EP1836400A1 - Vorrichtung und verfahren zur zustandsabhängigen wartung von hydrostatischen verdrängereinheiten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur zustandsabhängigen wartung von hydrostatischen verdrängereinheiten

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Publication number
EP1836400A1
EP1836400A1 EP06819023A EP06819023A EP1836400A1 EP 1836400 A1 EP1836400 A1 EP 1836400A1 EP 06819023 A EP06819023 A EP 06819023A EP 06819023 A EP06819023 A EP 06819023A EP 1836400 A1 EP1836400 A1 EP 1836400A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
unit
hydrostatic
data
communication unit
evaluation unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06819023A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Eichner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bosch Rexroth AG
Original Assignee
Brueninghaus Hydromatik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brueninghaus Hydromatik GmbH filed Critical Brueninghaus Hydromatik GmbH
Publication of EP1836400A1 publication Critical patent/EP1836400A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/06—Control using electricity
    • F04B49/065—Control using electricity and making use of computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2201/00—Pump parameters
    • F04B2201/08—Cylinder or housing parameters
    • F04B2201/0802—Vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00—Fluid parameters
    • F04B2205/50—Presence of foreign matter in the fluid

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for condition-dependent maintenance of hydrostatic displacement units.
  • a pump unit with a pump and an electric motor which drives the pump known.
  • a digital motor control is provided, which is connected via a bus to a digital communication unit having an Internet protocol-based interface, so that ultimately the Pump unit via a digital network, an intranet or the Internet is controllable.
  • a disadvantage of the prior art resulting from DE 100 18 866 A1 is that the pump unit is not controlled directly, but via the motor control, which can be remote-controlled via the digital communication unit.
  • the pump unit itself has at least one sensor, such as a pressure sensor, a differential pressure sensor or a temperature sensor whose output signal can be interrogated via the communication unit.
  • directly related to the operation of the pump or the pump unit data such as surface vibrations of the housing and degree of contamination of the hydraulic fluid are not detected in the pump unit according to the document DE 100 18 866 Al.
  • the present invention has the object to overcome the disadvantages of the prior art and to provide an apparatus and a method for detecting failure phenomena, as well as for the establishment of service intervals and for the analysis of damage characteristics in hydrodynamically operated machines.
  • Claim 1 or claim 15 relate to a device or a method for condition-dependent maintenance of hydrostatic displacement units, in particular operated as a pump or motor axial piston machines.
  • acceleration sensors and / or contamination degree sensors are mounted on the hydrostatic displacement unit, which detect vibration data or contamination data of the hydrostatic displacement unit.
  • the sensors are connected to an evaluation unit, which temporarily stores the vibration data or contamination data, wherein a communication unit connected to the evaluation unit is provided on the hydrostatic displacement unit and transports this data further.
  • a first acceleration sensor prefferably be provided in a bearing region of the hydrostatic displacement unit, so that vibrations on the surface of the housing in the area of the bearing are detected metrologically.
  • a second acceleration sensor is provided in a Um Kunststoff Kunststoff Kunststoff the hydrostatic displacer unit, so that occurring cavitation is reliably detected when changing from the high pressure region to the low pressure region.
  • a first degree of contamination sensor which may be a particle sensor, is provided in the hydraulic circuit, so that abrasion can already be detected in the circulated hydraulic fluid.
  • a second pollution degree sensor in the leak oil line is advantageous when the first pollution degree sensor fails. This ensures that despite a failure of a contamination level sensor, the abrasion in the hydraulic fluid can still be determined.
  • an evaluation unit is provided in the device according to the invention, which can also be interrogated remotely via an intranet or an internet connection via a communication unit connected to it.
  • a web server is advantageously installed, which enables convenient and user-friendly access to the stored data, in particular to the contamination data and the evaluation of the surface vibrations.
  • the evaluated data with respect to the surface vibrations and the degree of soiling characterize the state of the hydrostatic displacer unit and the hydraulic fluid, and thus a necessary maintenance even before their due date, and especially displayed before a claim or from outside the web server can be queried so that any necessary downtime can be well agreed with the production process, as this can be made known with a certain lead time.
  • at least two acceleration sensors are mounted on the housing of the hydrostatic displacement unit, so that surface vibrations of the housing can be detected in two directions.
  • the communication unit has a web server
  • the web server can also be configured via the browser of the external, Internet-enabled PC.
  • Fig. 1 is a sectional view of a conventional axial piston machine for explaining the measured parameters
  • Fig. 2 is a schematic representation of the device according to the invention with an axial piston machine, which is connected via a web server with an external PC.
  • the axial piston machine 3 shown in FIG. 1 is in swash plate design with adjustable Displacement volume and a current direction and includes in a known manner as essential components a substantially hollow cylindrical housing 11 having an end open end (lower end in Fig. 1), a housing 11 attached to the open end occlusive housing cover 16, one also as a Hubusion designated swash plate 17, a control plate 18, a shaft 19 and a cylinder drum 20.
  • a suitable sensor which is not shown in this illustration, a swivel angle of the swash plate 17 is determined and to an evaluation unit 6 of the state-dependent maintenance of hydrostatic device 1 according to the invention Displacer 2 transmitted.
  • the shaft 19 is rotatably mounted in the housing 11 and engages centered through the cylinder barrel 20, wherein in a storage area 8 of the hydrostatic displacer unit 2, a first acceleration sensor 4 is provided on the housing 11 of the axial piston machine 3.
  • the cylinder drum 20 is non-rotatable with the shaft 19, but axially movable and thereby detachably connected by the shaft 19.
  • the shaft 19 is mounted on both sides of the cylindrical drum 20 in each case a rolling bearing 21.
  • a speed sensor is mounted, which is not visible in this illustration and determines the instantaneous speed of the shaft 19 and forwards to the evaluation unit 6.
  • a piston 23 is inserted axially movable in each case.
  • the pistons 23 each have a side facing away from the housing cover 16 side spherical head 24 which cooperates with a corresponding recess of a sliding shoe 25 to a hinge connection.
  • the piston 23 is supported on the swash plate 17.
  • the pistons 23 perform a stroke movement in the cylinder bores 22.
  • the height of the stroke is determined by the position of the swash plate 17, wherein the position of the swash plate 17 in the embodiment by an adjusting device 26 is adjustable.
  • This area of the axial piston pump 3 is also referred to as a reversing area 9.
  • a second accelerometer 4 is provided according to the invention.
  • the cylinder bores 22 are open via openings to the end face of the cylinder drum 20.
  • Cylinder drum 20 a sealing environment of
  • Control plate 18 and are connected during a rotation alternately with the unrecognizable control openings.
  • the axial piston machine 3 is provided, for example, for operation with oil as a hydraulic fluid in a hydraulic circuit 10.
  • the hydraulic circuit 10 of a hydrostatic displacement unit 2 the hydraulic fluid is circulated.
  • a first pollution degree sensor 5 which may be a particle sensor, is provided inside the hydraulic circuit 10 to detect the concentration of the abrasion therein.
  • a second pollution degree sensor 5 is provided within a leak oil line, said leak oil line is not shown in the present Figure 1 of the axial piston machine.
  • the cylinder drum 20 is rotated together with the piston 23 in rotation. If the swashplate 17 is pivoted into an inclined position relative to the cylinder drum 20 by actuation of the adjusting device 26, all pistons 23 perform strokes. Upon rotation of the cylinder drum 360 ° through each piston 23 passes through a suction and a compression stroke, with corresponding oil flows are generated, the supply and discharge via the openings, the unrecognizable control openings of the control plate 18 and the high pressure or low pressure connection, not shown ,
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a device 1 according to the invention for condition-dependent maintenance of hydrostatic displacement units 2, in particular of a pump or motor Axial piston machines 3.
  • acceleration sensors 4 and / or pollution degree sensors 5 are mounted, the vibration data or pollution data of the hydrostatic displacer unit 2 detect.
  • the sensors are connected to an evaluation unit 6, which evaluates and temporarily stores the vibration data or contamination data, wherein a communication unit 7 connected to the evaluation unit 6 is provided, which transports this data further.
  • the communication unit 7 connected to the evaluation unit 6 is preferably integrated in an on-board electronic unit 12 or screwed thereto. Alternatively, it may also be attached to the housing 11 of the hydrostatic displacement unit 2 or be integrated in the evaluation unit 6 itself.
  • the inventively provided communication unit 7 is a digital communication unit in which a web server 13 is installed, which provides the evaluated data attached to the hydrostatic displacer unit 2 sensors, so that this either automatically or on request to one with the Internet 27 or a Intranet connected external PC 28 are transported, wherein this further transport takes place via an intranet or an Internet connection.
  • the web server 13 of the communication unit 7 is wired, connected to the Internet 27 by means of a LAN connection or wirelessly by means of a GSM modem or WLAN.
  • the evaluation unit 6 is connected to the communication unit 7 by means of a data bus or by means of a wireless connection, such as infrared or RFID connected. Also a transmission over the Ethernet is possible.
  • acceleration sensors 4 and / or contamination degree sensors 5 are attached to the hydrostatic displacement unit 2, whereby vibration data or contamination data of the hydrostatic displacement unit 2 are detected. These data are buffered in an evaluation unit 6.
  • a communication unit 7 is attached, which is connected to the evaluation unit 6 and further transports the detected vibration data or contamination data.
  • the communication unit 7 is integrated into a mechanical or electrical controller 14, 15.
  • At least one first acceleration sensor 4 is mounted in a bearing area 8 of the hydrostatic displacement unit 2 and a second acceleration sensor 4 is mounted in a reversing area 9 of the hydrostatic displacement unit.
  • a first pollution degree sensor 5 is placed in a hydraulic circuit 10 of the hydrostatic displacement unit 2 and a second pollution degree sensor 5 is placed within a leak oil conduit.
  • the communication unit 7 connected to the evaluation unit 6 is fixed to a housing 11 of the hydrostatic displacement unit 2 or screwed to an on-board electronics 12 of the hydrostatic displacement unit 2.
  • the invention is not limited to axial piston machines in swash plate design and is also applicable, for example, for axial piston machines in bent-axis design or other hydrostatic displacement units with a closed or open hydraulic circuit applicable.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten (2), insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen (3). An der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) sind Beschleunigungssensoren (4) und/oder Verschmutzungsgradsensoren (5) angebracht, die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) erfassen und mit einer Auswerteeinheit (6) verbunden sind, welche die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten zwischenspeichert. Eine mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) transportiert diese Daten weiter.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten .
Wenn hydraulische Anlagen aufgrund von Wartungsarbeiten oder aufgrund einer Fehlfunktion ausfallen, entstehen kostenintensive Stillstandszeiten, innerhalb deren Zeitspanne Ersatzteile ausgetauscht werden müssen. Außerdem kann auch eine Verschmutzung des gesamten Hydraulikkreislaufes eine Stillstandszeit bewirken, so dass vor der erneuten Inbetriebnahme die gesamte Anlage gereinigt werden muss und das Hydrauliköl sowie Systemkomponenten wie z.B. Filtereinsätze ausgetauscht werden müssen. Wenn hydraulische Anlagen nicht in Betrieb sind, beispielsweise in einer Produktionslinie, resultieren nicht nur ein verringerte Produktivität, sondern auch sehr hohe Kosten für das Herunterfahren und das wieder Anfahren der hydraulischen Anlage.
Um die Ausfälle zu reduzieren ist dem Stand der Technik nach eine hydraulische Anlage so auszustatten, dass diese auch über größere Entfernungen steuerbar ist.
Beispielsweise ist aus der DE 100 18 866 Al ein Pumpenaggregat mit einer Pumpe und einem Elektromotor, der die Pumpe antreibt bekannt. Für den Elektromotor ist eine digitale Motorsteuerung vorgesehen, die über einen Bus mit einer digitalen Kommunikationseinheit verbunden ist, welche eine auf Internetprotokolle basierende Schnittstelle aufweist, so dass letztendlich das Pumpenaggregat über ein digitales Netzwerk, ein Intranet oder das Internet steuerbar ist.
Nachteilig bei dem aus der DE 100 18 866 Al hervorgehenden Stand der Technik ist, dass das Pumpenaggregat nicht direkt angesteuert wird, sondern über die Motorsteuerung, die über die digitale Kommunikationseinheit fernbedienbar ist. Das Pumpenaggregat selbst weist mindestens einen Sensor, wie beispielsweise einen Drucksensor, einen Differenzdrucksensor oder einen Temperatursensor auf, dessen Ausgangssignal über die Kommunikationseinheit abfragbar ist. Direkt mit dem Betrieb der Pumpe bzw. dem Pumpenaggregat zusammenhängende Daten wie Oberflächenvibrationen des Gehäuses und Verschmutzungsgrad des Hydraulikfluids werden jedoch im dem Pumpenaggregat gemäß dem Dokument DE 100 18 866 Al nicht erfasst. Dadurch ergibt sich der Nachteil, dass die erfassten und übertragenen Daten zur Festlegung von Serviceintervallen nicht ausreichend sind, da die dafür relevanten Daten wie die durchschnittliche Amplitude der Oberflächenvibrationen des Gehäuses bzw. der im Hydraulikfluid enthaltene Abrieb in dem Pumpenaggregat gemäß dem Dokument DE 100 18 866 Al nicht erfasst werden.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile beim Stand der Technik zu beseitigen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erkennung von Ausfallerscheinungen, sowie zur Festlegung von Serviceintervallen und zur Analyse von Schadensverläufen bei hydrodynamisch betriebenen Maschinen zu schaffen.
Die Aufgabe wird bezüglich der Vorrichtung erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
Anspruch 1 bzw. Anspruch 15 beziehen sich auf eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten, insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen. Dafür sind an der hydrostatischen Verdrängereinheit Beschleunigungssensoren und/oder Verschmutzungsgradsensoren angebracht, die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit erfassen. Die Sensoren sind mit einer Auswerteeinheit verbunden, welche die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten zwischenspeichert, wobei an der hydrostatischen Verdrängereinheit eine mit der Auswerteeinheit verbundene Kommunikationseinheit vorgesehen ist, die diese Daten weitertransportiert .
Die in den Unteransprüchen ausgeführten Maßnahmen betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Insbesondere ist es vorteilhaft, dass ein erster Beschleunigungssensor in einem Lagerbereich der hydrostatischen Verdrängereinheit vorgesehen ist, so dass Erschütterungen an der Oberfläche des Gehäuses im Bereich des Lagers messtechnisch erfasst werden.
Weiterhin ist von Vorteil, dass ein zweiter Beschleunigungssensor in einem Umsteuerbereich der hydrostatischen Verdrängereinheit vorgesehen ist, so dass auftretende Kavitation beim Wechsel vom Hochdruckbereich zum Niederdruckbereich zuverlässig detektiert wird. Von Vorteil ist außerdem, dass in dem Hydraulikkreis ein erster Verschmutzungsgradsensor, der ein Partikelsensor sein kann, vorgesehen ist, so dass bereits im umgewälzten Hydraulikfluid Abrieb erfasst werden kann. Ein zweiter Verschmutzungsgradsensor in der Leckölleitung ist von Vorteil, wenn der erste Verschmutzungsgradsensor ausfällt. Somit ist sichergestellt, dass trotz eines Ausfalls eines Verschmutzungsgradsensors der im Hydraulikfluid sich befindliche Abrieb weiterhin bestimmt werden kann.
Vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Auswerteeinheit vorgesehen, die über eine mit ihr verbundene Kommunikationseinheit auch von der Ferne über eine Intranet oder eine Internetverbindung abfragbar ist. In der Kommunikationseinheit ist vorteilhafterweise ein Web-Server installiert, der einen bequemen und benutzerfreundlichen Zugriff auf die gespeicherten Daten, insbesondere auf die Verschmutzungsdaten und die Auswertung der Oberflächenvibrationen ermöglicht.
Dabei ist von Vorteil, dass die ausgewerteten Daten bezüglich der Oberflächenvibrationen und des Verschmutzungsgrads den Zustand der hydrostatischen Verdrängereinheit und des Hydraulikfluids kennzeichnen, und somit eine notwendige Wartung schon vor ihrer Fälligkeit, und insbesondere vor einem Schadensfall angezeigt bzw. von außerhalb über den Web-Server abgefragt werden kann, so dass eine eventuell notwendige Stillstandszeit gut mit dem Produktionsprozess vereinbart werden kann, da diese mit einer gewissen Vorlaufzeit bekannt gemacht werden kann. Ferner ist von Vorteil, dass zumindest zwei Beschleunigungssensoren an dem Gehäuse der hydrostatischen Verdrängereinheit angebracht sind, so dass Oberflächenvibrationen des Gehäuses in zwei Richtungen erfasst werden können.
Dadurch, dass die Kommunikationseinheit einen Web-Server aufweist, kann von jedem internetfähigen PC mit dem Web- Server kommuniziert werden und somit auch Daten der hydrostatischen Verdrängereinheit abgefragt werden. Ferner können über den Browser sämtliche in der Auswerteeinheit gespeicherten und im Web-Server vorhandenen Daten visualisiert und weiterverarbeitet werden. Zusätzlich dazu ist von Vorteil, dass der Web-Server auch über den Browser des externen, internetfähigen PCs konfiguriert werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Axialkolbenmaschine zur Erläuterung der gemessenen Parameter und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Axialkolbenmaschine, die über einen Web-Server mit einem externen PC verbunden ist.
Die in der Fig. 1 dargestellte Axialkolbenmaschine 3 ist in Schrägscheibenbauweise mit verstellbarem Verdrängungsvolumen und einer Stromrichtung ausgeführt und umfaßt in bekannter Weise als wesentliche Bauteile ein im wesentlichen hohlzylindrisches Gehäuse 11 mit einem stirnseitig offenen Ende (unteres Ende in Fig. 1), einem am Gehäuse 11 befestigten, dessen offenes Ende verschließenden Gehäusedeckel 16, eine auch als Hubscheibe bezeichnete Schrägscheibe 17, eine Steuerplatte 18, eine Welle 19 und eine Zylindertrommel 20. Mittels eines geeigneten Sensors, der in dieser Darstellung nicht gezeigt ist, wird ein Schwenkwinkel der Schrägscheibe 17 ermittelt und an eine Auswerteeinheit 6 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten 2 übermittelt.
Die Welle 19 ist in dem Gehäuse 11 drehbar gelagert und greift zentriert durch die Zylindertrommel 20 hindurch, wobei in einem Lagerbereich 8 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 ein erster Beschleunigungssensor 4 an dem Gehäuse 11 der Axialkolbenmaschine 3 vorgesehen ist. Die Zylindertrommel 20 ist mit der Welle 19 drehfest, jedoch axial beweglich und dadurch von der Welle 19 abziehbar verbunden. Die Welle 19 ist auf beiden Seiten der Zylindertrommel 20 in jeweils einem Wälzlager 21 gelagert. An der Welle 19 ist ein Drehzahlsensor angebracht, der in dieser Darstellung nicht erkennbar ist und der die momentane Drehzahl der Welle 19 bestimmt und an die Auswerteeinheit 6 weiterleitet.
In der Zylindertrommel 20 sind über den Umfang verteilt mehrere Zylinderbohrungen 22 ausgebildet. In jeder Zylinderbohrung 22 ist jeweils ein Kolben 23 axial beweglich eingesetzt. Die Kolben 23 weisen jeweils an der von dem Gehäusedeckel 16 abgewandten Seite einen kugelförmigen Kopf 24 auf, der mit einer korrespondierenden Ausnehmung eines Gleitschuhs 25 zu einer Gelenkverbindung zusammenwirkt. Mittels des Gleitschuhs 25 stützt sich der Kolben 23 an der Schrägscheibe 17 ab. Bei einer Drehung der Zylindertrommel 20 führen die Kolben 23 daher in den Zylinderbohrungen 22 eine Hubbewegung aus. Die Höhe des Hubs wird dabei durch die Stellung der Schrägscheibe 17 vorgegeben, wobei die Stellung der Schrägscheibe 17 im Ausführungsbeispiel durch eine Stellvorrichtung 26 einstellbar ist.
Die im dargestellten Schnitt der Fig. 1 der Axialkolbenmaschine 3 nicht erkennbaren Steueröffnungen der Steuerplatte 18 stehen auf ihrer von der Zylindertrommel 20 abgewandten Seite in permanentem Kontakt mit zumindest einem in dieser Figur nicht dargestellten Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluß. Dieser Bereich der Axialkolbenpumpe 3 wird auch als Umsteuerbereich 9 bezeichnet. In dem Umsteuerbereich 9 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 ist erfindungsgemäß ein zweiter Beschleunigungsmesser 4 vorgesehen.
Die Zylinderbohrungen 22 sind über Öffnungen zu der Stirnfläche der Zylindertrommel 20 hin offen. Die
Öffnungen überstreichen bei einer Rotation der
Zylindertrommel 20 eine dichtende Umgebung der
Steuerplatte 18 und werden dabei während eines Umlaufs alternierend mit den nicht erkennbaren Steueröffnungen verbunden.
Die Funktion der vorstehend beschriebenen Axialkolbenmaschine 3 ist allgemein bekannt und in nachstehender Beschreibung bei einem Einsatz als Pumpe auf das Wesentliche beschränkt.
Die Axialkolbenmaschine 3 ist beispielsweise für den Betrieb mit Öl als Hydraulik-Fluid in einem Hydraulikkreis 10 vorgesehen. In dem Hydraulikkreis 10 einer hydrostatischen Verdrängereinheit 2 wird das Hydraulik-Fluid umgewälzt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur zustandsabhängigen Wartung ist ein erster Verschmutzungsgradsensor 5, der ein Partikelsensor sein kann, innerhalb des Hydraulikkreises 10 vorgesehen, um die Konzentration des sich darin befindlichen Abriebs zu erfassen. Ferner ist ein zweiter Verschmutzungsgradsensor 5 innerhalb einer Leckölleitung vorgesehen, wobei diese Leckölleitung in der vorliegenden Figur 1 der Axialkolbenmaschine nicht dargestellt ist.
Über die Welle 19 wird die Zylindertrommel 20 mitsamt den Kolben 23 in Drehung versetzt. Wenn durch Betätigung der Stellvorrichtung 26 die Schrägscheibe 17 in eine Schrägstellung gegenüber der Zylindertrommel 20 verschwenkt ist, vollführen sämtliche Kolben 23 Hubbewegungen. Bei Drehung der Zylindertrommel um 360° durchläuft jeder Kolben 23 einen Saug- und einen Kompressionshub, wobei entsprechende Ölströme erzeugt werden, deren Zu- und Abführung über die Öffnungen, die nicht erkennbaren Steueröffnungen der Steuerplatte 18 und den nicht dargestellten Hochdruck- bzw. Niederdruckanschluß erfolgen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten 2, insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen 3. An der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 sind Beschleunigungssensoren 4 und/oder Verschmutzungsgradsensoren 5 angebracht, die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 erfassen. Die Sensoren sind mit einer Auswerteeinheit 6 verbunden, welche die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten auswertet und zwischenspeichert, wobei eine mit der Auswerteeinheit 6 verbundene Kommunikationseinheit 7 vorgesehen ist, die diese Daten weitertransportiert.
Die mit der Auswerteeinheit 6 verbundene Kommunikationseinheit 7 ist vorzugsweise in einer On- Board-Elektronik 12 integriert oder an dieser angeschraubt. Alternativ dazu kann sie auch an dem Gehäuse 11 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 befestigt sein oder in der Auswerteeinheit 6 selbst integriert sein.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Kommunikationseinheit 7 ist eine digitale Kommunikationseinheit, in welcher ein Web-Server 13 installiert ist, der die ausgewerteten Daten der an der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 angebrachten Sensoren bereitstellt, so dass diese entweder automatisch oder auf Abfrage zu einem mit dem Internet 27 oder einem Intranet verbundenen externen PC 28 weitertransportiert werden, wobei dieser Weitertransport über eine Intranet- oder eine Internetverbindung erfolgt. Dazu ist der Web-Server 13 der Kommunikationseinheit 7 drahtgebunden, mittels eines LAN Anschlusses oder drahtlos mittels eines GSM-Modems oder WLAN mit dem Internet 27 verbunden. Die Auswerteeinheit 6 ist mit der Kommunikationseinheit 7 mittels eines Datenbusses oder mittels einer drahtlosen Verbindung, wie Infrarot oder RFID verbunden. Auch eine Übertragung über das Ethernet ist möglich.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten 2, insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen 3, werden an der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 Beschleunigungssensoren 4 und/oder Verschmutzungsgradsensoren 5 angebracht, wodurch Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 erfasst werden. Diese Daten werden in einer Auswerteeinheit 6 zwischengespeichert. An der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 wird eine Kommunikationseinheit 7 angebracht, die mit der Auswerteeinheit 6 verbundenen wird und die erfassten Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten weitertransportiert. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die Kommunikationseinheit 7 in einen mechanischen oder elektrischen Regler 14, 15 integriert.
Zumindest ein erster Beschleunigungssensor 4 wird in einem Lagerbereich 8 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 angebracht und ein zweiter Beschleunigungssensor 4 in einem Umsteuerbereich 9 der hydrostatischen Verdrängereinheit montiert.
Zusätzlich zu den Beschleunigungssensoren 4 werden ein erster Verschmutzungsgradsensor 5 in einem Hydraulikkreis 10 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 und ein zweiter Verschmutzungsgradsensor 5 innerhalb einer Leckölleitung platziert. Die mit der Auswerteeinheit 6 verbundene Kommunikationseinheit 7 wird an einem Gehäuse 11 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 fixiert oder an eine On-Board-Elektronik 12 der hydrostatischen Verdrängereinheit 2 angeschraubt.
Die Erfindung ist nicht auf Axialkolbenmaschinen in Schrägscheibenbauweise beschränkt und ist beispielsweise auch für Axialkolbenmaschinen in Schrägachsenbauweise verwendbar oder weitere hydrostatische Verdrängereinheiten mit einem geschlossenen oder offenen Hydraulikkreislauf anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (1) zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten (2), insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen (3), wobei an der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) zumindest ein Beschleunigungssensor (4) und/oder zumindest ein Verschmutzungsgradsensor (5) angebracht ist, der Schwingungsdaten bzw.
Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit
(2) erfasst und mit einer Auswerteeinheit (6) verbunden ist, welche die Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten auswertet, wobei eine mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) vorgesehen ist, die diese Daten weitertransportiert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Beschleunigungssensor (4) in einem Lagerbereich (8) der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Beschleunigungssensor (4) in einem Umsteuerbereich (9) der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erster Verschmutzungsgradsensor (5) in einem Hydraulikkreis (10) der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Verschmutzungsgradsensor (5) innerhalb einer Leckölleitung vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschmutzungsgradsensor (5) ein Partikelsensor ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) an einem Gehäuse der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) an einer On-Board- Elektronik (12) der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) in die On-Board-Elektronik (12) der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) integriert ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (7) in die Auswerteeinheit (6) integriert ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Auswerteeinheit (6) verbundene Kommunikationseinheit (7) eine digitale Kommunikationseinheit ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kommunikationseinheit (7) ein Web-Server (13) installiert ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (7) mit der Auswerteeinheit (6) mittels eines Datenbusses verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit (7) mit der Auswerteeinheit (6) mittels einer drahtlosen Verbindung verbunden ist.
15. Verfahren zur zustandsabhängigen Wartung von hydrostatischen Verdrängereinheiten (2) , insbesondere von als Pumpe oder als Motor betriebenen Axialkolbenmaschinen
(3), wobei an der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) zumindest ein Beschleunigungssensor (4) und/oder zumindest ein Verschmutzungsgradsensor (5) angebracht werden, wodurch Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) erfasst werden und in einer Auswerteeinheit (6) ausgewertet werden, wobei an der hydrostatischen Verdrängereinheit (2) eine Kommunikationseinheit (7) angebracht wird, die mit der Auswerteeinheit (6) verbundenen wird und die erfassten Schwingungsdaten bzw. Verschmutzungsdaten weitertransportiert .
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