DE69325190T2

DE69325190T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von ungelöstes Gaz in hydraulische Systemen

Info

Publication number: DE69325190T2
Application number: DE69325190T
Authority: DE
Inventors: Willi Schneider; Klaus Leonhard Witt
Original assignee: Sun Electric Systems BV
Current assignee: Sun Test Systems BV
Priority date: 1992-01-23
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1999-10-28
Anticipated expiration: 2013-01-20
Also published as: DE69325190D1; ATE181142T1; EP0552841A3; EP0552841B1; EP0552841A2; ES2134239T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von ungelöstem Gas in einem hydraulischen System, einem hydraulischen Regler oder einem Folgeregler, von der Art, die eine Hydraulikmedium-Druckpumpe und ein Zuführbehältnis, wie in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definiert, aufweisen, und ferner eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Das Vorhandensein von ungelöstem Gas in hydraulischen Systemen oder Teilen davon kann zu Kavitationsbeschädigungen, zu Beeinträchtigungen der Betriebszuverlässigkeit führen und kann sogar unerwartete, plötzliche und vollständige Ausfälle des hydraulischen Systems hervorrufen. Das Vorhandensein von ungelöstem Gas ist daher eine latente Gefahr, die noch dadurch verstärkt wird, daß das Erscheinen von Gasblasen und die daraus resultierende Verdrängung durch das System unvorhersehbar ist. Es ist klar, daß das Vorhandensein von freiem Gas in der positiven Verdrängungspumpe (positive displacement pump) katastrophale Folgen für den Betrieb des Systems haben kann, wenn der Druck in dem System vollständig oder teilweise verschwindet.
Die EP-A-0 451 752 beschreibt ein Verfahren und eine Apparatur zur Erkennung von ungelöstem Gas in einer Flüssigkeit, die auf der Einsicht basiert, daß die Anwesenheit von ungelöstem Gas darin einen direkten Einfluß auf die Kompressibilität dieser Flüssigkeit hat und die Kompressibilität der Flüssigkeit erhöht. Eine Probe wird von der Flüssigkeit genommen und einem Testzylinder zugeführt, in dem sie einem hohen Druck in dem normalen Betriebsdruck unterzogen wird, wobei die Veränderung des Volumens nach dem Druckbeaufschlagen detektiert wird; der Prozentsatz des ungelösten Gases kann dann von der Menge der Volumenänderung berechnet werden.
Der Nachteil dieses Verfahrens und der Apparatur zur Ausführung des Verfahrens ist derjenige, daß es notwendig ist, einen separaten Testzylinder mit einem Kolben zur Komprimierung der Flüssigkeit darin vorzusehen. Außerdem benötigt das Verfahren eine spürbare Menge Zeit und benötigt ferner Computereinrichtungen, um die erhaltenen Testwerte zu verarbeiten. Das Verfahren und die Apparatur des Standes der Technik sind unter ungünstigen Bedingungen schwierig zu benutzen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit dem es möglich ist, das Vorhandensein von freiem Gas zu detektieren bzw. zu erkennen und die Menge davon auf einfache Art und Weise zu bestimmen, ohne eine Kompo nente zu entfernen und ohne eine komplizierte externe Meßeinrichtung benutzen zu müssen.
Das Patent, wie durch die Erfindung vorgeschlagen, ist in Anspruch 1 beschrieben.
Es ist klar, daß dieses Verfahren durch sehr einfache Mittel in Anwendung gebracht werden kann, wobei es nur notwendig ist, das System unter Druck zu setzen und die Menge des hydraulischen Mediums, das in das System während des Betriebs verbracht wird, zu messen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des beanspruchten Verfahrens ist in Anspruch 2 beschrieben.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren sehr zuverlässig ist. Es kann einfach ausgeführt werden und führt sofort zu positiven und wertvollen Informationen über das aktuelle Vorhandensein von ungelöstem Gas.
Eine erste Art der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es ohne eine Notwendigkeit des Zugriffs auf das Behältnis des hydraulischen Systems universell verwendbar ist.
Dieses Verfahren impliziert also, daß das vollständige System bzw. Steuersystem, also sowohl die Hochdruckseite als auch die Niedrigdruckseite auf einen ersten vorbestimmten Druck in einer ersten Phase gebracht wird und dann in einer zweiten Phase auf einen zweiten vorbestimmten Druck gebracht wird, was identische Kompressionsbedingungen für jede Gasblase, die vorhanden ist, für sowohl die Hochdruckseite als auch die Niedrigdruckseite bedeutet, wobei das Ergebnis erzielt wird, daß der Betrag des ungelösten Gases unzweideutig aus der Beobachtung des Volumens, das dem System, das zu testen ist, in dem Wechsel von der ersten Phase zur zweiten Phase zugeführt wird, bestimmt werden kann.
Das hydraulische Medium kann aus einem Behältnis entnommen werden, das mit einem Füllstandszeiger versehen ist und die Veränderung des Füllstandes des Behältnisses kann beobachtet werden, es ist allerdings auch möglich, das hydraulische Medium über einen volumetrischen Durchflußmesser zur Verfügung zu stellen.
Eine zweite Art und Weise zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Ansprüchen 4 und 5 dargestellt. Diese Art und Weise der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert auf der Einsicht, daß eine erhöhte Kompressibilität, die durch das Vorhandensein von ungelöstem Gas hervorgerufen wird und das Vorhandensein von ungelöstem Gas indiziert, mit einem anderen Wert der Differenz zwischen dem Füllstand des Systems in Ruhe und dem Füllstand des Systems unter Druck assoziiert ist im Vergleich zu dem Wert dieser Differenz, der erhalten wird, wenn kein ungelöstes Gas in dem System ist, wie dieses während einer Referenzmessung bestimmt wurde. Es ist daher möglich, die entsprechenden Füllstände bei regulären Momenten zu bestimmen, um die Anwesenheit von ungelöstem Gas zuverlässig zu detektieren. Sofern notwendig können diese Bestimmungen auf eine gesteuerte bzw. geregelte Art durch ein geeignetes Regelsystem durchgeführt werden.
Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 6 und 7 auf der einen Seite und des Anspruchs 9 auf der anderen Seite.
Es ist festgestellt worden, daß hydraulische Systeme der Art, wie in dem Oberbegriff des Anspruchs 8 beschrieben sind, aus der DE-U-27 35 554 bekannt sind.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, wobei:
Fig. 1 ein (vereinfachtes) Diagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt,
Fig. 2 ein (vereinfachtes) Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung darstellt.
Fig. 3 zeigt ein Diagramme eines geschlossenen hydraulischen Systems, das zwei Behältnisse aufweist, die jeweils einen Kolben aufweisen und geeignet sind, das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen;
Fig. 4 zeigt ein Diagramm eines hydraulischen Systems, das ein Behältnis beinhaltet und auch geeignet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
In den Fig. 1 und 2, in denen entsprechende Merkmale durch identische Bezugsziffern gekennzeichnet sind, indiziert die Bezugsziffer 2 ein hydraulisches Druckmediumbehältnis, das normale Anschlüsse aufweist, die damit verbunden sind und nicht im Detail beschrieben sind. Das Behältnis ist über ein Leitung 4 mit einer Zubringerpumpe bzw. Speisepumpe 6, die durch einen Motor 8 betrieben wird, verbunden. Die Hochdruckseite 10 davon ist mit einer Druckregeleinrichtung 16 verbunden, mit der ein gewünschter Druck am Ausgang 18 davon genau eingestellt werden kann und von einer per se bekannten Art ist. Der Anschluß 20 der Druckregeleinrichtung 16 ist mit einer Rückflußleitung 22 verbunden, die durch die unterbrochene Linie dargestellt ist, die zu dem Behältnis 2 führt. Die Hochdruckleitungen sind als durchgehende Linien in der Figur dargestellt, die Niedrigdruckleitungen durch gestrichelte Linien.
Ein Überbelastungsschutz 24, der auch per se bekannt ist, ist zwischen dem Punkt 10 und der Rückflußleitung 22 angeordnet.
Die Anordnung enthält ein hydraulisches Wechselventil 26, das die Anschlüsse 26a, 26b, 26c und 26d aufweist. In der Position des Wechselventils, die dargestellt ist und die durch das Symbol indiziert ist, ist der Anschluß 26a mit dem Anschluß 26c verbunden und der Anschluß 26c mit dem Anschluß 26b verbunden. In der zweiten Position, die durch indiziert ist, ist der Anschluß 26a mit dem Anschluß 26c verbunden und der Anschluß 26 b mit dem Anschluß 26d verbunden.
Der Anschluß 26a ist mit dem Ausgang 18 über die Leitung 19 verbunden und der Anschluß 26 ist über das Sperrventil 28 und über die Leitung 30 mit dem Hochdruckanschlußpunkt 32 der Anordnung verbunden, dessen Anschlußpunkt 32 zum Verbinden über den Flugzeuganschluß 34 oder Zellenanschluß 34 mit der Hochdruckseite des Systems bzw. Steuersystems, das zu testen ist, ausgestaltet ist. Der Druck beim Anschluß 32 kann mit dem Manometer 48 gemessen werden, wenn das Ventil 52 offen ist.
Der Anschlußpunkt 26b ist über die Leitungen 38 und 40, in die ein Absperrventil angeordnet ist, mit dem Anschlußpunkt 44 verbunden. Die Anordnung ist über den Flugzeuganschluß 46 oder den Zellenanschluß 46 (im folgenden wird hierfür einheitlich der Begriff "Zellenanschluß" von "aeroplane connection" benutzt) mit der Niedrigdruckseite des Systems, das zu testen ist, verbunden. Der Druck am Punkt 44 wird mit einem Manometer 48 gemessen. Die Leitung 40 ist über die Leitung 50 mit der Rückflußleitung 22 verbunden.
Schließlich kann die Leitung 30 über das Absperrventil 52 mit dem Anschlußpunkt 44 verbunden werden, was zum Ergebnis hat, daß eine direkte Verbindung über das Ventil zwischen der Hochdruckseite und der Niedrigdruckseite des Systems, das zu testen ist, hergestellt werden kann, wobei beide dann auf dem gleichen Druck sind, wobei das Absperrventil 42 geschlossen ist.
Das oben Dargestellte ist für das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, und für das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist, anwendbar.
Das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, hat zusätzlich einen Meßzylinder 52, in dem ein Kolben frei beweglich entlang der Kolbenstange 56 angeordnet ist, die eine abgedichtet Durchführung aufweist. Der Kolben 54 interagiert mit einer Meßskala, mit der die momentane Position des Kolbens 56 bestimmt werden kann. Die Kammer 60 unterhalb des Kolbens ist über die Leitung 62 mit der Leitung 30 verbunden und daher mit der Hochdruckseite 34 des Systems, das zu testen ist. Die Ringkammer 64 oberhalb des Kolbens ist über die Leitung 66 mit dem Anschluß 26c des Wechselventils 26 verbunden.
Das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 1 dargestellt ist, wird wie folgt betrieben:
Die Pumpe 6 wird in Betrieb gesetzt und ein erster Druck wird mit Hilfe der Regeleinrichtung 16 am Ausgang 18 des letzteren eingestellt. Das Ventil 52 ist geöffnet, das Ventil 42 ist geschlossen und das Wechselventil 26 befindet sich in der dargestellten Position, mit dem Ergebnis, daß der Anschluß 26a mit dem Anschluß 26d verbunden ist und der Anschluß 26c mit dem Anschluß 26 b verbunden ist.
Das Druckmedium fließt von dem Anschluß 18 über 26a bis 26d, das Sperrventil 28 und die Leitung 30 zum Hochdruckanschluß 32 und zum Niedrigdruckanschluß 44 der Anordnung, die zu testen ist. Über das offene Ventil 52 herrscht der gleiche Druck am Niedrigdruckanschluß 44. All dieses hat als Konsequenz bzw. Folge, daß das Behältnis des hydraulischen Systems, das in diesem Moment nicht in Betrieb ist, vollständig mit dem Druckmedium gefüllt ist.
Der Druck herrscht auch in der Kammer 60 unterhalb des Kolbens 54. Die Kammer 64 oberhalb des Kolbens 54 ist mit der Rückflußleitung 22 verbunden. Die untere Oberfläche des Kolbens 54 ist größer als die obere Oberfläche, was zum Ergebnis hat, daß der Kolben 54 sich vollständig aufwärts bewegt, bis er an der oberen Kante des Zylinders 60 zur Ruhe kommt.
Das Wechselventil 26 wird nun in die Position gesetzt, was zum Ergebnis hat, daß 26a mit 26 c verbunden ist, und 26b mit 26d verbunden ist. Dann wird der Druck am Anschluß 18 erhöht, bis der Druck am Meßpunkt 48 einen ersten vorbestimmten Wert erreicht, der höher ist als vorher. Zu diesem Zweck muß ein höherer Druck am Anschluß 18 vorherrschen, da die obere Oberfläche des Kolbens 54, die unter Druck steht, kleiner ist als die untere Oberfläche des Kolbens. Der Kolben 54 wird sich dann abwärts zu einer ersten Position, die durch S 1 und ferner durch gestrichelte Linien indiziert ist, bewegen.
Diese Position ist mittels der Meßskala 58 indiziert und wird notiert.
Dann wird der Druck an den Anschlüssen 32 und 34 auf einen zweiten vorbestimmten höheren Wert erhöht. Dieses wird durch Erhöhen des Drucks am Anschluß 18 erreicht, was zum Ergebnis hat, das sich der Kolben 54 von der Position S 1 zu einer Position S 2 bewegt und eine sich Menge des Druckmediums verschiebt sich daher von der Kammer 60 unterhalb des Kolbens und gelangt in das hydraulische System, das zu testen ist, über die Leitung 62. Die Menge des verschobenen Druckmediums ist direkt von der Kompressibilität des Druckmediums, das in dem System enthalten ist, abhängig und diese Kompressibilität ist wiederum abhängig von der Menge des ungelösten Gases in dem Druckmedium. Die Differenz zwischen den Positionen S 1 und S 2 stellt daher direkt die Menge des ungelösten Gases in dem System, das zu testen ist, dar.
Das Verfahren, das oben beschrieben wurde, kann einmal oder mehrere Male wiederholt werden.
Das Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 dargestellt ist, unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dadurch, daß der Verdrängungszylinder 60 zusammen mit dem Kolben 54 durch einen volumetrischen Durchflußmesser 60 in Serie mit einem Sperrventil 62 und einem Flußbegrenzer 64 ausgetauscht ist, wobei alle diese gesamten Merkmale bzw. Teile zwischen der Leitung 30 und dem Anschluß 26c des Wechselventils 26 angeordnet sind. Die Testprozedur ist, wie oben beschrieben, wesentlich, allerdings mit dem Unterschied, daß nach Setzen des Drucks an den Anschlüssen 32 und 34 auf den ersten vorbestimmten höheren Wert mit Hilfe des volumetrischen Durchflußmessers 60, die Menge des hydraulischen Mediums, das durch den Durchflußmesser 60 fließt, gemessen wird, während der Druck auf den zweiten vorbestimmten höheren Meßwert erhöht wird, wie beispielsweise 6 bar. Dieser Betrag bzw. diese Menge ist direkt abhängig von der Kompressibilität des Mediums, das in dem System enthalten ist und daher von dem Betrag bzw. der Menge des ungelösten Gases, das sich darin befindet.
Das hydraulische System, das in Fig. 3 dargestellt ist, umfaßt die konventionelle, positive Verdrängungspumpe 102 (die, wenn diese im Ruhezustand ist, durch eine zusätzliche externe Pumpe, die durch 102' indiziert ist, ersetzt werden kann), deren Hochdruckseite 102a über ein Sperrventil 104 auf der einen Seite und über eine Leitung 106 auf der anderen Seite mit einer Last 108 bzw. einem Transportmedium 108, das durch das hydraulische System angetrieben wird, verbunden ist und auf der anderen Seite über die Leitung 110 mit dem Zylindervolumen 112 eines positiven Verdrängungszylinders 114, der den Kolben 116 beinhaltet, verbunden ist. Der Kolben 116 ist über die gemeinsame Kolbenstange 118 mit dem zweiten Kolben 120, der in einem zweiten positiven Verdrängungszylinder 122 vorgesehen ist, verbunden, in der die Kammer 124 hinter dem Kolben über die Leitung 126 mit der Niedrigdruckseite 102b der positiven Verdrängungspumpe 102 verbunden ist und über die Leitung 128 mit der Last 108 verbunden ist. Derartige Systeme, die geschlossene Zufuhrbehältnisse auf der Hochdruckseite und der Niedrigdruckseite jeweils entsprechend beinhalten, werden insbesondere in Flugzeugen benutzt. Diese sind daher im Stand der Technik bekannt und beispielsweise in der DE-U-27 35 554 beschrieben.
Wie schon oben dargestellt, ist das Vorhandensein von ungelöstem, oder mit anderen Worten freiem, Gas in solchen System sehr ungewünscht, und die Erfindung stellt die Möglichkeit der Erkennung des Vorhandenseins davon durch überprüfen der Kompressibilität des hydraulischen Mediums zur Verfügung.
In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird das System zunächst über die existierenden Entlüftungsanschlüsse auf der Hochdruckseite und der Niedrigdruckseite, die in Fig. 3 durch 130 und 132 jeweils indiziert sind, gut entlüftet und die Behältnisse 114 und 122 werden mit der richtigen Menge hydraulischen Mediums gefüllt. Zu diesem Zweck kann das System beispielsweise durch ein Entlüftungssystem, das separat anzuschließen ist, entlüftet werden, wobei in diesem Fall Luft von dem System mit Hilfe eines Vakuumsystems aus dem System geholt wird oder auf andere angemessene Art. Dann wird der Füllstand von einem der Behältnisse gemessen, wenn das System im Ruhezustand ist, was soviel heißt wie, daß die positive Verdrängungspumpe 102 im Ruhezustand ist. In dem Beispiel, das in Fig. 3 dargestellt ist, ist dieses der Füllstand des Zylinders 114, der bestimmt wird durch Beobachten der Position des Kolbens 116. In Fig. 3 ist diese Position durch ein ausgemaltes Dreieck 134 gegenüber der Skala 136 dargestellt. Diese Position wird notiert, was soviel heißt wie aufgenommen.
Das System wird dann in Betrieb gesetzt, was durch Inbetriebnahme der Pumpe 102 oder durch Verbindung der externen angetriebenen Pumpe 102' über die Anschlüsse 130', 132' und die Leitungen 120' und 126' durchgeführt werden kann, was zur Folge hat, daß die Position des Kolbens 116 sich ändern wird: Der Kolben 116 wird sich nach rechts bewegen, beispielsweise zu der Position, die durch das Dreieck 134a, das mit gestrichelten Linien gezeichnet ist, indiziert ist. Diese Position wird auch notiert.
Die Daten, die so erhalten werden, sind Bezugs- bzw. Referenzdaten, die auf ein System angepaßt sind, in dem kein ungelöstes Gas existiert.
Sofern tatsächlich ungelöstes Gas in dem System vorhanden ist, ist die Differenz zwischen den zwei Messungen 134 auf der einen Seite und 134a auf der anderen Seite größer. Dieses ist eine Folge der Tatsache, daß ungelöstes, freies Gas viel einfacher als Flüssigkeit komprimiert werden kann.
Um nach Verstreichen einer Zeit und zu bestimmten Zeitpunkten zu bestimmen, ob ungelöstes Gas in dem System vorhanden ist, ist es nicht notwendig etwas Anderes zu tun als die oben beschriebenen Bestimmungen zu wiederholen: Die Position des Kolbens 116 wird somit zunächst mit einem System im Ruhezustand bestimmt und dann wird die Position des Kolbens 116 mit dem System im Betrieb bestimmt. Sofern die Differenz zwischen den zwei Positionen größer als die Differenz ist, die in der Referenzmessung festgestellt wurde, ist das Vorhandensein von ungelöstem Gas nachgewiesen.
Die Erfindung wurde obenstehend unter Bezugnahme auf eine einfache visuelle Bestimmung erläutert, in der beispielsweise von einer Skalenunterteilung, die auf einem durchsichtigen Wand- bzw. Mantelabschnitt des Zylinders 114 vorgesehen ist, und die beispielsweise auch mittels eines Lineals durchgeführt werden kann. Natürlich kann das Verfahren mit Hilfe von elektronischen Vorrichtungen, die dem auf dem einschlägigen Gebiet tätigen Fachmann zur Verfügung stehen, verbessert werden. Es ist also vorstellbar, beispielsweise, wie in Fig. 3 dargestellt, eine induktive oder optische Positionsmeßeinrichtung 140 oder ein anderes angemessenes Sensorelement, dessen Ausgangssignal die Position des Kolbens 116 darstellt, vorzusehen. Dieses Signal wird dann einem Speicher 144, das in einer elektronischen Datenverarbeitungseinheit 142 vorgesehen ist, zugeführt und darin gespeichert. Nach zwei Bestimmungen erhält der Speicher 144 daher zwei Meßwerte, deren Differenz bestimmt werden kann und über eine Adressiereinrichtung 146 ausgelesen werden kann; die Differenz kann dann auf einer Anzeigeeinrichtung 148 als Indikation des Vorhandenseins von ungelöstem Gas gezeigt werden. Bei der Bestimmung der Differenz, die auf der Anzeigeeinrichtung 148 darzustellen ist, kann die elektronische Signalverarbeitungseinrichtung, sofern notwendig, eine Variation der Betriebsbedingungen ermöglichen, also beispielsweise der Temperatur des Mediums, das in den Behältnissen 114 oder 122 vorhanden ist, und des aktuellen Füllstands des Behältnisses und des aktuellen Drucks, der während der Messungen herrscht.
Fig. 4 stellt die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein hydraulisches System dar, das ein einziges Behältnis aufweist. In Fig. 4 sind Teile und Komponenten, die mit denjenigen korrespondieren, die schon unter Bezug auf die Fig. 3 beschrieben wurden, mit den gleichen Bezugsziffern wie denjenigen in Fig. 4 dargestellt.
Wie dieses der Fall in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist, ist eine konventionelle, positive Verdrängungspumpe 102 vorgesehen, deren Hochdruckseite 102a mit der Last 108 über das Sperrventil 104 und die Leitung 106 verbunden ist. Die Niedrigdruckseite 102b ist über die Leitung 126 mit dem offenen Behältnis 127 verbunden, das mit dem hydraulischen Medium 129 gefüllt ist. Die Niedrigdruckseite der Last 108 ist auch über die Leitung 128 mit dem Behältnis verbunden.
Fig. 4 zeigt auch die Anschlüsse 130', 132', mit denen das System entlüftet werden kann oder mit der externen hydraulischen Pumpe 102' verbunden werden kann.
In diesem Fall ist das System wieder gut entlüftet und anschließend ist das Behältnis 129 mit der richtigen Menge hydraulischen Mediums gefüllt. Mit dem System im Ruhezustand wird der Füllstand des Behältnisses 127 durch Beobachten der Position der Oberfläche 131 des Mediums 129 gemessen. Diese Position ist durch das ausgemalte Dreieck 134' dargestellt. Diese Position wird notiert, was soviel heißt wie aufgezeichnet.
Nachdem das System in Betrieb gesetzt wurde, wird der Flüssigkeitsstand 131 fallen, beispielsweise zu dem Stand, der durch das offene und gestrichelte Dreieck 134 a' dargestellt ist. Diese Position wird auch notiert.
Wie schon unter Bezugnahme auf die Fig. 3 beschrieben wurde, sind diese Daten Referenzdaten, die für ein System anwendbar sind bzw. ein System darstellen, das kein ungelöstes Gas enthält.
Sofern ein System tatsächlich ungelöstes Gas enthält, wird die Differenz zwischen den zwei Messungen 134' auf der einen Seite und 134 a' auf der anderen Seite größer sein.
In dem Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, kann wieder eine geeignete Positionsmeßeinrichtung 140 angewandt werden; in diesem Fall beispielsweise ein optisches, das mit der elektronischen Verarbeitungseinheit 142, die einen Speicher 144 darin enthält, die Adressiereinrichtung 146 und die Anzeigeeinrichtung 148 interagiert, wobei alle diese Merkmale unter Bezugnahme auf Fig. 3 schon beschrieben wurden.
Es wird hervorgehoben, daß das Behältnis 127, das in Fig. 4 offen dargestellt ist, auch mittels einer Membran oder eines Kolbens, der zwischen dem hydraulischen Medium und der außen sich befindenden Luft angeordnet ist, verschlossen bzw. abgedichtet sein kann, während das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auch in Zusammenhang mit einem Unterdrucksetzen des Behältnisses 127 ausgeführt werden kann, sofern dieses auf ein System gemäß der Fig. 4 angewendet wird, was zum Ergebnis hat, daß Luft auf der Niedrigdruckseite auch verläßlich detektiert wird.

Claims

1. Verfahren zur Erkennung von ungelöstem Gas in einem hydraulischen System oder Teilen davon von der Art, die eine Hydraulikmedium-Druckpumpe an einer Hochdruckseite und ein Zufuhrbehältnis an einer Niedrigdruckseite aufweisen, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

Überprüfen der Kompressibilität des Mediums und Herleiten der Menge des ungelösten Gases aus den auf diese Weise erhaltenen Informationen, wobei berücksichtigt wird, daß eine Erhöhung der Menge des ungelösten Gases in dem Medium in einer Erhöhung der Kompressibilität des Mediums resultiert, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Hochdruckseite als auch die Niedrigdruckseite des Systems mittels einer separaten Quelle des Mediums auf einen vorbestimmten ersten Druck gebracht wird, daß als nächstes der Druck sowohl auf der Hochdruckseite als auch auf der Niedrigdruckseite auf einen zweiten vorbestimmten höheren Druck gebracht wird, wobei die separate Quelle benutzt wird, und daß die Menge des hydraulischen Mediums, das dem System von der Quelle während dieses Betriebs zugeführt wird, überwacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische Medium aus einem Behältnis, das mit einem Füllstandsanzeiger versehen ist, entnommen wird, und daß die Veränderung des Füllstandes des Behältnisses überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 zur Erkennung von ungelöstem Gas in einem hydraulischen System von der Art, die eine Druckflüssigkeits-Druckpumpe und ein Zufuhrbehältnis aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß

- 1. das System, während es in Ruhe ist, entlüftet wird und der Füllstand des Behältnisses bestimmt wird und gespeichert wird;

- 2. das System unter Druck gesetzt wird, beispielsweise in einem Betriebszustand, und der Füllzustand des gleichen Behältnisses, der dann erscheint, bestimmt wird und gespeichert wird;

- 3. die Differenz der Füllstände bestimmt wird und gespeichert wird;

- 4. die Bestimmungen, die unter 1. und 2. beschrieben sind, zu einem späteren Zeitpunkt wiederholt werden, ohne zu entlüften und ein Rückschluß darüber getroffen wird, ob die Differenz des Füllstandes oder der Füllstände von der vorher bestimmten Differenz in einem solch signifikanten Maß abweicht, daß ungelöstes Gas in dem System vorhanden sein muß.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Schlußfolgerung, ob freies Gas in dem System vorhanden ist, die Variationen des Füllstandes aufgrund von Temperaturvariationen und aufgrund des aktuellen Füllstandes oder der Drücke berücksichtigt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, daß auf ein hydraulisches System, das eine hydraulische Druckpumpe aufweist, deren Hochdruckseite mit einem ersten Behältnis verbunden ist, in dem ein erstes austauschbares Dichtungselement mit einem relativ kleinen Oberflächenbereich vorgesehen ist und deren Niedrigdruckseite mit einem zweiten Behältnis verbunden ist, in dem ein zweites Dichtungselement vorgesehen ist, das mit dem ersten Dichtungselement verbunden ist und einen relativ großen Oberflächenbereich aufweist, wobei alle diese Merkmale dergestalt sind, daß während des normalen Betriebs ein konstantes Druckverhältnis aufrecht erhalten bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Füllstände von den entsprechenden Kolbenpositionen abgeleitet werden.

6. Einrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 2, umfassend eine Druckmediumquelle, die das Medium mit einem einstellbaren Druck zu einem Druckausgangsanschluß (18) liefern kann und der es möglich ist, es aus einer Rückflußleitung (22) aufzunehmen, und ein Wechselventil (26), das einen ersten Eingangsanschluß (26a) aufweist, der mit dem Druckausgangsanschluß (18) verbunden ist und einen zweiten Eingangsanschluß (26b) aufweist, der mit der Rückflußleitung (22) verbunden ist, und die einen ersten Ausgangsanschluß (26c) aufweist, der in der ersten Position des Wechselventils mit dem zweiten Eingangsanschluß (26b) verbunden ist und der in der zweiten Position des Wechselventils mit dem ersten Eingangsanschluß (26a) verbunden ist, und die einen zweiten Ausgangsanschluß (26d) aufweist, der in einer ersten Position des Wechselventils mit dem ersten Eingangsanschluß (26a) verbunden ist und der in der zweiten Position des Wechselventils mit dem zweiten Eingangsanschluß (26b) verbunden ist, wobei die Rückflußleitung (20, 22, 50) über ein steuerbares Ventils (42) mit einem Einrichtungsausgangsanschluß (44) verbunden ist, der für einen möglichen Anschluß zur Niedrigdruckseite des Systems, das zu testen ist, ausgestaltet ist, wobei der zweite Ausgangsanschluß (26d) des Wechselventils (26) über ein Sperrventil (28) und eine Leitung (30) mit einem zweiten Einrichtungsausgangsanschluß (32) verbunden ist, der so ausgestaltet ist, daß er mit dem Hochdruckanschluß des Systems, das zu testen ist, verbindbar ist, ein steuerbares Ventil (52), das zwischen den zwei Ausgangsanschlüssen (44, 32) angeordnet ist, und auch ein zylindrisches Behältnis, das einen Kolben aufweist, der darin frei bewegbar ist, dessen Kolbenstange auf eine abgedichtete Art durch einen der Zylinderstirnwände passierbar ist und dessen Kolben mit einer Kolbenpositions-Anzeigeeinrichtung kooperiert, für die es möglich ist, die derzeitige Kolbenposition zu bestimmen, wobei der Ringraum oberhalb des Kolbens über eine Leitung (66) mit dem ersten Ausgangsanschluß (26c) des Wechselventils (26) verbunden ist, während die zylindrische Kammer (60) unterhalb des Kolbens (54) über eine Leitung (62, 30) mit dem Hochdruck-Ausgangsanschluß (32) der Einrichtung verbunden ist und über das Ventil (52) mit der Niedrigdruckseite (44) davon verbunden werden kann.

7. Einrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine Druckmediumquelle, die das Medium mit einem einstellbaren Druck zu einem Druckausgangsanschluß (18) liefern kann, und es aus einer Rückflußleitung (22) wieder aufnehmen kann, und ein Wechselventil (26), das einen ersten Eingangsanschluß (26a) aufweist, der mit dem Druckausgangsanschluß (18) verbunden ist, und einen zweiten Eingangsanschluß (26b) aufweist, der mit der Rückflußleitung (22) verbunden ist, und das einen ersten Ausgangsanschluß (26c) aufweist, der in einer ersten Position des Wechselventils mit dem zweiten Eingangsanschluß (26 b) verbunden ist und in einer zweiten Position des Wechselventils mit einem ersten Eingangsanschluß (26a) verbunden ist, und das einen zweiten Ausgangsanschluß (26d) aufweist, der in einer ersten Position des Wechselventils mit dem ersten Eingangsanschluß (26a) verbunden ist und in einer zweiten Position des Wechselventils mit dem zweiten Eingangsanschluß (26b) verbunden ist, wobei die Rückflußleitung (20, 22, 50) über ein steuerbares Ventil (42) mit einem Ausgangsanschluß (44) der Einrichtung verbunden ist, die so ausgestaltet ist, um mit der Niedrigdruckseite des Systems, das zu testen ist, verbunden zu sein, wobei der zweite Ausgangsanschluß (26d) des Wechselventils (26) über ein Sperrventil (28) und eine Leitung (30) mit einem zweiten Einrichtungsausgangsanschluß (32) verbunden ist, der derart ausgestaltet ist, um mit dem Hochdruckanschluß des Systems, das zu testen ist, verbindbar zu sein, wobei ein steuerbares Ventil (52) zwischen den zwei Ausgangsanschlüssen (32 und 44 jeweils entsprechend) vorgesehen ist, und ferner ein volumetrischer Durchflußmesser, der auf der einen Seite mit einem ersten Ausgangsanschluß (26c) des Wechselventils (26) und auf der anderen Seite über ein Sperrventil (62) mit dem Hochdruckausgangsanschluß (32) der Einrichtung verbunden ist.

8. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5 in einem hydraulischen System der Art, die eine hydraulische Druckpumpe (102) aufweisen, deren Hochdruckseite (102a) mit einem ersten Behältnis (114) verbunden ist, in dem ein erstes austauschbares und/oder versetzbares Dichtungselement (116) mit einem relativ kleinen Oberflächenbereich vorgesehen ist und dessen Niedrigdruckseite mit einem zweiten Behältnis (122) verbunden ist, dem ein zweites Dichtungselement (120), das mit dem ersten Dichtungselement (116) gekoppelt ist und das einen relativ großen Oberflächenbereich aufweist, vorgesehen ist, wobei all diese Merkmale derart ausgestaltet sind, daß während des normalen Betriebs ein konstantes Druckverhältnis aufrecht erhalten bleibt, gekennzeichnet durch Mittel zum Bestimmen des Füllstandes, das mit einem Kolben (116, 120), der in einem der Behältnisse vorhanden ist, zusammenarbeitet, wobei das Mittel einen Kolbenpositionsanzeiger (140) umfaßt, der ein elektrisches Signal, das die Kolbenposition repräsentiert, liefert.