DE102019001436A1

DE102019001436A1 - Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdruckes nebst zugehöriger Vorrichtung

Info

Publication number: DE102019001436A1
Application number: DE102019001436.7A
Authority: DE
Inventors: Herbert Baltes; Peter Kloft
Original assignee: Hydac Technology GmbH
Current assignee: Hydac Technology GmbH
Priority date: 2019-02-28
Filing date: 2019-02-28
Publication date: 2020-09-03
Also published as: WO2020173637A1

Abstract

Es ist ein Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdrucks auf einer Medienseite 14 eines Hydrospeichers 6, die mittels eines Trennelements 10 von einer weiteren Medienseite 18 desselben separiert ist unter Einsatz einer Zustandsüberwachung 46, die zumindest einen im Betrieb gemessenen Speicherdruck im Hydrospeicher 6 diesem zuordnet, der mit seiner weiteren Medienseite 18 an eine Medienleitung 24 angeschlossen ist, offenbart, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Speicherstation 2 mit mehreren derartigen Hydrospeichern 6 vorgesehen ist, und dass die Zustandsüberwachung 46 mindestens einen Sensor 48 aufweist, der den Mediendruck in der Medienleitung 24 überwacht, an die sämtliche Hydrospeicher 6 mit ihrer weiteren Medienseite 18 angeschlossen sind, sowie weitere Sensoren 52 aufweist, von denen mindestens einer jedem Hydrospeicher 6 zugeordnet einen Rückschluss über den Betriebszustand des Trennelements 10 des jeweiligen Hydrospeichers 6 erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdruckes auf einer Medienseite eines Hydrospeichers, die mittels eines Trennelements von einer weiteren Medienseite desselben separiert ist unter Einsatz einer Zustandsüberwachung, die zumindest einen im Betrieb gemessenen Speicherdruck im Hydrospeicher diesem zuordnet, der mit seiner weiteren Medienseite an eine Medienleitung angeschlossen ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung, insbesondere zum Durchführen eines solchen Verfahrens.
Durch US 9 358 966 B2 ist ein Verfahren nebst einer zugehörigen Vorrichtung zur Überwachung eines Speichervorfülldruckes eines Hydrospeichers bekannt, der Teil eines hydraulischen Bremssystems einer Arbeitsmaschine ist. Dabei werden in einem Lade- und Entladezyklus des Hydrospeichers durch einen mit der Flüssigkeitsseite des Hydrospeichers fluidführend verbundenen Drucksensor vier im Wesentlichen lineare Phasen der Druckänderung auf der Flüssigkeitsseite des Hydrospeichers gemessen. Zusätzlich wird ein erster Druckwert im Übergang von der ersten zu der zweiten Druckänderungsphase und ein zweiter Druckwert im Übergang von der dritten zu der vierten Druckänderungsphase erfasst.
Da bei der bekannten Lösung angenommen wird, dass der Vorfülldruck des Hydrospeichers sich während der gesamten Lebensdauer des Bremssystems lediglich dann ändert, wenn der Hydrospeicher defekt ist, wird der vor Inbetriebnahme des Bremssystems ermittelte Druckwerte-Toleranzbereich des Hydrospeichers durch eine entsprechende, auf einer Rechnereinheit des Bremssystems abgelegte Parametrierung als Referenzwerte für einen Vergleich mit dem jeweils errechneten Speichervorfülldruck für die gesamte Lebensdauer des Trennsystems zur Verfügung gestellt, wobei die Erstellung der genannten Parametrierung sich als aufwändig erweist.
DE 41 16 482 A1 offenbart ein gattungsgemäßes Verfahren bei einem einzelnen Hydrospeicher in Form eines Blasenspeichers als der zugehörigen Vorrichtung. Als Trennelement kommt demgemäß eine elastomere Speicherblase zum Einsatz, die eine Medienseite von einer weiteren Medienseite im Speichergehäuse separiert. Die eine Medienseite weist dabei ein Arbeitsgas regelmäßig in Form von Stickstoff auf und die weitere Medienseite beinhaltet eine Flüssigkeit regelmäßig in Form von Hydrauliköl. Für einen bestimmungsgemäßen Betrieb sind dahingehende Hydrospeicher mit ihrer weiteren Medienseite an eine Medienleitung angeschlossen, die, regelmäßig als Hydraulikleitung ausgebildet, Bestandteil eines Hydraulikkreislauf-Versorgungssystems ist. Ferner ist der Hydrospeicher auf seiner genannten Flüssigkeitsseite mit einer Ventileinrichtung, beispielsweise in Form eines federbelasteten Tellerventils, ausgestattet, die schließt, sobald die gasgefüllte, elastomere Speicherblase unter Einnahme ihres größten Volumens im Speichergehäuse die Flüssigkeit auf der weiteren Medienseite aus dem Hydrospeicher verdrängt hat.
Bei dahingehenden Hydrospeichersystemen ist es nun notwendig, die Gasvorspannung, die zum bestimmungsgemäßen Betrieb erforderlich ist, wie eingangs bereits dargelegt, in gewissen zeitlichen Abständen zu kontrollieren, da in Abhängigkeit von der Betriebsweise des Speichers mit Gasverlusten zu rechnen ist, beispielsweise weil das Arbeitsgas über das elastomere Speicherblasenmaterial durch Permeation auf die Flüssigkeitsseite des Speichers übertritt. Hierzu ist es früher notwendig gewesen, den Flüssigkeitskreislauf mit dem angeschlossenen Speicher drucklos zu machen, jedenfalls zumindest den Teil der Anlage, die den Speicher betrifft, um dann in diesem drucklosen Zustand den Druck-Sollwert bzw. den Gasvorspannungsdruck des in dem Speicher befindlichen Gases zu überprüfen. Zur Durchführung eines solchen Verfahrens ist es durch DE 43 20 383 C2 bekannt, auf der Gasseite eine Füll- und Prüfvorrichtung auf den Hydrospeicher aufzusetzen, was jedoch zeitintensiv ist. Außerdem ist der Hydrospeicher samt dem dazugehörigen Teil des Hydraulikkreislaufs für einen längeren Zeitraum nicht betriebsbereit. Auch ist eine solche Füll- und Prüfvorrichtung erst noch kostenintensiv bereitzustellen.
Hier schafft die Lösung nach der DE 41 16 482 A1 Abhilfe, indem das dort zur Anwendung kommende Messverfahren vorsieht, dass bei einer vorgebbaren Lage des Trennelements der ihm in dieser Lage zuordenbare Gasdruck mittels eines flüssigkeitsseitig angeordneten Druckwertaufnehmers als Teil einer Zustandsüberwachung für den Hydrospeicher gemessen wird, die ihre Messdaten an eine angeschlossene Rechner- nebst zugehöriger Auswerteeinheit übermittelt.
Die Lage des bekannten Trennelements, das neben einer Speicherblase auch aus einem Kolben oder einer Membran bestehen kann, ist derart vorgegeben, dass man den dazu zuordenbaren Gasdruck, durch Versuchsmessungen ermittelt, kennt. Dieser zuordenbare Gasdruck lässt sich durch den flüssigkeitsseitig angeordneten Druckwertaufnehmer messen und ins Verhältnis zu dem gewünschten Gasdruck-Sollwert bzw. der Gasvorspannung setzen. Bei einem Unterschreiten dieses letztgenannten Wertes durch den Gasdruck-Istwert ist der Gasdruck- oder Hydrospeicher mittels der bereits angesprochenen Füllvorrichtung erneut befüllbar. Dergestalt ist nach Durchführung von Versuchsmessungen eine kontinuierliche Überwachung des Speichers möglich und die Einsatzbereitschaft des an den Speicher angeschlossenen Hydraulikkreislaufs nicht beeinträchtigt.
Zwar lässt sich auch bei dieser bekannten Lösung die Messwertaufnahme und gegebenenfalls das Nachfüllen des Gasdruckspeichers (Hydrospeichers) automatisieren; allein die vorab durchzuführenden Versuchsmessungen, auch wenn sie nur einmalig für einen spezifischen Hydrospeichertyp erfolgen, sind zeitaufwändig und kostenintensiv.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdrucks nebst Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, die unter Beibehalten der Vorteile der zuletzt genannten bekannten Lösung, nämlich eine Überprüfung der Gasvorspannung in dem Hydrospeicher zu erlauben, ohne dass die Einsatzbereitschaft für den zugehörigen Hydraulikkreislauf beeinträchtigt ist, derart weiter zu verbessern, dass vorab durchzuführende Versuchsmessungen, auch im Rahmen einer Parametrierung ( US 9 358 966 B2 ), entfallen können.
Eine dahingehende Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.
Dadurch, dass gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 eine Speicherstation mit mehreren derartigen Hydrospeichern vorgesehen ist und dass die Zustandsüberwachung mindestens einen Sensor aufweist, der den Mediendruck in der Medienleitung überwacht, an die sämtliche Hydrospeicher mit ihrer weiteren Medienseite angeschlossen sind, sowie weitere Sensoren aufweist, von denen mindestens einer jedem Hydrospeicher zugeordnet einen Rückschluss über den Betriebszustand des Trennelementes des jeweiligen Hydrospeichers erlaubt, ist es möglich, die in einer Art Parallelanordnung an die gemeinsame Medien- respektive Flüssigkeitsleitung angeschlossenen, verbleibenden Hydrospeicher zur Versorgung des Hydraulikkreislaufes weiter einzusetzen, auch wenn ein Speicher der Parallelanordnung für eine Messwertüberprüfung der Gasvorspannung weitestgehend oder vollständig vom Netz respektive vom Anschluss an den Hydraulikkreislauf über die zugehörige Medien- oder Flüssigkeitsleitung genommen ist.
Demgemäß ist, frei von vorangehenden Versuchsmessungen oder Parametrierungen, ein Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdruckes, vorzugsweise in Form des sogenannten Speichervorfülldruckes, für einen Hydrospeicher der genannten Parallelanordnung geschaffen, was verlustfrei für den angeschlossenen Hydraulikkreislauf erfolgt. Dies hat so keine Entsprechung im Stand der Technik.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der jeweilige Hydrospeicher mit einer Ventileinrichtung derart versehen wird, dass bei einer Abkopplung von der Medienleitung oder einem Zuschalten an die Medienleitung mittels der Ventileinrichtung der eine Sensor den Mediendruck aufseiten der gemeinsamen Medienleitung sämtlicher, in Parallelanordnung angeschlossener Hydrospeicher ermittelt und durch den jeweils weiteren Sensor der zuzuordnende Hydrospeicher mit der derart betätigten Ventileinrichtung ermittelbar respektive detektierbar ist.
Besteht die Ventileinrichtung bei einem Blasenspeicher regelmäßig aus einem federbelasteten Tellerventil, wird dieses zwangsläufig geschlossen, sobald durch Druckabfall auf der Flüssigkeitsseite des Speichers die Speicherblase mit ihrem Gasvorrat sich ausdehnt und dabei mit ihrer bodenseitigen Vorwölbung den Teller des Tellerventils in seine Schließrichtung bewegt, bei dem der Teller in Anlage mit einem zugehörigen Ventilsitz auf der Flüssigkeitsanschlussseite des Blasenspeichers in Richtung der gemeinsamen Medienleitung gelangt.
Insbesondere bei Einsatz von einzelnen, elektrisch betätigbaren Schaltventilen als Ventileinrichtung für jeden Hydrospeicher, könnte man diese ergänzend auch dafür einsetzen, einzelne Hydrospeicher, die von ihrem Speichervolumen auch unterschiedlich ausfallen können, je nach Bedarf einzeln in den Hydraulikkreislauf über die gemeinsame Medien- oder Flüssigkeitsleitung zuzuschalten, um derart in unterschiedlicher Weise die Versorgung für den Hydraulikkreislauf sicherstellen zu können. Im Hinblick auf die Parallelanordnung der einzelnen Hydrospeicher wäre dergestalt eine Art kaskadenförmiger Abruf von Druckverläufen für den Hydraulikkreislauf möglich bei gleichzeitiger Speicherdrucküberwachung für einzelne Speicher des Blockes.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der eine Sensor permanent den Druck in der gemeinsamen Medienleitung überwacht und an die Rechnereinheit weitergibt, wobei der jeweils weitere Sensor, vorzugsweise als Näherungsschalter ausgebildet, das Betätigen insbesondere den Endzustand des Schließens der Ventileinrichtung eines zugeordneten Hydrospeichers überwacht und als den den jeweiligen Hydrospeicher erkennenden Schließzustand an die Rechnereinheit gleichfalls weitergibt, so dass zur Überprüfung eines vorgebbaren Speicherdruckes, insbesondere in Form des Speichervorfülldruckes, der mittels des einen Sensors gemessene Flüssigkeitsdruck dem mittels des weiteren Sensors erkannten Hydrospeicher unmittelbar zugeordnet werden kann.
Dergestalt lässt sich mit einem Minimum an Sensorik die Zustandsüberwachung durchführen, die zeitnah und mit geringem Rechneraufwand durchgeführt werden kann.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der eine Sensor als Druckwertaufnehmer ausgebildet permanent den Druck in der Medien- oder Flüssigkeitsleitung überwacht und die sich hieraus ergebenden Druckmesswerte an die Rechnereinheit weitergibt. Wird dann ein einzelner Näherungsschalter als weiterer Sensor und somit als Teil der Zustandsüberwachung mittels eines Tellerventils durch Betätigen und Schließen mittels der Speicherblase des Hydrospeichers ausgelöst, wird der derart in der Medien- oder Flüssigkeitsleitung gemessene Druck des ersten Sensors in der Rechnereinheit gespeichert. Dadurch ist es ermöglicht, den gemessenen Speicherdruck in der Medien- oder Flüssigkeitsleitung exakt einem Hydrospeicher in der Speicherstation zuzuordnen, dessen Näherungsschalter als weiterer Sensor ausgelöst hat, um diesen im dahingehenden Bedarfsfall zu überprüfen. Dabei entspricht der zuletzt gemessene Flüssigkeitsdruck beim Schließen des letzten Näherungsschalters demjenigen Speicher innerhalb des Blockes mit dem geringsten Vorfülldruck.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Messverfahrens weist eine Zustandsüberwachung für eine Speicherstation mit mehreren Hydrospeichern auf, die mit ihrer jeweiligen weiteren Medienseite in Parallelanordnung zueinander über eine zugeordnete Ventileinrichtung in eine gemeinsame Medienleitung ausmünden, die für eine permanente Flüssigkeitsdrucküberwachung an einen Sensor angeschlossen ist, wobei jede Ventileinrichtung mittels eines weiteren Sensors überwacht ist, und wobei alle Sensoren an eine Rechner- nebst Auswerteeinheit angeschlossen sind.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdruckes anhand einer Vorrichtung zum Durchführen eines derartigen Verfahrens nach der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

1 in einer Seitenansicht vier in Parallelschaltung zueinander angeordnete Hydrospeicher, die an eine gemeinsame Medienleitung angeschlossen sind;
2 in vergrößerter Darstellung in der Art eines Längsschnittes den unteren Teil des in Blickrichtung auf die 1 links dargestellten Hydrospeichers;
3 eine schematische Blockdarstellung zumindest eines Teils der Zustandsüberwachung der Vorrichtung aus 1; und
4 ein kartesisches Koordinatensystem, in dem die Messwerte des einen Sensors, der Druckwerte in einer mit der jeweiligen weiteren Medienseite zweier Hydrospeicher verbundenen Medienleitung erfasst, gegenüber der Zeit aufgetragen sind.

Unter Hydrospeicher im Sinne der Erfindung sollen gasbelastete Druckspeicher mit einem Trennelement, wie ein Blasen-, Kolben- oder Membranspeicher, verstanden werden. Bei den dahingehenden Speichern tritt grundsätzlich das Problem auf, dass von der Gasseite her über das Trennelement Gas auf die Flüssigkeitsseite des Speichers gelangt, so dass im Laufe des Betriebs die Gasvorspannung respektive der Gasdruck sich ungewollt verringert, was sich nachteilig auf die Funktion des derart ausgestalteten Hydrospeichers auswi rkt.
Ferner werden derartige Hydrospeicher regelmäßig in Hydrauliksystemen für vielseitigste Anwendungen eingesetzt und dienen beispielsweise der Energiespeicherung, der Notbetätigung, der Leckölkompensation, der Volumenkompensation, der Schockabsorption und der Pulsationsdämpfung.
Solche Hydrauliksysteme, in denen Hydrospeicher zum Einsatz kommen, weisen regelmäßig einen hydraulischen Verbraucher auf, beispielsweise in Form eines Arbeitszylinders oder eines Hydromotors, die von einer zentralen Druckversorgungseinrichtung, wie beispielsweise einer Hydropumpe mit Druckfluid, versorgt sind. Geeignete Druckfluide, wie Hydraulikmedien, werden fachsprachlich auch mit Hydrauliköl oder kurz Öl bezeichnet.
Die insbesondere in der 1 gezeigte Medien- oder Flüssigkeitsleitung 24 ist Bestandteil eines solchen ansonsten nicht näher dargestellten Hydraulik- oder Medienkreislaufs für ein solches Versorgungssystem.
Die bei der vorliegenden Erfindungslösung zum Einsatz kommenden einzelnen Hydrospeicher sind als Blasenspeicher mit Tellerventil ausgebildet, wie sie detailliert in der DE 10 2011 103 424 A1 aufgezeigt sind. Insoweit wird im Folgenden der erfindungsgemäß eingesetzte Hydrospeicher nur noch von seinen wesentlichen Komponenten her erläutert und nur insoweit es für das Verständnis der erfindungsgemäßen Lösung notwendig ist.
In 1 ist eine Speicherstation 2 dargestellt, die mehrere als Blasenspeicher 4 ausgebildete Hydrospeicher 6 umfasst, die jeweils ein Gehäuse 8 und ein in dem Gehäuse 8 angeordnetes Trennelement 10 in Form einer elastischen Blase 12 aufweisen, das in dem Gehäuse 8 eine Medienseite 14 in der Blase 12, insbesondere Gasseite 16, des Hydrospeichers 6 von einer weiteren Medienseite 18 außerhalb der Blase 12, insbesondere Flüssigkeitsseite 20, vorzugsweise Ölseite, des Hydrospeichers 6 trennt.
Zur fluidführenden Verbindung der weiteren Medienseite 18 jedes Hydrospeichers 6 mit einer gemeinsamen Medienleitung 24 weist jeder Hydrospeicher 6 ein in 2 in einem Längsschnitt gezeigtes Anschlussteil 26 auf, wobei die 2 eine vergrößerte Teilansicht der 1 im Bereich des Anschlussteils 26 darstellt. Das Anschlussteil 26 erstreckt sich in Axialrichtung von dem Gehäuse 8 weg und ist im Wesentlichen als ein Hohlzylinder 28 ausgebildet, in dem eine Ventileinrichtung 30 in Form eines Tellerventils 32 in Axialrichtung des Gehäuses 8 verfahrbar geführt ist. Ein Energiespeicher 34 in Form einer Druckfeder 36 stützt sich mit seinem einen Ende auf der der Blase 12 abgewandten Seite eines Ventilschließgliedes in Form eines Tellers 38 des Tellerventiles 32 und mit seinem anderen Ende an einer Hohlbüchse 40 ab, die koaxial in dem einen Anschlussteil 26 festgelegt und ein integraler Bestandteil dessen 26 ist. Das die Hohlbüchse 40 in dem Hohlzylinder 28 festlegende Verbindungsteil, das in den Figuren nicht dargestellt ist, ist von mindestens zwei Längsbohrungen 42 durchbrochen, die eine fluidführende Verbindung der weiteren Medienseite 18 des Hydrospeichers 6 mit der Medienleitung 24 herstellen. Eine an ihrem einen Ende mit dem Teller 38 verbundene Ventilstange 44 des Tellerventiles 32 ist in der Hohlbüchse 40 in Axialrichtung des Hydrospeichers 6 längsverfahrbar geführt.
Des Weiteren ist, wie in den 1 und 3 ersichtlich ist, eine der Speicherstation 2 zugeordnete Zustandsüberwachung 46 vorgesehen, die einen, insbesondere einen einzigen, den Flüssigkeitsdruck in der gemeinsamen Medienleitung 24 messenden Sensor 48 in Form eines Druckwertaufnehmer 50, jeweils einen zwischen dem dem Speichergehäuse 8 abgewandten Ende des einen Anschlussteils 26 und der Hohlbüchse 40 zumindest teilweise angeordneten weiteren Sensor 52 in Form eines aus dem Stand der Technik bekannten induktiven oder kapazitiven Näherungsschalters 54, und eine, insbesondere eine einzige, Rechnereinheit 56 (nur in 3 dargestellt) umfasst, wobei die Rechnereinheit 56 mit dem einen Sensor 48 und jedem weiteren Sensor 52 für eine Übermittlung von Zustands- oder Messwerten elektrisch verbunden, die Sensoren 48, 52 für einen Messvorgang ansteuert und die Messwert-Auswertung vornimmt. Der Sensor 48 übermittelt der Rechnereinheit 56 permanent die in der Medienleitung 24 gemessenen Druckwerte. Zudem umfasst die Zustandsüberwachung die Ventileinrichtung 30.
Der weitere Sensor 52 und die Ventileinrichtung 30, insbesondere die Ventilstange 44, eines jeden Hydrospeichers 6 (1) sind derart entsprechend der Funktionsweise des induktiven oder kapazitiven Näherungsschalters 54 eingerichtet und zueinander angeordnet, dass mittels des weiteren Sensors 52 bei einer Entladung des Hydrospeichers 6 das Erreichen der Schließstellung des Ventiltellers 38, nämlich ein in Anlage gelangen des Ventiltellers 38 an einem Ventilsitz 58 der Ventileinrichtung 30 und/oder bei einer Ladung des Hydrospeichers 6 ein Verlassen der dahingehenden Schließstellung, das heißt ein Öffnen der Ventileinrichtung 30, detektierbar ist. Der Ventilsitz 58 der Ventileinrichtung 30 ist durch ein in das Gehäuse 8 hineinragendes Ende des einen Anschlussteils 26 gebildet.
Dergestalt lässt sich mit einem Minimum an Sensorik 48, 52 die Zustandsüberwachung 46 durchführen, die zeitnah und mit einem geringen Rechenaufwand der Rechnereinheit 56 durchführbar ist.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der 4 näher erläutert, in der der Flüssigkeitsdruck in der mit der jeweiligen weiteren Medienseite 18 zweier Hydrospeicher 62, 64 verbundenen Medienleitung 24 (1) über die Zeit in einem kartesischen Koordinatensystem aufgetragen ist, wobei kein weiterer Hydrospeicher, insbesondere nicht die weiteren in 1 gezeigten Hydrospeicher 6 vorgesehen oder zumindest nicht fluidführend mit der gemeinsamen Medienleitung 24 verbunden sind.
Initial wird die Gasseite 16 eines jeden Hydrospeichers 62, 64 (1) über ein an dem dem Ende des Gehäuses 8 mit dem einen Anschlussteil 26 für Flüssigkeit gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 8 angeordnetes weiteres Anschlussteil 60 für Gas mit einem vorgebbaren Druck-Sollwert mit Gas befüllt, der auch als Gasvorspannung oder Speichervorfülldruck bezeichnet wird und der zum bestimmungsgemäßen Betrieb des jeweiligen Hydrospeichers 62, 64 erforderlich ist. Die derart mit Gas vorgespannte jeweilige Speicherblase 12 füllt das Gehäuse 8 zumindest bei druckloser Flüssigkeitsseite 20 des jeweiligen Speichers 62, 64 vollständig aus und schließt das Tellerventil 32, so dass der Teller 38 entgegen der Kraftrichtung der Druckfeder 36 in dichtender Anlage mit dem Ventilsitz 58, nämlich mit dem in das Gehäuse 8 hineinragenden Ende des einen Anschlussteiles 26, ist.
Die Ventileinrichtungen der für den Funktionsverlauf in 4 verwendeten beiden Hydrospeicher 62, 64 schließen zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Dies kann daher rühren, dass die Hydrospeicher 62, 64 initial mit unterschiedlichen Gasvorspannungsdrücken befüllt werden, ist aber auch selbst bei Vorsehen von zwei baugleichen Hydrospeichern mit initial gleicher Gasvorspannung aufgrund von üblichen Fertigungstoleranzen und Toleranzen der Materialeigenschaften der Hydrospeicher gegeben.
Sind die beiden Hydrospeicher 62, 64 (1) an die gemeinsame Medienleitung 24 angeschlossen und erreicht oder übersteigt der Druck der Flüssigkeit in der Medienleitung 24 den Wert der vorgebbaren jeweiligen Gasvorspannung (Flüssigkeitszulauf), dann öffnet das jeweilige Tellerventil 32 und die Flüssigkeit fließt in das Innere des jeweiligen Speichers 62, 64, nämlich in die jeweilige weitere Medienseite 18, und komprimiert das Gas in der Speicherblase 12, wobei sich das Gasvolumen in der Blase 12 um das aufgenommene Flüssigkeitsvolumen verringert. Der Druckwert in der gemeinsamen Medienleitung 24 entspricht in einem Zustand, in dem die Ventileinrichtungen 30 der beiden Hydrospeicher 62, 64 geöffnet sind, dem Druckwert in der jeweiligen weiteren Medienseite 18 des jeweiligen Speichers 62, 64.
In 4 stellt ein Druckwert P1 in der Medienleitung 24 der beiden Hydrospeicher 62, 64 einen, den Druck der Gasvorspannung übersteigenden Druckwert dar, wobei der Druck mit der Zeit ausgehend von dem Druckwert P1 in Richtung des Druckwertes P2 ansteigt.
Bei Flüssigkeitsentnahme aus der Medienleitung 24 (1) und damit aus den Flüssigkeitsseiten 20 der beiden Speicher 62, 64 werden die jeweiligen Speicherblasen 12 der Speicher 62, 64 wiederum größer bis die Speicherblase 12 des ersten Hydrospeichers 62 in eine Stellung gelangt, in der diese eine Kraft auf den Teller 38 des Tellerventils 32 ausübt, der dadurch gegen die Kraft des Energiespeichers 34 in seine Schließstellung, nämlich an dem Ventilsitz 58 zur Anlage, gelangt. Dadurch wird die Flüssigkeitsseite 20 des ersten Speichers 62 von der gemeinsamen Medienleitung 24 getrennt bzw. abgekoppelt.
In 4 sind die Druckwerte einer Entladung der Medienleitung 24 und damit der Flüssigkeitsseiten 20 der beiden Speicher 62, 64 über die Zeit ausgehend von dem Druckwert P2 in Richtung zu einem Druckwert P3 aufgetragen, bei dem das Tellerventil 32 des ersten Hydrospeichers 62 in seine Schließstellung gelangt. Das Erreichen der Schließstellung des ersten Hydrospeichers 62 wird von dessen weiterem Sensor 52 detektiert und die dahingehenden Messdaten von der Rechnereinheit 56 empfangen, die daraufhin eine Abspeicherung des durch den einen Sensor 48 gemessenen und von diesem an die Recheneinheit 56 übermittelten Druckwertes P3 in der Medienleitung 24 in einem in den Figuren nicht gezeigten Datenspeicher veranlasst, wodurch das Erreichen der Schließstellung des Tellerventils 32 des ersten Hydrospeichers 62 von der Rechnereinheit 56 dem Druckwert P3 zuordenbar ist.
Der Druckwert in der gemeinsamen Medienleitung 24 (1) entspricht in einem Zustand, in dem die Ventileinrichtung 30 des ersten Hydrospeichers 62 geschlossen und die Ventileinrichtung 30 des zweiten Hydrospeichers 64 geöffnet ist, dem Druckwert in der weiteren Medienseite 18 des zweiten Speichers 64.
Bei einer weiteren Flüssigkeitsentnahme aus der Medienleitung 24 (1) und damit aus dem zweiten Speicher 64 wird dessen Speicherblase 12 weiterhin größer bis sie in eine Stellung gelangt, in der diese eine Kraft auf den Teller 38 des Tellerventils 32 ausübt, der dadurch gegen die Kraft des Energiespeichers 34 in seine Schließstellung, nämlich an dem Ventilsitz 58 zur Anlage gelangt. Dadurch wird die Flüssigkeitsseite 20 des zweiten Speichers 64 von der gemeinsamen Medienleitung 24 getrennt bzw. abgekoppelt. Die Ventileinrichtung 30 des ersten Hydrospeichers 62 verbleibt aufgrund der Druckverhältnisse in den Medienseiten 14, 18 des ersten Hydrospeichers 62 während der weiteren Flüssigkeitsentnahme durchgehend in ihrer Schließstellung.
In 4 sind die Druckwerte einer weiteren Entladung der Medienleitung 24 und damit des zweiten Speichers 64 ausgehend von dem Druckwert P3 bis zu einem Druckwert P4 aufgetragen, bei dem das Tellerventil 32 des zweiten Hydrospeichers 64 in seine Schließstellung gelangt. Das Erreichen der Schließstellung des zweiten Hydrospeichers 64 wird von dessen weiterem Sensor 52 detektiert und die dahingehenden Messdaten von der Rechnereinheit 56 empfangen, die daraufhin eine Abspeicherung des durch den einen Sensor 48 aktuell gemessenen und von diesem an die Recheneinheit 56 übermittelten Druckwertes P4 in der Medienleitung 24 in dem in den Figuren nicht gezeigten Datenspeicher veranlasst, wodurch das Erreichen der Schließstellung des Tellerventils 32 des zweiten Hydrospeichers 64 von der Rechnereinheit 56 dem Druckwert P4 zuordenbar ist.
Aus den bei Erreichen der Schließstellung der jeweiligen Ventileinrichtung 30 des ersten und des zweiten Hydrospeichers 62, 64 gemessenen Druckwerten P3 bzw. P4 ist die aktuelle Gasvorspannung P₀ des ersten und des zweiten Hydrospeichers 62, 64 ableitbar. Anstatt der Druckwertmessung in der gemeinsamen Medienleitung 24 bei einem Erreichen der Schließstellung der Ventileinrichtung 30 während einer Flüssigkeitsentnahme aus der Medienleitung 24 kann ebenso eine Druckwertmessung in der gemeinsamen Medienleitung 24 bei einem Verlassen der Schließstellung während eines Flüssigkeitszuflusses in die Medienleitung 24 vorgesehen sein, das heißt bei einem Öffnen der jeweiligen Ventileinrichtung 30, wobei die derart gemessenen Druckwerte dann an die Stelle der Druckwerte P3 und P4 treten.
Aufgrund des Vorsehens von zwei Hydrospeichern 62, 64 in einer Art Parallelanordnung, die an die gemeinsame Medienleitung 24 angeschlossen sind, ist der zweite Hydrospeicher 64 zur Versorgung eines in den Figuren nicht gezeigten Hydraulikkreislaufes, der über die Medienleitung 24 mit den Hydrospeichern 62, 64 fluidführend verbunden ist, weiter einsetzbar, selbst wenn der erste Speicher 62 der Parallelanordnung für eine Messwertüberprüfung der Gasvorspannung weitestgehend oder vollständig vom Anschluss an den Hydraulikkreislauf über die zugehörige Medienleitung 24 genommen ist. Dadurch ist ein Verfahren zum Ermitteln des Speichervorfülldruckes für den ersten Hydrospeicher 62 der Parallelanordnung geschaffen, das verlustfrei für den angeschlossenen Hydraulikkreislauf erfolgt.
Bei einer Entladung der Speicherstation 2 ist, bei einem Ansprechen des zeitlich letzten weiteren Sensors 52 des zweiten Speichers 64 in Kombination mit dem zeitlich zuletzt von dem einen Sensor 48 der Rechnereinheit 56 übermittelten Flüssigkeitsdruck, von der Rechnereinheit 56 der zweite Hydrospeicher 64 als der Hydrospeicher der Speicherstation 2 erkennbar, der den geringsten Speichervorfülldruck Po, das heißt Gasvorspannungsdruck, aufweist.
Alternativ zu dem Vorsehen eines Tellerventils 32 können elektrisch betätigbare Schaltventile als Ventileinrichtung 30 für jeden Hydrospeicher 6, 62, 64 eingesetzt werden, bei deren Einsatz diese zusätzlich dazu dienen könnten, einzelne Hydrospeicher 6, 62, 64, die von ihrem Speichervolumen auch unterschiedlich ausfallen können, je nach Bedarf einzeln in den Hydraulikkreislauf über die gemeinsame Medienleitung 24 zuzuschalten, um derart in unterschiedlicher Weise die Versorgung für den Hydraulikkreislauf sicherstellen zu können. Im Hinblick auf die Parallelanordnung der einzelnen Hydrospeicher 6, 62, 64 wäre dergestalt eine Art kaskadenförmiger Abruf von Druckverläufen für den Hydraulikkreislauf möglich bei gleichzeitiger Speicherdrucküberwachung für einzelne Speicher 6, 62, 42 der Station 2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9358966 B2 [0002, 0009]
DE 4116482 A1 [0004, 0006]
DE 4320383 C2 [0005]
DE 102011103424 A1 [0025]

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Speicherdrucks auf einer Medienseite (14) eines Hydrospeichers (6), die mittels eines Trennelements (10) von einer weiteren Medienseite (18) desselben separiert ist unter Einsatz einer Zustandsüberwachung (46), die zumindest einen im Betrieb gemessenen Speicherdruck im Hydrospeicher (6) diesem zuordnet, der mit seiner weiteren Medienseite (18) an eine Medienleitung (24) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speicherstation (2) mit mehreren derartigen Hydrospeichern (6) vorgesehen ist, und dass die Zustandsüberwachung (46) mindestens einen Sensor (48) aufweist, der den Mediendruck in der Medienleitung (24) überwacht, an die sämtliche Hydrospeicher (6) mit ihrer weiteren Medienseite (18) angeschlossen sind, sowie weitere Sensoren (52) aufweist, von denen mindestens einer jedem Hydrospeicher (6) zugeordnet einen Rückschluss über den Betriebszustand des Trennelements (10) des jeweiligen Hydrospeichers (6) erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zum Ermitteln des Speichervorfülldruckes (Po) eines jeweiligen Hydrospeichers (6) auf dessen einer Medienseite (14) dient.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Hydrospeicher (6) mit einer Ventileinrichtung (30) als Teil der Zustandsüberwachung (46) derart versehen wird, dass bei einer Abkopplung von der Medienleitung (24) oder einem Zuschalten an die Medienleitung (24) mittels der Ventileinrichtung (30) der eine Sensor (48) den Mediendruck aufseiten der gemeinsamen Medienleitung (24) sämtlicher Hydrospeicher (6) ermittelt und durch den weiteren Sensor (52) der Hydrospeicher (6) mit der derart betätigten Ventileinrichtung (30) ermittelbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustands- oder Messwerte an eine Rechnereinheit (56) der Zustandsüberwachung (46) übermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder weitere Sensor (52) ausschließlich die Überwachung der Öffnungs- und/oder Schließstellung der Ventileinrichtung (30) des jeweiligen Hydrospeichers (6) durchführt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Sensor (48) permanent den Druck in der gemeinsamen Medienleitung (24) überwacht und an die Rechnereinheit (56) weitergibt, und dass der jeweils weitere Sensor (52), vorzugsweise als Näherungsschalter (54) ausgebildet, das Betätigen, insbesondere den Endzustand des Schließens, der Ventileinrichtung (30) eines zugeordneten Hydrospeichers (6) überwacht und als den den jeweiligen Hydrospeicher (6) erkennenden Zustand an die Rechnereinheit (56) gleichfalls weitergibt, so dass zur Überprüfung eines vorgebbaren Speicherdruckes, insbesondere in Form des Speichervorfülldruckes (P₀), der mittels des einen Sensors (48) gemessene Flüssigkeitsdruck dem mittels des weiteren Sensors (52) erkannten Hydrospeichers (6) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer flüssigkeitsseitigen Entladung aller Hydrospeicher (6) der Speicherstation (2) der zeitlich zuletzt mittels des einen Sensors (48) gemessene Flüssigkeitsdruck beim Ansprechen des zeitlich letzten weiteren Sensors (52) innerhalb der Speicherstation (2) den Hydrospeicher (6) mit dem geringsten Speichervorfülldruck (P₀) unter Einsatz der Rechnereinheit (56) ergibt.
Vorrichtung, insbesondere zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zustandsüberwachung (46) für eine Speicherstation (2) mit mehreren Hydrospeichern (6) vorgesehen ist, die mit ihrer jeweiligen weiteren Medienseite (18) über eine zugeordnete Ventileinrichtung (30) in eine gemeinsame Medienleitung (24) ausmünden, die für eine permanente Flüssigkeitsdrucküberwachung an einen Sensor (48) angeschlossen ist, dass jede Ventileinrichtung (30) mittels eines weiteren Sensors (52) überwacht ist, und dass alle Sensoren (48, 52) an eine Rechner- (56) nebst Auswerteeinheit angeschlossen sind.