht ausreicht, um selbst
im Dauerbetrieb alle Verluste auszugleichen. Es ist jedoch
wünschenswert, eventuelle Störungen auch dann zu erkennen,
wenn sie noch nicht zu diesem Extremfall führen. So wird
ein über der Toleranzgrenze liegender Leckageverlust in
den meisten Fällen durch häufigeres und längeres Einschalten
der Ladeeinrichtung ausgeglichen werden, so daß der
Warnschalter, außer in Extremfällen, praktisch nie anspricht.
Dies hat den Nachteil, daß die weniger extremen Fehler überhaupt
nicht angezeigt werden.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß beim Ansprechen des
Warnschalters die noch vorhandene Volumenreserve im Speicher
so gering sein kann, daß nur noch wenige Verbraucherbetätigungen
möglich sind. Dies kann insbesondere bei Fahrzeugbremsanlagen
lebensgefährliche Folgen haben. Die beim
Ansprechen des Warnschalters noch vorhandene Volumenreserve
ist nicht immer gleich sondern hängt sehr stark vom sogenannten
"Gasfülldruck" des Speichers ab. Druckspeicher sind nämlich
üblicherweise durch den Druck eines Gases vorgespannt,
welches innerhalb des Speichers auf das Druckmittel wirkt.
Als Gasfülldruck bezeichnet man den Anfangsdruck dieses
Gases bei leerem Druckspeicher. Dieser Gasfülldruck ändert
sich sehr stark mit der Temperatur und auch im Laufe der
Zeit z. B. durch Leckage. Die hieraus sich ergebenden Probleme
seien nachstehend am Beispiel eines Hydraulik-Druckspeichers
für eine KFZ-Bremskraftverstärkeranlage erläutert.
Es sei davon ausgegangen, daß der Speicher ein Druckmittel-
Fassungsvermögen von 250 cm³ und einen Nenn-Betriebsbereich
von 140 bar (unterer Grenzdruck) bis 180 bar (oberer Grenzdruck)
hat. Der Warnschalter ist so ausgelegt, daß er das
Warnsignal erzeugt, wenn der Speicherdruck auf 115 bar abgesunken
ist.
Zunächst sei der Fall betrachtet, daß der Gasfülldruck des
Speichers 60 bar bei einer Temperatur von 20°C beträgt.
Steigt die Betriebstemperatur auf 120°C an (was bei Kraftfahrzeugen
toleriert werden muß), dann erhöht sich der Gasfülldruck
auf etwa 80 bar. Nach dem Ansprechen des Warnschalters
ist also noch eine Druckreserve von etwa 35 bar bis zum
Gasfülldruck vorhanden, was einer ausreichenden Volumenreserve
für mehrere starke Verbraucherbetätigungen (Bremsungen)
entspricht.
Nun kann der Gasfülldruck von Anfang an nicht so bemessen
werden, daß sich das vorstehend beschriebene Betriebsverhalten
ergibt. Weil damit zu rechnen ist, daß der Gasfülldruck
im Laufe der Lebensdauer des Speichers allmählich absinkt,
muß er am Anfang weit höher bemessen werden, z. B. auf
90 bar bei 20°C. Steigt bei einer derartigen Bemessung die
Betriebstemperatur z. B. auf 80°C an, dann erhöht sich der
Gasfülldruck auf etwa 110 bar. In diesem Fall ist beim Ansprechen
des Warnschalters nur noch eine Druckreserve von
5 bar vorhanden, und die damit verbundene Volumenreserve
reicht nur noch für wenige Verbraucherbetätigungen aus.
Dies ist ein gefährlicher Zustand. Noch kritischer ist die
Situation bei einer Temperatur von 120°C, bei welcher der
Gasfülldruck etwa 120 bar beträgt. Dieser Druck liegt über
der Ansprechschwelle des Warnschalters, d. h. der Speicher
ist leer, bevor der Warnschalter überhaupt ansprechen kann.
Außerdem beträgt in diesem Fall der Abstand vom Gasfülldruck
zur unteren Druckgrenze (140 bar), bei welcher die Ladeeinrichtung
zum Nachladen des Speichers eingeschaltet wird, nur
noch 20 bar. Die damit verbundene Volumenreserve mag im Normalfall
ausreichen, sie kann jedoch schnell erschöpft werden,
wenn die Ladeeinrichtung nicht optimal arbeitet.
Es gibt also eine Reihe von Gefahren, denen durch Verwendung
eines Druckwarnschalters nicht begegnet werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für zusätzliche
Sicherheit bei der Überwachung der Energieversorgung einer
druckmittelbetätigten Anlage zu sorgen. Diese Aufgabe wird
erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebenen
Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei der erfindungsgemäßen Überwachungsanordnung wird ein
Warnsignal nicht erst dann erzeugt, wenn der Speicherdruck
bereits einen kritischen Schwellenwert erreicht hat. Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man die Gefahr
der Erreichung eines kritischen Speicherzustands (zu geringe
Volumenreserve) schon vorher durch Beobachtung des
Betriebsverhaltens der Ladeeinrichtung ersehen kann. Genauer
gesagt wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß sich für den ordnungsgemäßen
Zustand der Energieversorgung bestimmt Höchstzeiten
ab dem Einschaltbefehl definieren lassen, innerhalb
derer die Ladeeinrichtung jeweils einen bestimmten Betriebszustand
einnehmen muß. Wird der jeweils gewünschte Zustand
der Ladeeinrichtung nicht innerhalb der entsprechenden Höchstzeit
erreicht, dann besteht die Gefahr, daß im weiteren Verlauf
des Betriebs ein kritischer Speicherzustand eintritt oder,
wie noch zu erläutern ist, der Lademotor überlastet wird.
So läßt sich beispielsweise eine zulässige Ladezeit definieren,
die bei ordnungsgemäß funktionierender Anlage maximal
benötigt wird, um den Speicher von der unteren bis zur oberen
Druckgrenze nachzuladen. Wird diese Ladezeit überschritten,
dann kann dies daran liegen, daß die Ladeeinrichtung
zu wenig Volumen fördert oder daß besonders große Leckageverluste
in der Anlage auftreten. In dieser Situation besteht
die Gefahr, daß die beim Erreichen des unteren Grenzdrucks
noch vorhandene Volumenreserve bei Wiedereinschaltung
der Ladeeinrichtung nicht rasch genug erhöht wird sondern
sich nach wenigen Verbraucherbetätigungen total erschöpft.
Daher erzeugt die erfindungsgemäße Anordnung in bevorzugter
Ausführungsform ein Warnsignal, wenn die vorstehend definierte
zulässige Ladezeit überschritten wird.
Andererseits läßt sich eine sogenannte Anlaufzeit definieren,
die ab dem Einschaltbefehl verstreicht, bis die Ladeeinrichtung
ordnungsgemäß angelaufen ist. Wenn infolge irgendeiner
Störung die Ladeeinrichtung nach dem Einschaltbefehl
nicht zu arbeiten beginnt, dann sind nur noch wenige
Verbraucherbetätigungen möglich, bis die Volumenreserve erschöpft
ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird
daher ein Warnsignal erzeugt, wenn nach einer vorbestimmten
Zeitspanne ab dem Einschaltbefehl, die etwa gleich der normalen
Anlaufzeit der Ladeeinrichtung ist, ein den Betrieb der
Ladeeinrichtung anzeigendes Fühlsignal nocht nicht erschienen
ist.
Wenn die Ladeeinrichtung sehr viel länger als die oben definierte
zulässige Ladezeit läuft, dann kann dies auch an einem
Defekt der Schaltvorrichtung liegen, welche die Ladeeinrichtung
beim Erreichen der oberen Druckgrenze abschalten soll.
In diesem Fall arbeitet die Ladeeinrichtung gegen Dauerlast,
so daß eine Überhitzung oder sonstige Schädigung des antreibenden
Motors zu befürchten ist. Weitere Ursachen für extrem
lange Ladezeit können auch ernsthafte Störungen der Ladeeinrichtung
selbst sein, wie z. B. zu geringe Motorspannung, festlaufende
Lager, Ausfall eines Pumpenkolbens usw. Um solchen
Fällen Rechnung zu tragen, kann gemäß einer Weiterbildung der
Erfindung ein Signal zur Sicherheitsabschaltung des die Ladeeinrichtung
antreibenden Motors erzeugt werden, wenn eine vorbestimmte
Zeitspanne nach dem Ablauf der zulässigen Ladezeit
die Ladeeinrichtung noch nicht abgeschaltet ist. In ähnlicher
Weise kann eine Sicherheitsabschaltung des Motors erfolgen,
wenn die Ladeeinrichtung nach einer bestimmten Zeitspanne
nach dem Verstreichen der Anlaufzeit noch nicht läuft. Hiermit
wird verhindert, daß der Motor im Falle einer Blockierung
durchbrennt.
Es ist vorteilhaft, sowohl die Anlaufzeit als auch die Ladezeit
der Ladeeinrichtung zu überwachen, also zwei getrennte
Zeitschwellen für die Betriebszustände der Ladeeinrichtung
vorzugeben. Wenn dann zusätzlich noch ein Druckwarnschalter
wie in den bekannten Fällen verwendet wird, dann hat man
eine dreifache Sicherheit für die Überwachung. Fällt die
Überwachung der Anlaufzeit aus, dann greift immer noch die
Überwachung der Ladezeit, und nur dann, wenn auch die Ladezeitüberwachung
ausfällt, wirkt als letzte Notlösung die
Drucküberwachung durch den Warnschalter.
Aus DE-OS 26 59 567 ist zwar eine Anordnung zur Überwachung
der Energieversorgung einer druckmittelbetätigten Anlage,
z. B. einer Fahrzeugbremsanlage, im wesentlichen entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Allerdings wird
im Warnsignalgeber dieser bekannten Anordnung kein Zeitsignal
verarbeitet.
Die bekannte Überwachungseinrichtung nach DE-OS 29 06 897
weist einen Warnsignalgeber auf, der mit einer Verknüpfungseinrichtung
ausgestattet ist, welche auf ein den Betriebszustand
der Ladeeinrichtung anzeigendes Fühlsignal und mindestens
ein Zeitsignal anspricht und welche die Erzeugung
des Warnsignals veranlaßt, wenn beim Erscheinen des Zeitsignal
nach einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Einschaltbefehl
der Betriebszustand dem dann zu erwartenden Sollwert
nicht entspricht. Hierdurch wird die aus DE-OS 29 06 897
bekannte Anordnung dazu benutzt, die Druckänderungsgeschwindigkeit
in einem Tank zu messen und mit einem Grenzwert zu
vergleichen.
Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand
von Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in einem Blockschema die Energieversorgung einer
druckmittelbetätigten Anlagen und eine damit gekoppelte
Überwachungsanordnung;
Fig. 2 zeigt ein Logikschaltbild einer möglichen Ausführungsform
der Überwachungsanordnung;
Fig. 3 zeigt sehr schematisch den zeitlichen Verlauf des
Speicherdrucks der Energieversorgung bei verschiedenen
Bedingungen.
Im oberen Teil der Fig. 1 ist die Energieversorgung für eine
druckmittelbetätigte Anlage dargestellt, bei welcher es sich
z. B. um eine hydraulische Verstärkeranlage zur Kraftfahrzeugbremsung
handelt. Die Energieversorgung enthält einen
Druckspeicher 1, der durch einen Gasfülldruck vorgespannt
sei. Im Grunde ist es auch möglich, die Druckvorspannung durch
andere Mittel wie durch Verwendung eines Federspeichers zu
erreichen. Der Speicher 1 wird durch eine Förderpumpe 4 mit
Druckmittel (Hydraulikflüssigkeit) geladen. Das Druckmittel
kommt aus einem Sammelbehälter 2 und fließt von dort über
ein Filter 3, die Pumpe 4, weiteres Filter 5 und ein Rückschlagventil
6 zum Druckspeicher. Die Pumpe 4 wird durch
einen Motor 8 angetrieben, der durch eine Versorgungseinheit
9 mit elektrischer Energie versorgt wird. Ein Motorschutzschalter
10 dient zur Sicherheitsabschaltung des
Motors 8.
Der Speicher 1 ist mit einem Verbraucher 12 (KFZ-Bremsanlage)
verbunden, um letzteren mit Hydraulikenergie zu versorgen.
Der Verbraucher 12 schluckt bei jeder Betätigung durch
eine Betätigungseinrichtung (Bremspedal) 15 ein gewisses
Druckmittelvolumen, welches später im entspannten Zustand
über eine (nicht dargestellte) Rückführungsleitung wieder in
den Sammelbehälter 2 fließt. Mit dem Speicher 1 ist ferner
eine Schaltvorrichtung 13 verbunden, die einen ersten druckempfindlichen
Schalter 13 a enthält, der sich beim Absinken
des Speicherdrucks auf einen unteren Grenzwert p u schließt
und sich wieder öffnet, wenn der Speicherdruck einen oberen
Grenzwert p o erreicht. Durch das Schließen dieses Schalters
wird ein Einschaltbefehl erzeugt, der die Motor-Versorgungseinheit
9 veranlaßt, den Motor 8 einzuschalten, so daß die
Pumpe 4 Druckmittel in den Speicher 1 fördert, um ihn aufzuladen.
Öffnet sich der Schalter 13 a beim Erreichen des oberen
Grenzdrucks p o, dann wird ein Ausschaltbefehl erzeugt, der
die Motor-Versorgungseinheit 9 veranlaßt, den Motor 8 wieder
abzuschalten. Zwischen dem Speicher und dem Einlaß der Pumpe
4 befindet sich ein Sicherheitsventil 14, welches sich öffnet,
wenn der Speicherdruck eine obere Sicherheitsschwelle
überschreitet. In diesem Zustand des Ventils 14 kann der
Speicherdruck nicht weiter ansteigen.
Die verschiedenen Überwachungs- und Steuerfunktionen für den
Betrieb der Hydraulikanlage werden beim hier zu beschreibenden
Ausführungsbeispiel durch logische Schaltungen realisiert,
die auf binäre Logiksignale mit jeweils zwei möglichen Pegeln
"hoch" und "niedrig" (bzw. "1" und "0") ansprechen. Als Zwischenglied
zwischen der Hydraulikanlage und der Überwachungsanordnung
ist daher eine Koppelelektronik 20 vorgesehen, welche
den Betriebszustand der Hydraulikanlage anzeigende Fühlsignale
empfängt und daraus entsprechende Binärsignale ableitet,
die von den Logikschaltungen der Überwachungsanordnung
verarbeitet werden können. So empfängt die Koppelelektronik
20 vom druckempfindlichen Schalter 13 a über eine Leitung
1 ein den Betriebszustand dieses Schalters anzeigendes Signal
und entwickelt daraus ein Binärsignal L, welches hohen Pegel
hat (d. h. "vorhanden" ist), wenn der Schalter 13 a geschlossen
ist, und niedrigen Pegel hat ("nicht vorhanden" ist),
wenn der Schalter geöffnet ist. Die Vorderflanke dieses Signals
L, die beim Erreichen des unteren Grenzdrucks p u im
Speicher 1 erscheint, ist der Einschaltbefehl für die aus
Motor 8 und Pumpe 4 bestehende Ladeeinrichtung. Im Normalfall
bleibt die Ladeeinrichtung so lange eingeschaltet, wie
das Signal L hoch ist. Wenn das Signal L beim Erreichen des
oberen Grenzdrucks p o niedrig wird (d. h. "verschwindet"),
soll die Ladeeinrichtung ausgeschaltet werden. Die Rückflanke
des Signals L (bzw. die Vorderflanke der z. B. in der Versorgungseinheit
9 invertierten Version dieses Signals) ist also
der Ausschaltbefehl für die Ladeeinrichtung. Gemäß der Fig. 1
wird dieses Ladesignal L von der Motor-Steuereinheit 9 empfangen,
welche die jeweils geforderte Ein- und Ausschaltung
des Motors 8 und damit der Ladeeinrichtung vornimmt.
Die Vorderflanke des Signals L wird jeweils von einem Flankendetektor
21 gefühlt, der daraufhin einen kurzen Impuls R
liefert, welcher gleichbedeutend mit dem Einschaltbefehl ist
und außerdem verschiedene Rückstellfunktionen in der noch zu
beschreibenden Überwachungsanordnung übernimmt.
Die Überwachungsanordnung besteht im dargestellten Fall aus
einer logischen Verknüpfungseinrichtung 100 und einem Zeitsignalgeber
200. An der Verknüpfungseinrichtung 100 sind verschiedene
Fühlsignaleingänge zum Empfang des Ladesignals L
und weiterer Fühlsignale P w, F, D, A und M eingezeichnet.
Ferner sind mehrere Zeitsignaleingänge zum Empfang verschiedener
Zeitsignale T 1, T 2, T 3 und T 4 vom Zeitsignalgeber dargestellt.
Wie weiter unten noch erläutert werden wird, sind
nicht unbedingt alle gezeigten Fühlsignaleingänge und Zeitsignaleingänge
erforderlich; je nach Ausführungsform der
Erfindung kann man auch mit weniger oder gar jeweils nur
einem Fühlsignal und Zeitsignal auskommen.
Das Signal B ist ein Betätigungs-Meldesignal, welches über
die Koppelelektronik von der Betätigungsvorrichtung 15 des
Verbrauchers 12 abgeleitet wird. Bei jeder Verbraucherbetätigung
(Bremsung) empfängt die Koppelelektronik 20 über die
Leitung b ein entsprechendes Aktivierungssignal (z. B. vom
Bremslichtschalter), um daraufhin als Signal B einen Impuls
hohen Pegels zu erzeugen.
Das Signal F wird über die Koppelelektronik 20 von einem Fühler
31 abgeleitet, der an der Druckmittelleitung ausgangsseitig
der Förderpumpe 4 angeordnet ist. Der Fühler 31 kann
irgendein geeigneter Durchflußdetektor sein. Wird Volumen gefordert,
dann beaufschlagt der Fühler 31 über die Leitung f
die Koppelelektronik 20, die daraufhin ein "Fördersignal"
an die Verknüpfungseinrichtung 100 liefert. Dieses Fördersignal
hat hohen Pegel, solange die Pumpe 4 Volumen fördert.
Das Signal D wird über die Koppelelektronik 20 von einem Fühler
32 abgeleitet, der an der Pumpenwelle 7 angeordnet ist,
alternativ aber auch an der Motorwelle angebracht sein kann.
Dieser Fühler stellt fest, ob sich die Welle 7 dreht oder
nicht und liefert über die Leitung d ein entsprechendes Signal
an die Koppelelektronik. Das daraufhin von der Koppelelektronik
entwickelte "Pumpenwellen-Fühlsignal" D hat hohen
Pegel, wenn und solange sich die Pumpenwelle 7 dreht.
Das Signal A wird über die Koppelelektronik 20 von der Motor-
Versorgungseinheit 9 abgeleitet. Innerhalb der Einheit
9 befindet sich ein Fühlgerät, welches feststellt, ob der
Motor 8 angelaufen ist. Diese Feststellung kann z. B. anhand
einer Stromkreismessung am Motor getroffen werden. So wäre
es möglich, durch Abfrage die vorübergehende Anlaufstromspitze
nach dem Einschalten des Motors zu erfassen. Eine
andere Möglichkeit wäre eine durch Tastung vorzunehmende
Messung der Generatorspannung des Motors oder die Verwendung
eines Abreißoszillators. Das Fühlgerät könnte auch eine Einrichtung
sein, welche die an den Kollektorstoßstellen des
Motors entstehenden Impulse auswertet, deren Folgefrequenz
proportional der Motordrehzahl mal der Anzahl der Kollektorteilungen
ist. Meldet das Fühlgerät den stattgefundenen Anlauf
des Motors, dann wird über die Leitung a ein entsprechendes
Anzeigesignal an die Koppelelektronik 20 geliefert,
welche daraufhin als Signal A einen kurzen "Anlauf-Anzeigeimpuls"
hohen Pegels an die Verknüpfungseinrichtung 100
sendet.
Das Signal M wird über die Koppelelektronik 20 ebenfalls von
der Motor-Versorgungseinheit 9 abgeleitet. Innerhalb der Einheit
9 befindet sich ein Fühlgerät, welches feststellt, ob der
Motor unter normaler Belastung läuft. Dieses Gerät kann z. B.
ebenfalls auf der Grundlage einer Auswertung der an den Kollektorstoßstellen
auftretenden Impulse arbeiten oder ein elektrischer
Leistungsmesser sein und liefert ein entsprechendes Anzeigesignal
über die Leitung m an die Koppelelektronik 20. Abhängig
davon erzeugt die Koppelelektronik das "Motorbetriebssignal"
M, welches hohen Pegel hat, wenn und solange der Motor
unter normaler Belastung läuft.
Das Signal P w schließlich wird über die Koppelelektronik 20
von einem druckempfindlichen Schalter 13 b innerhalb der
Schaltvorrichtung 13 abgeleitet. Dieser Schalter 13 b öffnet
sich nur dann, wenn der im Speicher 1 herrschende Druck eine
untere Warnschwelle p w unterschreitet, die tiefer liegt als
der untere Grenzdruck p u, bei welchem der Schalter 13 a zur
Einschaltung der Ladeeinrichtung schließt. Den geöffneten
Zustand des Schalters 13 b erkennt die Koppelelektronik 20
über die Leitung p w, um daraufhin das "Warndrucksignal" P w
zu erzeugen. Dieses Signal hat hohen Pegel, wenn und solange
der Speicherdruck die Warnschwelle p w unterschreitet.
Der Zeitsignalgeber 200 empfängt den mit dem Einschaltbefehl
gleichbedeutenden Rückstellimpuls R und das Betätigungs-
Meldesignal B. Der Geber 200 wird durch den Rückstellimpuls
R zurückgestellt und kurz darauf gestartet, um anschließend
nach jeweils festgelegten Zeitspannen aufeinanderfolgend
vier Zeitsignale T 1, T 2, T 3 und T 4 zu erzeugen. Die Zeitsignale
erscheinen in Form kurzer Impulse nacheinander an
vier verschiedenen Ausgängen des Gebers 200 und werden an den
vier Zeitsignaleingängen der Verknüpfungseinrichtung 100 empfangen.
Die Verknüpfungseinrichtung 100 verknüpft die Fühlsignale
L, F, D, A, M und Pw unter Mitverwendung des Rückstellimpulses
R in der nachstehend beschriebenen Weise mit den Zeitsignalen
T 1, T 2, T 3 und T 4, um ein Warnsignal W an eine Warneinrichtung
300 zu liefern und gegebenenfalls ein Signal S
zur Sicherheitsabschaltung des Motors 8 zu erzeugen, wenn
nach dem Einschaltbefehl bestimmte Sollzustände der Hydraulikanlage
nicht innerhalb vorgegebener Zeitspannen erreicht
werden. Die Art der Verknüpfung und auch die Erzeugung der
Zeitsignale sei anhand der Fig. 2 erläutert, welche ein mögliches
logisches Schaltschema für die Verknüpfungseinrichtung
100, den Zeitsignalgeber 200 und die Warneinrichtung 300 zeigt.
Der Zeitsignalgeber 200 enthält einen Zähler 210, der an seinem
Zähleingang Z über ein UND-Glied 220 durch Zähl- oder
Taktimpulse C beaufschlagbar ist, die von einem Taktgeber
230 kommen. Der Zähler 210 zähle die empfangenen Taktimpulse
und ist mit mehreren Ausgängen 211 bis 214 versehen, die
beim Erreichen vorbestimmter Zählwerte erregt werden. Die
Taktimpulse C haben gleichmäßige Frequenz, so daß der Zähler
210 als Zeitzähler wirkt. Die an den einzelnen Zählerausgängen
erscheinenden Signale zeigen also jeweils das Verstreichen
einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Zählbeginn
an. Die Zeitsignalausgänge T 1 und T 2 sind jeweils direkt
mit dem Zählerausgang 211 bzw. 212 verbunden. Der Zeitsignalausgang
T 3 ist zwischen drei verschiedenen Zählerausgängen
213, 213 a und 213 b umschaltbar. In ähnlicher Weise ist der
Zeitsignalausgang T 4 zwischen drei verschiedenen Zählerausgängen
214, 214 a und 214 b umschaltbar. Für die weitere Beschreibung
sei zunächst angenommen, daß der Zeitsignalausgang
T 3 mit dem Zählerausgang 213 verbunden ist und daß der
Zeitsignalausgang T 4 mit dem Zählerausgang 214 verbunden ist.
Wenn der Druck im Speicher 1 auf den unteren Grenzdruck p u
abgesunken ist, schließt sich der Schalter 13 a in der Schaltvorrichtung
13 (Fig. 1), so daß die Koppelelektronik 20 das
Signal L mit hohem Pegel erzeugt. Das Signal L gelangt unter
anderem zur Motor-Versorgungseinheit 9 und hat im ordnungsgemäßen
Zustand der Anlage zur Folge, daß der Motor 8 und damit
die Förderpumpe 4 eingeschaltet wird. Die Vorderflanke
des Signals L läßt den Flankendetektor 21 ansprechen, so daß
dieser den Rückstellimpuls R erzeugt. Der Rückstellimpuls R
wird am Rückstelleingang R des Zählers 210 empfangen, um den
Zähler auf Null zurückzusetzen. Der Rückstellimpuls R wird
außerdem an den Setzeingang eines Setz/Rücksetz-Flipflops
(S/R-Flipflop) 221 im Zeitgeber 200 gelegt, so daß dieses
Flipflop gesetzt wird und nach kurzer Schaltverzögerung an
seinem Q-Ausgang ein Signal hohen Pegels an das UND-Glied
220 liefert. Hiermit können die Taktimpulse C zum Zähleingang
Z des Zählers 210 gelangen, so daß der Zähler kurz nach seiner
Rückstellung von Null startend zu zählen beginnt. Nach
Verstreichen einer vorbestimmten ersten Zeitspanne T₁ wird
der Zählerausgang 211 kurzzeitig erregt, so daß das Signal
T 1 in Form eines kurzen Impulses erzeugt wird. Der Zählerausgang
211 ist so gewählt, daß die bis zu seiner Erregung verstreichende
Zeit etwa gleich der normalen Anlaufzeit der aus
Motor 8 und Pumpe 4 bestehenden Ladeeinrichtung ist (wenige
Sekunden). Nach weiteren Intervallen werden in ähnlicher
Weise nacheinander die Zählerausgänge 212, 213 und 214 erregt,
um die Zeitsignale T 2, T 3 und T 4 jeweils als kurze Impulse
zu erzeugen. Diese Zählerausgänge sind so ausgewählt,
daß das Zeitsignal T 2 nach einer Zeit erscheint, die der Motor
8 im Blockierungsfall ohne Durchbrennen übersteht (wenige
Sekunden nach T 1). Der Zählerausgang 213 ist so gewählt,
daß das Zeitsignal T 3 nach einer Zählzeit erscheint, die
gleich der zulässigen Ladezeit ist, welche bei ordnungsgemäß
funktionierender Anlage maximal benötigt wird, um den Speicher
vom unteren Grenzdruck p u bis zum oberen Grenzdruck p o nachzuladen.
Diese Zeit hängt von den Konstruktionsmerkmalen der
Energieversorgungslage ab und kann je nach Ausbildung oder
Einsatzart der Anlage von einigen zehn Sekunden bis in die
Größenordnung von Minuten reichen. Der Zählerausgang für das
Zeitsignal T 4 ist so gewählt, daß dieses Zeitsignal erscheint,
wenn nach dem Signal T 3 ein Intervall verstrichen ist, das der
gegen Dauerlast arbeitende Motor noch ohne Schaden übersteht.
Das letzterzeugte Zeitsignal (T 4 im vorliegenden Fall) wird
unter anderem dazu verwendet, den Zähler 210 anzuhalten.
Hierzu wird dieses Zeitsignal (nötigenfalls über eine Kurzzeit-
Verzögerungseinrichtung 223 für einige Millisekunden)
auf den Rücksetzeingang R des Flipflops 221 gegeben werden,
so daß dieses Flipflop zurückgesetzt wird und sein dadurch
niedrig werdender Q-Ausgang das UND-Glied 220 sperrt. Damit
wird die weitere Zuführung von Taktimpulsen C an den Zähleingang
Z des Zählers 210 unterbunden, so daß der Zähler
nicht weiterzählt.
Das Anlauf-Zeitsignal T 1 wird innerhalb der Verknüpfungseinrichtung
100 über ein ODER-Glied 102 auf jeweils einen Eingang
von vier UND-Gliedern 121, 122, 123 und 124 gegeben.
Das UND-Glied 121 empfängt an einem zweiten, invertierenden
Eingang das Signal vom Q-Ausgang eines S/R-Flipflops 120,
dessen Setzeingang den Anlauf-Anzeigeimpuls A von der Koppelelektronik
20 empfängt. Das Flipflop 120 wird durch den Anlauf-
Anzeigeimpuls gesetzt, so daß sein Q-Ausgang ab dem Erscheinen
dieses Impulses hohen Pegel hat. Dieser Pegel bleibt
hoch, bis beim erneuten Einschalten der Ladeeinrichtung der
dann erzeugte nächste Rückstellimpuls R das Flipflop 120 zurücksetzt.
Das UND-Glied 122 empfängt an einem zweiten, invertierenden
Eingang das Motorbetriebssignal von der Koppelelektronik
20. In ähnlicher Weise empfängt das Glied 123 an
einem invertierenden Eingang das Pumpenwellen-Fühlsignal D,
während das Glied 124 an einem invertierenden Eingang das
Fördersignal F empfängt.
Haben beim Erscheinen des Anlauf-Zeitsignals T 1 alle Signale
A, M, D, F hohen Pegel, dann zeigt dies an, daß die Ladeeinrichtung
ordnungsgemäß angelaufen ist, weil der Motor angelaufen
ist (A=hoch) und unter normaler Belastung läuft
(M=hoch) und weil sich die Pumpenwelle dreht (D=hoch)
und weil Volumen gefördert wird (F=hoch). In diesem Fall
bleiben alle UND-Glieder 121, 122, 123 und 124 gesperrt, so
daß von dieser Seite her keine weitere Schaltoperation ausgelöst
wird. Hat hingegen mindestens eines der Signale A, M,
D und F keinen hohen Pegel, dann schaltet das betreffende
der UND-Glieder 121 bis 124 beim Erscheinen des Zeitsignals
T 1 durch, so daß ein nachfolgendes ODER-Glied 130 anspricht
und an seinem Ausgang ein Warnsignal W erzeugt. Das Warnsignal
W erscheint also, wenn die Ladeeinrichtung beim Auftreten
des Zeitsignals T 1 nicht ordnungsgemäß angelaufen ist.
Es kann erwünscht sein, eine Sicherheitsabschaltung des Motors
8 vorzunehmen, wenn die Ladeeinrichtung beim Erscheinen
des kurze Zeit später auftretenden Zeitsignals T 2 immer noch
nicht angelaufen ist. Aus diesem Grund wird auch das Zeitsignal
T 2 über das ODER-Glied 102 auf die ersten (nicht-invertierenden)
Eingänge der UND-Glieder 121 bis 124 gekoppelt.
Das Warnsignal am Ausgang des ODER-Glieds 130 erscheint also
zum zweiten Mal, wenn beim Auftreten des Zeitsignals T 2 die
Ladeeinrichtung immer noch nicht ordnungsgemäß angelaufen ist.
Ein UND-Glied 142, welches an einem ersten Eingang das Warnsignal
W und an einem zweiten Eingang das Zeitsignal T 2 empfängt,
spricht in diesem Fall an und liefert über ein ODER-
Glied 150 ein Sicherheitsabschaltsignal S, welches den Motorschutzschalter
10 (Fig. 1) öffnet. Das Öffnen des Sicherheitsschalters
10 kann durch eine Warnlampe oder ein akustisches
Signal angezeigt werden, z. B. unter Steuerung durch die den
Motorschutzschalter betätigende Einrichtung 11 (Fig. 1).
Damit die Sicherheitsabschaltung funktioniert, muß sichergestellt
sein, daß das Warnsignal W und das Zeitsignal T 2 zeitlich
koinzident an den Eingängen des UND-Glieds 142 erscheinen.
Wenn die Zeitsignale sehr kurze Impulse sind, dann kann
diese Koinzidenz infolge von Schaltverzögerungen in den Gliedern
102, 121 bis 124, 130 verlorengehen. Aus diesem Grund
ist es vorteilhaft, für eine ausreichend lange Impulsdauer
der Zeitsignale zu sorgen. Dies kann man entweder durch Wahl
einer möglichst niedrigen Zählfrequenz erreichen oder dadurch,
daß man den Zählerausgängen jeweils einen entsprechenden Impulsformer
nachschaltet, wie sie in der Zeichnung mit den
Blöcken 261, 262, 263 und 264 angedeutet sind.
Das Zeitsignal T 3, welches nach dem Ablauf der zulässigen maximalen
Ladezeit vom Zähler 210 erzeugt wird, gelangt innerhalb
der Verknüpfungseinrichtung 100 über ein ODER-Glied 101
zu jeweils einem ersten Eingang von drei UND-Gliedern 111,
112 und 113. Die zweiten Eingänge dieser UND-Glieder empfangen
das Ladesignal L, das Motorbetriebssignal M und das Pumpenwellen-
Fühlsignal D. Hat beim Erscheinen des Lade-Zeitsignals
T 3 keines der Signale L, M und D hohen Pegel, dann
heißt dies, daß die Ladeeinrichtung am Ende der zulässigen
maximalen Ladezeit nicht mehr arbeitet. In diesem Fall bleiben
die UND-Glieder 111, 112 und 113 gesperrt. Hat jedoch
eines der Signale L, M und D zum Zeitpunkt des Erscheinens
des Zeitsignals T 3 hohen Pegel, dann zeigt dies, daß die
Ladeeinrichtung am Ende der zulässigen Ladezeit noch nicht
abgeschaltet ist. In diesem Fall wird eines der UND-Glieder
111, 112, 113 durchgeschaltet, so daß das nachgeschaltete
ODER-Glied 130 ein Warnsignal W erzeugt, wie es für einen
solchen Fall erwünscht ist. Auch hier kann eine Sicherheitsabschaltung
des Motors 8 zweckmäßig sein, wenn die Ladeeinrichtung
noch längere Zeit nach dem Ablauf der zulässigen
Ladezeit weiterläuft. Ist z. B. der obere Grenzdruck p o
überschritten und läuft die Ladeeinrichtung dennoch dauernd
weiter, dann arbeitet der Motor 8 gegen Dauerlast. Um ihn
in diesem Fall vor einer Schädigung zu bewahren und rechtzeitig
abzuschalten, wird den ersten Eingängen der UND-Glieder
111, 112 und 113 über das ODER-Glied 101 auch das Zeitsignal
T 4 angelegt. Wenn beim Erscheinen dieses Zeitsignals die
Ladeeinrichtung noch läuft, schaltet mindestens eines dieser
UND-Glieder durch, so daß wiederum ein Warnsignal W am
Ausgang des ODER-Glieds 130 erzeugt wird. Ein das Warnsignal
W und das Zeitsignal T 4 empfangendes UND-Glied 141 schaltet
durch, wenn ein Warnsignal W zeitlich koinzident mit dem
Zeitsignal T 4 erscheint. Diese Durchschaltung des UND-Glieds
141, die besagt, daß die Ladeeinrichtung auch zum Zeitpunkt
T 4 noch weiterläuft, bewirkt über das ODER-Glied 150 die
Sicherheitsabschaltung des Motors 8. Diese Sicherheitsabschaltung
tritt auch dann in Aktion, wenn die Ladeeinrichtung extrem
schlecht fördert, etwa infolge zu geringer Motorspannung,
festlaufender Lager oder Ausfalls eines Pumpenkolbens.
Zweckmäßig ist es, ein Warnsignal W auch dann zu erzeugen,
wenn der Speicherdruck die untere Warnschwelle p w unterschreitet.
Zu diesem Zweck wird bei der dargestellten Ausführungsform
auch das entsprechende Warndrucksignal P w auf das ODER-
Glied 130 gegeben.
Das Warnsignal W gelangt an eine Warneinrichtung 300, worin
es den Setzeingang eines S/R-Flipflops 310 beaufschlagt, so
daß der Q-Ausgang dieses Flipflops hohen Pegel bekommt und
eine Warnanzeige 320 wie z. B. eine Lampe erregt. Das Flipflop
310 wird durch den Rückstellimpuls R zurückgesetzt und die
Anzeige 320 erlischt, wenn ein erneuter Einschaltbefehl für
die Ladeeinrichtung von der Schaltvorrichtung 13 kommt. So
läßt sich eine nur vorübergehende, einmalige Störung (einmaliges
Aufleuchten und Wiedererlöschen) unterscheiden von
einer ernsthafteren Dauerstörung (wiederholtes Aufleuchten).
Wenn in jedem Fall eine Daueranzeige gewünscht wird, kann
auf das Anlegen des Rückstellimpulses R an das Flipflop 310
verzichtet und stattdessen eine einfache Anfangsrückstellung
vorgesehen werden.
Wenn während der Ladezeit starke und/oder häufige Verbraucherbetätigungen
vorkommen, dann wird die zulässige Ladezeit unter
Umständen überschritten werden, ohne daß irgendeine Störung
vorliegt. In diesem Fall würde ungerechtfertigterweise
ein Warnsignal erzeugt werden. Um dies zu verhindern, sind in
der Überwachungsanordnung Maßnahmen getroffen, welche die Abgabe
eines Warnsignals unterbinden, wenn nach dem Einschaltbefehl
eine Verbraucherbetätigung begonnen wurde. Eine entsprechende
Maßnahme besteht im dargestellten Falle darin, daß
der Rücksetzeingang R des im Zeitgeber 200 enhaltenen Flipflops
221 neben dem (eventuell verzögerten) Zeitsignal T 4
über das ODER-Glied 222 auch das Betätigungs-Meldesignal B
empfängt. Erfolgt nach dem Einschaltbefehl, d. h. nach dem
Zählbeginn des Zählers, eine Verbraucherbetätigung, dann setzt
das Signal B das Flipflop 221 zurück, wodurch der hohe Pegel
vom Q-Ausgang dieses Flipflops verschwindet und das UND-Glied
220 gesperrt wird. Der Zähler 210 bleibt dann stehen, es werden
keine weiteren Zeitsignale und damit keine Warnsignale
mehr erzeugt, bis der Zähler mit dem nächsten Einschaltbefehl
wieder von 0 losläuft. In alternativer Ausführungsform kann man
auch einige Verbraucherbetätigungen zulassen, ohne die Abgabe
von Warnsignalen zu sperren. In diesem Fall wäre an den Eingang
des ODER-Glieds 222 statt des Betätigungs-Meldesignals B
ein anderes Meldesignal B n zu legen, welches von einer (nicht
dargestellten) Zähleinrichtung erzeugt wird, wenn nach dem
Einschaltbefehl eine vorbestimmte Höchstanzahl von Verbraucherbetätigungen
gemeldet wurde. Die zulässige Ladezeit wäre dann
entsprechend zu verlängern, d. h. die Zeitsignale T 3 und T 4
wären von entsprechend höherwertigen Ausgängen des Zählers
210 abzuleiten.
Wie weiter oben bereits erwähnt wurde, ist es wünschenswert,
die zulässige Ladezeit abhängig von der Temperatur ϑ zu verstellen.
Bei etwa 20°C ist die Ladezeit für den Speicher normalerweise
nur etwa halb so lang wie bei sehr hohen und sehr
niedrigen Temperaturen. Um die Zeitpunkte für die Erzeugung
der Zeitsignale T 3 und T 4 abhängig von der Temperatur jeweils
entsprechend einzustellen, ist in der Fig. 2 eine Schaltvorrichtung
250 mit Kontakten k₁ und k₂ dargestellt, welche die
Zeitsignalausgänge für T 3 und T 4 abhängig von der Temperatur
mit verschiedenen Zählerausgängen verbinden. Bei mittleren
Temperaturen (z. B. 0°C bis 30°C) stellt die Umschaltvorrichtung
250 die Kontakte k₁ und k₂ auf niedrigerwertige Zählerausgänge
213 b bzw. 214 b, da bei diesen Temperaturen die Ladezeit
am kürzesten ist. In einem etwas höheren und einem etwas
niedrigeren Temperaturbereich (z. B. 0°C bis -20°C und 30°C
bis 70°C) stellt die Umschaltvorrichtung 250 die Kontakte k₁
und k₂ auf die höherwertigen Zählausgänge 213 bzw. 214 (wie
dargestellt), und bei sehr hohen und sehr niedrigen Temperaturen
(unterhalb -20°C und oberhalb 70°C) werden die Kontakte
auf die noch höherwertigen Zählerausgänge 213 a und 214 a gestellt,
da dann die Ladezeit am längsten ist. Eine Umschaltung
in drei Stufen reicht im allgemeinen aus; im Bedarfsfall
können jedoch auch mehr Temperaturschaltstufen vorgesehen werden.
Die vorstehen genannten Temperaturbereiche bzw. -grenzen
sind nur Beispiele; in der Praxis muß man sich nach der für die
jeweilige Anlage geltende Pumpen/Speicher-Kennlinie (Ladezeit=
f (ϑ) ) richten.
Die Fig. 3 veranschaulicht mit verschiedenen Kurven 1 bis 7
den zeitlichen Verlauf des Speicherdrucks während des Ladevorgangs
unter verschiedenen Bedingungen. Die Kurven sind sehr
schematisch dargestellt; in Wirklichkeit verlaufen sie gekrümmt.
Ferner sind die Zeitpunkte t₁, t₂, t₃ und t₄ für die
Erzeugung der Zeitsignale T 1 bis T 4 eingezeichnet. Zum Zeitpunkt
t₀ sei gerade der untere Grenzdruck p u erreicht, so daß
die Ladeeinrichtung eingeschaltet wird.
Die Kurve 1 zeigt den Fall, daß die Ladeeinrichtung sehr gut
arbeitet und keine Verbraucherbetätigung während der Einschaltdauer
erfolgt. Der obere Grenzdruck p o wird sehr früh
vor dem Zeitpunkt t₃ erreicht, so daß kein Warnsignal erzeugt
wird.
Die Kurve 2 veranschaulicht den Fall, daß die Ladeeinrichtung
sehr gut arbeitet und daß während der Einschaltdauer der Ladeeinrichtung
zwei Verbraucherbetätigungen erfolgen. Auch hier
wird der obere Grenzdruck p o sehr früh vor dem Zeitpunkt t₃
erreicht.
Die Kurve 3 zeigt den Fall, daß zum Zeitpunkt t₀ gerade eine
Verbraucherbetätigung mit großer Volumenentnahme im Gang ist
und daß die Ladeeinrichtung gut arbeitet. Auch in diesem Fall
unterbleibt ein Warnsignal, weil der obere Grenzdruck p o vor
dem Zeitpunkt t₃ erreicht wird.
Die Kurve 4 veranschaulicht den Fall, daß die Ladeeinrichtung
schlecht arbeitet (geringes Fördervolumen) und daß der Motor
der Förderpumpe beim Erreichen des oberen Grenzdrucks p o nicht
abschaltet. Der Grenzdruck wird zwar vor dem Zeitpunkt t₃ erreicht,
die Ladeeinrichtung läuft jedoch weiter. Zum Zeitpunkt
t₃ wird daher das Warnsignal ausgelöst und zum Zeitpunkt t₄
erfolgt eine Sicherheitsabschaltung des Motors.
Im Falle der Kurve 5 arbeitet die Ladeeinrichtung so schlecht
(zu geringes Fördervolumen und/oder zu große Leckage-Verluste),
daß der obere Grenzdruck p o zum Zeitpunkt t₃ nicht erreicht
ist. Daher wird zu diesem Zeitpunkt das Warnsignal ausgelöst.
Arbeitet zum Zeitpunkt t₄ die Ladeeinrichtung immer noch,
dann wird die Sicherheitsabschaltung ausgelöst.
Die Kurve 6 zeigt den Fall, daß die Ladeeinrichtung nicht eingeschaltet
wird (z. B. Ausfall von Motor oder Pumpe). Dies wird
durch die Anlaufüberwachung festgestellt, so daß die Verknüpfungseinrichtung
zum Zeitpunkt t₁ das Warnsignal erzeugt. Ferner
erfolgt zum Zeitpunkt t₂ die Sicherheitsabschaltung. Auch
wenn diese Anlaufüberwachung ausfällt, wird zum Zeitpunkt t₃
ein Warnsignal erzeugt, weil dann der obere Grenzdruck p o
nicht erreicht ist (d. h. das Ladesignal L ist noch hoch).
Die Kurve 7 schließlich zeigt den Fall, daß bei Erreichung
des unteren Grenzdrucks p u zum Zeitpunkt t₀ die Ladeeinrichtung
nicht anläuft und im weiteren Verlauf mehrere volumenschluckende
Verbraucherbetätigungen erfolgen. In dieser Situation
wird zum Zeitpunkt t₁ ein Warnsignal erzeugt, zum
Zeitpunkt t₂ wird die Sicherheitsabschaltung vorgenommen,
zu irgendeinem Zeitpunkt zwischen t₂ und t₃ wird die untere
Druckwarnschwelle p w unterschritten, so daß wiederum ein Warnsignal
erzeugt wird, und zum Zeitpunkt t₃ erscheint schließlich
noch ein Warnsignal, da der Speicherdruck den oberen
Grenzdruck p o nicht erreicht hat.
Aus der Fig. 3 ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäße
Überwachungsanordnung zusätzliche Sicherheit in mehrerer Hinsicht
bietet. Zum einen werden Störungen wie z. B. schlechte
Förderleistung der Ladeeinrichtung (Kurve 5) und unerwünschter
Dauerbetrieb der Ladeeinrichtung (Kurve 4) erkannt, bevor
sie zu kritischen Zuständen führen. Zum anderen werden
ernsthafte Fehler wie ein Ausfall der Ladeeinrichtung bereits
zu einem sehr frühen Zeitpunkt t₁ erkannt, bevor die untere
Druckwarnschwelle p w unterschritten wird. Schließlich können
durch die Zeitschwellen t₂ und t₄, die für eine Sicherheitsabschaltung
gesetzt sind, Schäden am Motor der Ladeeinrichtung
verhindert werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden
vier verschiedene Zeitschwellen (Zeitsignale T 1 bis T 4) für
die Betriebszustände der Ladeeinrichtung gesetzt. Es kann jedoch
bereits genügen, nur eine einzige Zeitschwelle, nämlich
die für den Ladevorgang maximal zulässige Zeit vorzugeben
und nur dann ein Warnsignal zu erzeugen, wenn diese Zeit überschritten
wird. In diesem Fall vereinfacht sich die Überwachungsanordnung
beträchtlich. Auch braucht man für die
Überwachung nicht unbedingt alle vorstehend beschriebenen
Fühlsignale. Für die Anlaufüberwachung kann es z. B. ausreichend
sein, nur das Fördersignal F (oder das Anlauf-
Anzeigesignal A oder das Motorbetriebssignal M oder das Pumpenwellen-
Fühlsignal D) zu verwenden. Für die Ladezeitüberwachung
kann die Verwendung des Ladesignals L (oder des
Motorbetriebsignals M oder des Pumpenwellen-Fühlsignals D)
ausreichend sein. Die praktische Realisierung wird davon abhängen,
welche der Signale am ehesten verfügbar sind oder am
leichtesten abgeleitet werden können. Die gleichzeitige Verwendung
mehrerer Signale kann aber auch vorteilhaft sein, weil
es dann möglich ist, die für die Erzeugung eines Warnsignals
verantwortlichen Störungen oder Fehler zu spezifizieren. So
kann z. B. der Ausgang jedes der UND-Glieder 111 bis 113 und
121 bis 124 mit einer gesonderten Anzeigevorrichtung gekoppelt
sein, die beim Durchschalten des betreffenden Glieds für längere
Dauer eingeschaltet wird, um auf den jeweiligen Grund des
Warnsignals hinzudeuten.
Die Überwachungsanordnung kann auch durch andere Mittel als
die dargestellten Logikschaltungen realisiert werden. So ist
es z. B. möglich, einen Mikroprozessor derart zu programmieren,
daß er die Schaltfunktionen des Zeitsignalgebers und der Verknüpfungseinrichtung
übernimmt.
Claims (16)
1. Anordnung zur Überwachung der Energieversorgung einer
druckmittelbetätigten Anlage, insbesondere zur Fahrzeugbremsung,
mit einem Druckspeicher, der eingangsseitig
an eine Ladeeinrichtung und ausgangsseitig an einen
zu betätigenden Verbraucher angeschlossen ist, und mit
einer druckempfindlichen Schaltvorrichtung, die beim
Absinken des Speicherdrucks auf eine untere Grenze einen
Einschaltbefehl gibt, um die Ladeeinrichtung zur Nachladung
des Speichers einzuschalten, und die beim Erreichen
einer oberen Grenze des Speicherdrucks einen Ausschaltbefehl
zum Ausschalten der Ladeeinrichtung gibt,
und mit einem Warnsignalgeber, der ein den Betriebszustand
mindestens einer Komponente der Energieversorgung
anzeigendes Fühlsignal empfängt und ein Warnsignal erzeugt,
wenn das Fühlsignal auf einen Fehlbetrieb der
Energieversorgung hindeutet, dadurch gekennzeichnet,
daß der Warnsignalgeber eine
Verknüpfungseinrichtung (100) aufweist, welche auf ein
den Betriebszustand der Ladeeinrichtung (4, 8) anzeigendes
Fühlsignal (z. B. L) und mindestens ein Zeitsignal
anspricht und welche die Erzeugung des Warnsignals (W)
veranlaßt, wenn beim Erscheinen eines Zeitsignals (z. B.
T 3) nach einer vorbestimmten Zeitspannt (t₃) ab dem Einschaltbefehl
der Betriebszustand der Ladeeinrichtung dem
dann zu erwartenden Sollzustand nicht entspricht.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die vorbestimmte Zeitspanne (t₃) gleich der zulässigen
Ladezeit ist, die bei ordnungsgemäß funktionierender
Energieversorgung maximal benötigt wird, um den Speicher
(1) von der unteren bis zur oberen Druckgrenze nachzuladen,
und daß die Verknüpfungseinrichtung die Erzeugung
des Warnsignals (W) veranlaßt, wenn nach Verstreichen
dieser Zeitspanne ab dem Einschaltbefehl ein die Ausschaltung
der Ladeeinrichtung (4, 8) anzeigendes Fühlsignal
noch nicht erschienen ist.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das die Ausschaltung der Ladeeinrichtung (4, 8) anzeigende
Fühlsignal der Ausschaltbefehl ist (L→niedrig).
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das die Ausschaltung der Ladeeinrichtung (4, 8) anzeigende
Fühlsignal ein Ausgangssignal (M; D) einer Fühleinrichtung
(9; 32) ist, die feststellt, ob der Motor
(8) der das Druckmittel in den Speicher fördernden Pumpe
(4) läuft oder nicht und/oder ob die Welle (7) der
Förderpumpe sich dreht oder nicht.
5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verknüpfungseinrichtung (100) die Erzeugung des
Warnsignals (W) veranlaßt, wenn nach einer vorbestimmten
Zeitspanne (t₁) ab dem Einschaltbefehl, die etwa gleich
der normalen Anlaufzeit der Ladeeinrichtung (4, 8) ist,
ein den Betriebszustand der Ladeeinrichtung anzeigendes Fühlsignal
(A; M; D; F) noch nicht erschienen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Fühleinrichtung (9; 31; 32) vorgesehen ist, die
feststellt, ob der Motor (8) der das Druckmittel in den
Speicher (1) fördernden Pumpe (4) angelaufen ist und/oder
ob der Motor unter normaler Belastung läuft und/oder ob
die Welle (7) der Förderpumpe sich dreht und/oder Volumen
von der Pumpe gefördert wird, und die ein Fühlsignal (A;
M; D; F) liefert, welches das Vorhandensein oder Fehlen
mindestens einer dieser Zustände anzeigt.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verknüpfungseinrichtung
(100) ein Signal (S) zur Sicherheitsabschaltung des die
Ladeeinrichtung antreibenden Motors (8) erzeugt, wenn der
Sollzustand der Ladeeinrichtung nach einer Zeitspanne
(t₄; t₂), die ein gegebenes Maß länger ist als die vorbestimmte
Zeitspanne (t₃; t₁), immer noch nicht erreicht
ist.
8. Anordnung nach Anspruch 7 in Verbindung mit einem der Ansprüche
2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebene
Maß gleich einer Zeit ist, die der gegen Dauerlast arbeitende
Motor (8) noch ohne Schaden übersteht.
9. Anordnung nach Anspruch 7 in Verbindung mit einem der Ansprüche
5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das gegebene
Maß gleich einer Zeit ist, die der blockierte Motor (8)
ohne Durchbrennen übersteht.
10. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die vorbestimmte, der zulässigen Ladezeit entsprechende
Zeitspanne (t₃) abhängig von der Temperatur einstellbar
ist.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Zeitsignalgeber (200) vorgesehen
ist, der gleichzeitig mit dem Einschaltbefehl gestartet
wird und nach Verstreichen vorbestimmter Zeitspannen
(t₁, t₂, t₃, t₄) jeweils ein dafür charakteristisches
Zeitsignal (T 1, T 2, T 3, T 4) liefert.
12. Anordnung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zeitsignalgeber (200) mehrere
charakteristische Zeitsignale nach verschiedenen Zeitspannen
liefert (Ausgänge 213, 213 a, 213 b), die den zulässigen
Ladezeiten (t₃) bei verschiedenen Temperaturen
entsprechen, und daß eine Umschalteinrichtung (250, k₁, k₂)
vorgesehen ist, welche die Verknüpfungseinrichtung (100)
auf das der jeweils herrschenden Temperatur zugeordnete
Zeitsignal ansprechen läßt.
13. Anordnung nach den Ansprüchen 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Zeitsignalgeber (200) einen jeweils mit dem Einschaltbefehl
von einem vorbestimmten Anfangszustand (0)
startenden Zähler (210) aufweist, der Taktimpulse (C)
fester Folgefrequenz zählt, und daß die charakteristischen
Zeitsignale von entsprechenden Zählausgängen (211,
212, 213, 214) des Zählers genommen werden.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet
durch eine Sperreinrichtung (220, 221), welche
die Erzeugung des Warnsignals (W) unterbindet, wenn
nach dem Einschaltbefehl eine Verbraucherbetätigung
(Signal B) begonnen wird.
15. Anordnung nach einem der Ansprüchen 1 bis 12, gekennzeichnet
durch eine Sperreinrichtung (220, 221), welche die
Erzeugung des Warnsignals (W) unterbindet, wenn nach
dem Einschaltbefehl eine vorbestimmte Anzahl von Verbraucherbetätigungen
(Signal B n) stattgefunden hat.
16. Verwendung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche in einer Anlage, bei welcher der Druckspeicher
(1) einen Druckwarnschalter (13 b) aufweist, der beim
Unterschreiten eines unterhalb der unteren Druckgrenze
(p u) liegenden Warndrucks (p w) ein Warnsignal liefert.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823227265 DE3227265A1 (de) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | Ueberwachungseinrichtung fuer die energieversorgung einer druckmittelbetaetigten anlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19823227265 DE3227265A1 (de) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | Ueberwachungseinrichtung fuer die energieversorgung einer druckmittelbetaetigten anlage |
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DE3227265A1 DE3227265A1 (de) | 1984-01-26 |
DE3227265C2 true DE3227265C2 (de) | 1990-01-25 |
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ID=6168966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3227265A1 (de) |
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