JPH04500728A - 油圧式駆動システムのための漏れ監視方法及び漏れ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 油圧弐夏動システムのための漏れ監視方法及び漏れ監視装置 本発明は、まず、少なくとも１つの導管を介してタンク又はポンプに選択的に接 続される油圧式機械設備の運転方法に関する。さらに、タンクと、このタンクに 接続されたポンプと、制御装置から機械設備へ通じている、油圧液体の送り及び 戻し作業のための複数の導管とを備えて特に坑内採掘において使用される作業機 械のための油圧式駆動システムに関する。

坑内採掘において使用される作業機械のための油圧式駆動システムでは、以下に 述べる問題が生じる。まず、対応配置されたチューブ導管が比較的頻繁に傷を付 けられる。なぜなら、坑内の運転条件では、チューブ導管は外側からの負荷にさ らされるからである。さらに、チューブ導管に付けられた傷がなかなか検出され ず、また、傷の場所が突き止めらない、なぜなら、チューブ導管が作業機械自体 の範囲に配置されているために、又は坑内の運転条件の影響を受けるために、こ のチューブ導管を全く又はほとんど外側から見ることができないか、もしくはこ のチューブ導管に全く又はほとんど接近することができないからである。

横坑掘推機としてのいわゆる部分掘削機において、例えば上述した問題が考慮さ れると、特に、坑内では全く一般的な、機械設備の負荷は、自由に掘削されて山 積みされた採掘鉱石によって生ぜしめられる。なぜなら、これらの採掘鉱石が部 分的に露出したチューブ導管に衝突して、このチューブ導管を外側から機械的に 負荷するからである。さらに、部分掘削機本体内部で、又は部分掘削機本体に接 して部分的に被覆されて案内されたチューブ導管も、露出した上記チューブ導管 と同様に機械的に負荷される。なぜなら１部分掘削機は、山積みされた採掘鉱石 内でも案内かつ運転されねばならず、そのため、このような採掘鉱石が部分掘削 機範囲内で案内される上記チューブ導管にも衝突するからである。

上述したようにして付けられるチューブの傷は、駆動システムにおける高い運転 圧下では目に見える程の量で流出する油圧液体によって、比較的容易に検出され 、かつ特にその場所を突き止められる。しかし、比較的小さな漏れ凹所を検出す る際には、大きな問題が生じる。なぜなら、小さな漏れ２所は部分掘削機の運転 時にもほとんど検出されず、また、その場所をほとんど突き止められないからで ある。つまり、上述した小さな漏れ２所は、油圧式駆動システムの無負荷運転圧 が例えば３ｂａｒに調節される、機械設備又は部分ｍ１ｌｌＪ機の無負荷運転時 においても、検出されずに形成され、さらに、部分掘削機の１転時にも、この運 転に関与しておらず運転圧に調節されていない全ての機械設備に関しては、検出 されずに形成される。なぜなら、部分掘削機の運転に関与しない機械設備の故障 が、部分掘削機の運転中は認識されないからである０以上の理由から、チューブ 導管に形成された小さな漏れ箇所はしばしば、油圧液体の平均以上の“消費２が 検出されて初めて推測されるか又は検出される。従って、このような小さな漏れ 箇所は、部分掘削機の停止時にしか取り除かれない。

しかし、上述した漏れ損失に関する問題は、坑内採掘に側層される作業機械にお いてのみ生じるものではなく、基本的には、油圧液体によって運転される全ての 機械設備において生じるものである。そして、漏れ損失は、どのような場合でも 、運転の経済性を損なわせるだけでなく、過小評価されるべきでない環境汚染に 関与することとなる。なぜなら、漏れ箇所から損失される油圧液体が、極めて有 害な物質としてみなされるからである。

本発明の課題は、全ての作業機械における導管システムに生じた漏れを検出する ことのできる、油圧式漏れ監視装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明による有利な構成は、請求項に記載した通りである。

本発明は１機械設備がスイッチ・オフされてい石か、又は一時的に作業圧力によ って負荷されていないかする、機械設備の停止時間を、導管のＷｌ閏性を検出す るために利用できるといった認識に基づいている。このために、少なくとも油圧 式駆動システムによって設定された予負荷圧に等しい最小圧が、導管内で調節さ れる。つまり、導管は、予め設定された最小圧より低くなる程はタンクへ向かっ て放圧されない、しかし、導管内の圧力が最小圧よりも下がると、この圧力降下 は、導管内に生じた漏れを示すサインとなる。このようにして導管のわずかな非 密閉性も早期に検出され、非密閉性の生じた箇所も突き止められる。その結果、 油圧液体の大きな損失を又はひどい環境汚染を引起こすような大きな傷が、゛導 管には付けられなくなる。

この場合、本発明によれば、機械設備へ通じる各導管内に、保持弁と圧力測定セ ンサとが設けられている、そして、保持弁は、機械の無負荷運転時において導管 内に作用する予負荷圧に少なくとも等しくなるよう調節された開放圧を有してい る。さらに、圧力測定センサは各保持弁と機械設備との間に配置されている。

また、この圧力測定センサによって検出された測定値が、圧力の目標値として予 め設定された上記開放圧と実際値とを比較するための装置に伝達される。

本発明によれば、有利には、上記機械設備用の作用制御装置以外の機械の無負荷 運転時においても、小さな漏れが、チューブ導管範囲で測定可能な圧力降下によ って検出される。その結果、まだわずかしか傷を付けられていないチューブ又は 導管が、導管の損傷を予防するための保守整備作業時にまず交換される。従って 、チューブ全体に広がる損傷と、そのためにやむを得ない機械設備の停止とが、 回避される。さらに有利には、機械の運転時にも、運転圧力に１１１節されてい ない複数のチューブ又は導管が交換される。なぜなら、機械の作業に関与してい ない複数の機械設備に接続されたチューブは、保持弁によって予負荷圧に対して 閉鎖されているからである。保持弁によフて閉鎖されているかぎり、上記チュー ブは機械の運転時にも交換可能なのである。このような利点は、導管の損傷を予 防するための保守整備作業にとって重要である。

小さな漏れを検出してその箇所を突き止めるためには、機械の無負荷運転時に導 管内に作用する予負荷圧に等しいような圧力に、保持弁を設定しておきさえすれ ばよい、これにより、チューブ導管に接続された機械設備が制御されて初めて、 このチューブ導管が制御されるべき運転圧にさらされる。そして、運転圧が制御 されると、油圧液体のための貫流路が、上記チューブ導管内の保持弁によって開 放される。さらに、機械設備が運転圧にさらされなくなると、この機械設備に対 応配置されたチューブ導管システム内には予負荷圧が作用して、この予負荷圧は 、チューブ導管システム内に設けられた測定センサによって検出される。チュー ブ導管が全く漏れていない場合には、予負荷圧の大きさに調節された目標値に等 しくなければならない実際値が、検出される。また、予負荷圧の大きさに予め設 定された目標値と、測定センサによって検出された、チューブ導管システム内の 圧力の実際値とが比較されて、チューブ導管システム内の圧力降下を示すずれが 認められた場合には、このような圧力降下は、漏れ箇所から流出した油圧液体に よってしか引起こされていないものである。上述した、目標値と実際値とのずれ は、本発明の装置によってエラー検出のための聴覚的及び／又は視覚的な信号に 変換される。

本発明の構成によれば、複数の保持弁と各保持弁に対応した複数の測定センサと が相前後して連続して配置されており、それにより、導管区分が形成される。

そして、この導管区分によって、濁れ箇所が容易に突き止められる。また、複数 の分岐導管と接続される機械設備においては、各分岐導管の後方に測定センサを 備えた保持弁が配置されている。この場合でも、上記導管と同様に分岐導管が監 視される。

本発明において使用される弁装置は、任意の複数の油圧式機械設備に取付けられ るが、特に複動式のピストン作業機械に取付けられる。そして、この弁装置のう ちのそれぞれ２つの導管が必要とされる。また、設けられた導管又はチューブを 被覆されている及び／又は設けられた導管又はチューブに外側から影響を及ぼさ れている弁装置は、有利には、道路建設時の土木工事、特に採鉱作業において利 用される。

上記弁装置は、各導管のために特別な弁ユニットを有していてもよい、しかし、 このような弁ユニットを備えた弁装置は、重量が重く、かつ費用がかかり、かつ 所要スペースが大きい。

本発明によれば、小さな重量を備えて安価に製作される弁装置が得られる。

さらに、本発明による弁装置はプレート状のブロックを形成している。このブロ ック内において、上記各導管のそれぞれ２つの分岐導管が、互いに所定角度を成 しながら対応した保持弁まで延びている。また、制御装置へ通じる２つの分岐導 管が、上記ブロックの、互いに対向する狭幅面に、機械設備へ通じる上記２つの 分岐導管が、上記ブロックの、共通するｊ１３の狭幅面にそれぞれ開口している 。この場合、上記２つの導管のうちで第１の導管の分岐導管が、互いに対向する 上記両狭幅面の方向とプレート状の上記ブロックに対する横方向とで、上記２つ の導管のうちで第２の導管の分岐導管に対してずらされて配置されている。

個々の分岐導管と構成部材とがプレート状のブロック内に及びブロックに接して このように配置されていることにより、弁装置の大きさは最小限に抑えられる、 また、上記ブロックが少ない回数の作業行程で加工及び準備されるので、上記弁 装置の製作費用も最小限に抑えられる。

二のような利点は、上記各専管のそれぞれ２つの分岐導管が互いに直角に交わフ ていることと、各導管の、同じ場所へ通じる２つの分岐導管が互いに平行に延び ていることとによって強められる。

さて、上記保持弁は、プレート状のブロックに対して横方向に延びる切欠き内に 組込まれていてもよい。

しかし、保持弁が、第３の狭幅面に対向する第４の狭幅面に設けられた孔内に差 込まれていると、さらに有利である。特に、この孔が機械設備へ通じる分岐導管 に続いている場合、この孔によっても作業費用はわずかじか増大しない。

本発明による上記圧力測定センサは任意に配置される。しかし、制御装置へ通じ る上記２つの分岐導管のうちの少なくとも１つが開口した狭幅面に、圧力測定セ ンサが配置されていると、有利である。この場合、上記圧力測定センサは、有利 な形式で互いに並んでブロックに配置される。

以上の特徴は、上述した組合せとは具なる組合せでも、本発明にとって重要であ る。

本発明は、任意の図面と関連した、以下の有利な実施例に基づいて詳しく説明さ れている。この場合；第１図は油圧式駆動システム及びこれに配設された構成部 材の概略図。

第２図は本発明による弁装置の正面図、１ｇ３図は第２図による弁装置の側面図 である。

さて、ポンプｌＯとタンク接続部１２とを備えた制御装置１０に固定的に敷設さ れた導管１３は、所定の接続部まで延びており、この接続部から、チューブ形状 の導管１４，１５が図示されたような機械設備１６まで延びている；例えば作業 機械として部分掘削機が使用される場合、この機械設備１６は、部分掘削機の積 込エプロンに設けられた積込フラップシリンダである。

導管１４内にも導管１５内にもそれぞれ１つの保持弁１７が設けられており、し かも有利には、各保持弁１７は制御装置ｌＯの導管１３への接続部のすぐ後方に 配置されている。また、各導管１４．１５内に作用する圧力を検出するための測 定センサ１８が、上記各保持弁１７に対応配置されている。そして、各測定セン サ１８は、導管１４．１５内に作用する圧力として検出された実際値を計算機１ ９に伝達しており、この実際値は、計算機１９内で所定の目標値と比較される、 ところで、上記２つの導管１４．１５が機械設備１６の運転状態に応じて交互に 負荷されるので、上記保持弁１７は複動するように、つまり２つの方向で作用す るように構成されていなければならない。

本発明によれば、計算機１９内で予め設定される目標値は、無負胃運転時にポン プ１１によって生ぜしめられる予負荷圧に等しくてもよい、この予負荷圧は、通 常の構成の部分掘削機において例えば約３ｂａｒである、また、各保持弁１７の 開放圧もこの予負荷圧に等しいように設定されているので、機械設備１６の作業 機能の制御時に予負荷圧が上昇すると、各保持弁１７は対応する導管１４．１５ を開放する。

機械設備１６が作業状態にない場合、機械設備１６と制御装置１０との間の導管 １．４．１５内には、保持弁１７の閉鎖によって３ｂａｒの予負荷圧がそれぞれ 作用していなければならない、従って、機械設備１６のＯ位置において測定セン サ１８により測定された実際値が、計算機１９内で設定されている目標値と一致 している場合には、導管１４．１５の漏れが全くないこととなる；また、ｉ＊定 センサ１８により測定された実際値が目標値よりも小さい場合には、これによっ て検出された導管１４．１５内の圧力降下が、導管１４．１５に形成された漏れ 箇所とこの漏れ箇所を通って流出した油圧液体とによってのみ引起こされたと、 認識される。その結果、目標値と実際値とのずれが小さくても、導管の漏れが極 めて早期に検出される。

さらに、上記計算機１９内で検出された、目標値と実際値との過当なずれは、視 覚的及び／又は聴覚的な信号として表される０本発明によれば、このように適当 な信号は、坑内範囲で使用される機械のための中央監視所としての坑内制御室へ さらに伝達される。

図面を見やすくするために示されていないが、本発明によれば、それぞれ制ｗ装 置ｌＯから機械設備１６へ通じる全ての導管１４．１５内には、複数の保持弁と 各保持弁に対応した複数の測定センサとが設けられている；つまり、本発明によ れば、それぞれ対応する測定センサを備えた複数の保持弁が互いに相前後して連 続して配置されることにより、長いチューブ導管においても、監視可能な導管区 分が得られる；また、保持弁とそれに対応する測定センサとを適当な接続点の後 方に備えた分岐導管においても、この分岐導管は上記導管と同様に監視される。

第２図及びｊＩ３図による弁装置は、導管１４．１５のためにプレート状のブロ ック２０を形成している。

導管１４．１５は、上述した複動式の油圧ピストン作業機械の場合には、制御Ｍ 置と油圧式機械設備との間にチューブとして延びている。そして、これら２つの 導管１４．１５のうちの一方の導管１４は、制御装置へ通じる分岐導管２１と油 圧式機械設備へ通じる分岐導管２２とをブロック２０内に有している。これと同 様に、他方の導管１５は、制御装置へ通じる分岐導管２３と油圧式機械設備へ通 じる分岐導管２４とを有している。この場合１．導管１４の２つの分岐導管２１ ゜２２も、導管１５の２つの分岐導管２３．２４も、それぞれ１つの保持弁１７ を介して接続されている。また、それぞれ制御装置へ通じる、導管１４の分岐導 管２１と導管１５の分岐導管２３とが、ブロック２０の、互いに対向した狭幅面 ２５．２６に開口している。

これに対して、それぞれ機械設備へ通じる、導管１４の分岐導管２２と導管１５ の分岐導管２４とが、ブロック２０の、共通した第３の狭幅面２７に開口してい る。さらに、第３の狭幅面２７に対向した第４の狭幅面２８には、孔２９．３０ が形成されている。これらの孔２９．３０はそれぞれ保持弁１７を受容しており 、かつ導管１４の分岐導管２２と導管１５の分岐導管２４とにそれぞれ続いてい る。また、導管１４の分岐導管２２は対応した分岐導管２１に対して、導管１５ の分岐導管２４は対応した分岐導管２３に対して、それぞれぞ直角に配置されて いる。そして、各分岐導管いる。また、一方では導管１４の分岐導管２１と導管 １５の分岐導管２３とが、他方では導管１４の分岐導管２２と導管１５の分岐導 管２４とが、互いに平行に延びている。

導管１４と導管１５とにおける測定センサ１８までの構成は、互いに鏡面対称的 となっている。また、ブロック２０における導管１４の構成と導管１５の構成と は、一方では上記２つの狭幅面２５．２６の方向で、他方ではプレート状のブロ ック２０に対して横方向でずらされている。このことは、第２図から明らかであ る。

このようにして、容易に製作可能でコンパクトな、従って軽量で所要スペースの 節約された、弁装置が得られる。また、この弁装置は所望される機能を果たすこ とができる。さて、機械設備へ通じる上記２つの分岐導管２２．２４が運転圧に さらされていない場合に、各分岐導管２２．２４に対応する保持弁１７が各分岐 導管２２．２４内で所定圧力に調節されている。従って、調節された圧力の降下 が各分岐導管２２．２４に対応する測定センサ１８によって検出されると、この ことは、監視されているチューブに生じた漏れを示すサインとなる。また、各保 持弁の機能は、所定圧力に調節された、逆方向に作用する一対のチェック弁の機 能に相当している。

上述した実施例は、本発明の枠内において容易に変形される１例えば、上述した 鏡面対称的な配置が逆であフてもよい、さらに、各導管１４及び１５のそれぞれ ２つの分岐導管２１．２２及び分岐導管２３．２４が、直角に交わっていなくと もよい、また、導管１４のための測定センサ１８から分岐導管２２へ通じる導管 区分と分岐導管２２とが、又は導管１５のための測定センサ１８から分岐導管２ ４へ通じる導管区分と分岐導管２４とが、直角に交わっていなくともよい、しか も、上記２つの測定センサ１８は共通の狭幅面上に取付けられていなくともよく 、ブロック２０内に埋込まれていてもよい、さらに、このブロック２０が必ずし も方形に形成される必要はなく、むしろ、ブロック２０の複数の狭幅面が互いに 任意の角度を成しておす、かつ互いに屈曲した複数の区分によって形成されてい てもよい。

以上の記載、請求項、要約及び図面に説明された、本明細書の対象物の特徴は、 本発明を種々異なる実施形態で実施するために、それぞれ個々に又は任意に組み 合わされて、必要とされる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの導管を介してタンク又はポンプに選択的に接続される油圧 式機械設備の運転方法において、タンクに接続した状態の導管内で目標残留圧を 調節し、この導管内の実際残留圧を測定して、既に調節した上記日標残留圧と比 較し、目標残留圧よりも低い実際残留圧によって上記導管内の漏れを検出するこ とを特徴とする、油圧式機械設備の運転方法。 ２．タンクと、このタンクに接続されたポンプと、制御装置から機械設備へ通じ ている、油圧液体の送り及び戻し作業のための複数の導管とを備えた作業機械の ための油圧式駆動システムにおいて、機械設備（１６）へ通じる各導管（１４， １５）内に、保持弁（１７）と圧力測定センサ（１８）とが設けられており、保 持弁（１７）が、機械の無負荷運転時において導管（１４，１５）内に作用する 予員荷圧に少なくとも等しくなるよう調節された開放任を有しており、圧力測定 センサ（１８）が各保持弁（１７）と機械設備（１６）との間に配置されており 、この圧力測定センサ（１８）によって検出された測定値が、圧力の日標値とし て予め設定された上記開放圧と実際値とを比較するための装置（１９）に伝達さ れる油圧式駆動システム。 ３．機械設備（１６）へ通じる１つの導管（１４，１５）内に、複数の保持弁（ １７）と複数の圧力測定センサ（１８）とが設けられており、これら保持弁（１ ７）及び圧力測定センサ（１８）が、直列接続された導管区分を形成している、 請求項２記載の駆動システム。 ４．導管（１４，１５）の各分岐部の後方に保持弁（１７）が接続されており、 この保持弁（１７）の後方に圧力測定センサ（１８）が接続されている、請求項 ２又は３記載の駆動システム。 ５．制御装置（１０）から出発する各導管（１４，１５）内に、圧力測定センサ （１８）を接続されたそれぞれ１つの保持弁（１７）が設けられている、請求項 ２から４までのいずれか１項記載の駆動システム。 ６．上記装置（１９）内で目標値として予め設定される開放圧が、機械の無負荷 運転時に作用する予負荷圧に等しい、請求項２から５までのいずれか１項記載の 駆動システム。 ７．目標値と実際値とのずれが検出された際に、上記装置（１９）によって聴覚 的な信号が発せられる、請求項２から６までのいずれか１項記載の駆動システム 。 ８．日標値と実際値とのずれが検出された際に、上記装置（１９）によって視覚 的な信号が発せられる、請求項２から７までのいずれか１項記載の駆動システム 。 ９．少なくとも１つの第１の導管と少なくとも１つの第２の導管（１４，１５） とを監視するための弁装置が設けられており、この弁装置を介して油圧式機械設 備（１６）と制御装置（１０）とが接続されており、上記弁装置が、各導管（１ ４，１５）のために、機械設備（１６）へ通じる２つの分岐導管（２２，２４） と制御装置（１０）へ通じる２つの分岐導管（２１，２３）とを有しており、各 導管（１４，１５）のそれぞれ２つの分岐導管（２１，２２；２３，２４）の間 に、上記複数の保持弁（１７）のうちの１つがそれぞれ配置されており、各保持 弁（１７）が、機械設備（１６）へ通じる分岐導管（２２，２４）内の圧力を最 小圧に調節しており、この圧力の降下時には、上記複数の圧力測定センサ（１８ ）のうちの１つが監視信号を発するようになっており、上記弁装置がプレート状 のブロック（２０）を形成しており、このブロック（２０）内において、上記各 導管（１４，１５）のそれぞれ２つの分岐導管（２１，２２：２３，２４）が、 互いに所定角度を成しながら対応した保持弁（１７）まで延びており、制御装置 （１０）へ通じる上記２つの分岐導管（２１，２３）が、ブロック（２０）の、 互いに対向する狭幅面（２５，２６）に、機械設備（１６）へ通じる上記２つの 分岐導管（２２，２４）が、ブロック（２０）の、共通する第３の狭幅面（２７ ）にそれぞれ開口しており、第１の導管（１４）の分岐導管（２１，２２）が、 互いに対向する上記狭幅面（２５，２６）の方向とプレート状のブロック（２０ ）に対する横方向とで、第２の導管（１５）の分岐導管（２３，２４）に対して ずらされて配置されている、請求項２から８までのいずれか１項記載の駆動シス テム。 １０．上記各導管（１４，１５）のそれぞれ２つの分岐導管（２１，２２；２３ ，２４）が、互いに直角に交わっている、請求項９記載の弁装置。 １１．上記各導管（１４，１５）の、同じ場所へ通じる２つの分岐導管（２１， ２３；２２，２４）が、互いに平行に延びている、請求項９又は１０記載の弁装 置。 １２．保持弁（１７）が、ブロック（２０）の第３の狭幅面（２７）に対向する 第４の狭幅面（２８）に設けられた孔（２９，３０）内に差込まれている、請求 項９から１１までのいずれか１項記載の弁装置。 １３．保持弁（１７）を差込まれた孔（２９，３０）が、機械設備（１６）へ通 じる分岐導管（２２，２４）に続いている、請求項１２記載の弁装置。 １４．制御装置（１０）へ通じる上記２つの分岐導管（２１，２３）のうちの少 なくとも１つが開口した狭幅面（２５，２６）に、圧力測定センサ（１８）が配 置されている、請求項９から１３までのいずれか１項記載の弁装置。