Verfahren zur ueberwachung und/oder Fest¬ stellung des sich jeweils durch eine Bean¬ spruchung ändernden Betriebszustandes einer elektrisch betriebenen Kraftmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ueberwachung und/oder Feststellung des sich jeweils durch eine Beanspruchung ändern¬ den Betriebszustandes einer elektrisch betriebenen Kraft¬ maschine durch Messen einzelner oder mehrerer Betriebsparame¬ ter.
Insbesondere bei Seilzügen oder dgl. werden auftretende Lasten mittels einer mechanischen Anordnung in Lastbereiche unter¬ schiedlicher Grosse unterteilt, wobei jedem Lastbereich ein Zähler zugeordnet ist, der die jeweilige Belastungszeit er- fasst bzw. aufaddiert.
Sinn und Zweck dieses Erfassens, Registrierens und Auswertens von Gewichtslasten während einer gewissen Belastungsdauer
* einer Kraftmaschine liegen u.a. im Erreichen einer höheren Betriebssicherheit im Hinblick auf die Produktehaftung.
Diese bekannte Art der Erfassung gleichartiger Betriebsparame¬ ter ist aufwendig und unzureichend, um über den tatsächlichen Betriebszustand und die weitere Nutzungsdauer bzw. die Lebens¬ erwartung einer Kraftmaschine ein verbindliches Ergebnis er¬ langen bzw. eine Aussage machen zu können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren zur Überwachung und/oder Feststellung des sich jeweils durch die Benutzung ändernden Betriebszustandes einer elektrisch be¬ triebenen Kraftmaschine zu schaffen, wodurch die Genauigkeit der Überwachung des Betriebszustandes und der Erfassung der Betriebsdaten auf wirtschaftliche Art erheblich verbessert bzw. optimiert werden kann.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die erfassten Betriebsparameter auf einen elektronischen, nicht flüchtigen Speicherbaustein übertragen werden. Dadurch kann eine genauere Beurteilung des Betriebszustandes einer Kraftmaschine vorgenommen werden, wobei sowohl qualita¬ tive, beispielsweise eine erreichte max. Betriebstemperatur als auch quantitative, - die Einschaltdauer -, Betriebsparame¬ ter erfasst werden.
Zu den betroffenen Betriebsparametern zählen u.a. neben den einzelnen Gewichtlasten die Einschaltdauer, während welcher die für das erfindungsgemässe Verfahren eingesetzten Geräte aktiviert sind; die Betriebsdauer, während welcher eine Kraftmaschine arbeitet; die Anzahl der Schaltvorgänge für den Antrieb einer Kraftmaschine; die Betriebstemperaturen; die Motorleistung einer Kraftmaschine, bspw. in Form von Laufzei¬ ten einzelner Leistungsbereiche.
Besonders günstig erweist sich das erfindungsgemässe Verfah¬ ren, beim Messen von Beanspruchungen mechanischer bzw. physi¬ kalischer Art, indem die den Verschleiss der Kraftmaschine
fördernden, verschiedenen Einflüsse erfasst und als Ver¬ schleissbeitrage zu entsprechenden Verschleissgraden addiert resp. umgewandelt werden.
Dabei können die Verschleissbeitrage jeweils zu einem einheit¬ lichen Gesamtverschleissgrad umgewandelt werden.
Vorteilhaft kann das erfindungsgemässe Verfahren beim Messen einzelner Gewichtslasten unter Berücksichtigung der Be¬ lastungsdauer eingesetzt werden, wobei diese Beanspruchungen nach Umwandlung in einen entsprechenden Verschleissbeitrag aufaddiert werden, wenn weitere, den Verschleiss der Kraftma¬ schine fördernden Einflüsse erfasst und nach Umwandlung in einen entsprechenden Verschleissbeitrag zu den den Ver¬ schleissgrad durch die Gewichtslasten mitbestimmenden Ver- schleissbeiträgen addiert werden.
Dadurch kann eine genauere Beurteilung des Betriebszustandes einer Kraftmaschine vorgenommen werden.
Vorzugsweise können die den Verschleiss der Kraftmaschine be¬ einflussende Anzahl der Schaltvorgänge bzw. -zyklen oder die daraus folgenden Ein- und Ausschaltlastmomente erfasst werden.
Weiterhin kann die Fördergeschwindigkeit als den Verschleiss der Kraftmaschine erhöhenden Wert erfasst und bei der Errech¬ nung des momentanen Verschleissbeitrages berücksichtigt wer¬ den.
Zur Verbesserung des Ergebnisses für eine Bewertung des Be¬ triebszustandes der Kraftmaschine kann die Beschleunigung und/oder Verzögerung der Antriebsbewegung erfasst und nach dem Umwandeln in einen Verschleissbeitrag bzw. in Verschleissbei¬ trage den vorhandenen Verschleissgraden zuaddiert werden.
Der Verschleissgrad der Kraftmaschine kann auch durch relativ
hohe Umgebungstemperaturen, deren Wechselhaftigkeit und/oder die durch die zugeführte Energie in der Kraftmaschine erzeugte Wärme spürbar beeinflusst werden, sodass deren Erfassung und Anrechnung die Objektivität des Verschleissgrades verbessert.
Es können zur Bestimmung des Verschleissgrades weitere, letz¬ teren erheblich beeinflussenden physikalische Belastungen der Kraftmaschine berücksichtigt werden.
Ebenso können der Beurteilung des Verschleissgrades die ein¬ zelnen physikalischen Einflüsse wahlweise unterstellt werden.
Zweckmässig kann der an der Kraftmaschine erreichte Ver¬ schleissgrad mit einem entsprechenden einstellbaren Sollwert verglichen und ausgewertet werden.
Vorteilhaft kann bei Ueberschreiten eines Verschleissgrad- Sollwertes oder eines bestimmten Verschleissbeitrages ein Sig¬ nal ausgelöst werden.
Als günstig erweist es sich, wenn die Unterhalts- und Inεpek- tionsintervalle durch die Bestimmung eines Sollwertes als Ver¬ schleissgrad festgelegt werden.
Als geeignet erweist sich der Verschleissgrad bzw. dessen Zu¬ standekommen bei der Bestimmung der (noch) zu erwartenden Le¬ bensdauer einer Kraftmaschine.
Die Auswertung der Verschleissbeitrage kann an der elektris¬ chen Kraftmaschine oder davon entfernt bspw. an einem PC er¬ folgen.
Für das Erfassen der Gewichtslast einer elektrischen Kraftma¬ schine, insbesondere eines Hebezeuges wie beispielsweise eines
Ketten- oder Seilzuges, eines Laufkrans oder dgl., Drehkrans oder einer Hängebahn, eines Hängekrans, eines Liftes oder an¬ deren einen Lastweg überwindenden/zurücklegenden Förderein¬ richtungen oder einer Bearbeitungs aschine, beispielsweise Bohr-oder Schleifmaschine, eines Elektromotors oder Hubstap¬ lers, kann ein daraus resultierender Verschleissbeitrag zweck- mässig durch Messung der elektrischen Wirkleistung an wenig¬ stens einer Wicklung des Antriebsmotors ermittelt werden.
Die Erfindung wird anschliessend anhand zweier, eine elek¬ trisch betriebene Kraftmaschine vermittelnden Schem 's bei¬ spielhaft beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein die Erfindung betreffendes Schaltschema für eine als Hebe¬ zeug ausgebildete Kraftmaschine und
Fig. 2 eine Darstellung des Verschleiss¬ grades aufgrund ermittelter Ver¬ schleissbeitrage eines Hebezeuges gemäss Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine an eine Stromquelle anschliessbare elektri¬ sche Steuereinheit 1, welcher Schalter 2,3,4 zur Betätigung eines Hebezeuges 5 zugeordnet sind. Diese Schalter 2,3,4 sind für die Funktionen Hub, Senken und Schnellgang einer zu bewe¬ genden Last 6 bestimmt.
An die Steuereinheit 1 schliesst ein mit dieser elektrisch verbundener Motor 7 an, der mit einem Hubgetriebe 8 gekuppelt ist.
Die Schalter 2,3,4 sind gleichwohl mit einer Datenerfassungs- einrichtung 9 verbunden, in welcher die einzelnen Betriebspa¬ rameter jeweils aufgenommen werden. An die Datenerfassungseinrichtung 9 ist eine bzw. sind mehrere
mit der von der Steuereinheit 1 zum Motor 7 führenden Strom¬ leitung 10 verbundene Messleitungen 11 angeschlossen, durch welche die vom Motor 7 aufgenommene Leistung rechnerisch er¬ fasst werden kann.
Zur Erfassung der Motortemperatur führt eine weitere Verbin¬ dung 12 an die Datenerfassungseinrichtung 9. Von der Datener¬ fassungseinrichtung 9 werden die Daten geordnet über eine Lei¬ tung 13 an eine Datenauswertungseinrichtung 14 übertragen und gespeichert. Die Datenauswertungseinrichtung 14 resp. ein sog. elektronischer, nicht flüchtiger Speicherbaustein besteht im wesentlichen aus einem Mikroprozessor mit einem nicht flüchti¬ gen Speicher. Im Mikroprozessor werden die empfangenen Daten ausgewertet und können in einen den entsprechenden einheitli¬ chen Verschleisbeitrag umgewandelt und/oder weiterverarbeitet werden.
Die Weiterverarbeitung sieht auch die Möglichkeit vor, dass bei einer Ueberbeanspruchung des Hebezeuges 5 bzw. des Motors 7, die Steuereinheit 1 über eine Notstoppleitung 15 ausge¬ schaltet bzw. das Hebezeug 5 ausgeschaltet wird. Ausgangsleitung 16 führt an eine nicht veranschaulichte Aus¬ leseeinheit, beispielsweise einen PC, der die Daten lesbar darstellt.
In Fig. 2 sind auf eine einfache beispielhafte Art in einem Diagramm verschiedenartig entstandene Verschleissbeitrage aus physikalischer Einflussnahme auf eine Kraftmaschine gezeigt. So u.a. sind die Verschleissbeitrage durch die Anzahl der Schaltzyklen nach der Linie 17 und durch die Gewichtslast nach der Linie 18 dargestellt.
Die kummulativ erfassten Verschleissbeitrage sind durch die Linie 19 für den Verschleissgrad der Kraftmaschine, der an der vertikalen Koordinatenachse erscheint, gekennzeichnet, während die horizontale Koordinatenachse die Nutzungsdauer der Kraft- ma-schine vermittelt.
Auf letzterer zeigen die Abschnitte a und b jeweils unter¬ schiedliche Zeiten und zu Verschleissbeiträgen führende Bean¬ spruchungen an einer Kraftmaschine.
Im kürzeren Zeitabschnitt a entsteht aufgrund einer bestimmten Anzahl Schaltungen ein geringerer Verschleissbeitrag als durch die Gewichtslast, bzw. in Zeitabschnitt b ist der Verschleiss¬ beitrag aus der Gewichtslast geringer als derjenige aus der Anzahl Schaltungen.