DE102020200135A1

DE102020200135A1 - System und Verfahren zur Bestimmung des mechanischen Verschleisses in einer Maschine mit Stellgliedern

Info

Publication number: DE102020200135A1
Application number: DE102020200135.9A
Authority: DE
Inventors: Lance R. Sherlock
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 2019-01-08
Filing date: 2020-01-08
Publication date: 2020-07-09
Also published as: BR102020000249A2; US20200217047A1; CN111411658A

Abstract

System und Verfahren zum Ermitteln des Verschleißes eines mechanischen Stellglieds, das so konfiguriert ist, dass es ein mit einer Arbeitsmaschine operativ verbundenes Anbaugerät bewegt. Der mechanische Sensor umfasst einen Sensor, einen Zylinder und eine Stange, und ist so konfiguriert, dass er aus dem Zylinder aus- und einfährt, wobei das mechanische Stellglied operativ mit dem Anbaugerät und der Arbeitsmaschine verbunden ist, um das Anbaugerät in Bezug auf die Arbeitsmaschine als Reaktion auf einen von einem elektronischen Steuermodul übertragenen Maschinenbefehl zu bewegen. Eine eingefahrene Referenzposition der Stange wird anhand eines Mindestabstandes zwischen Anbaugerät und Arbeitsmaschine ermittelt. Eine erweiterte Referenzposition der Stange wird auf der Grundlage eines maximalen Abstands zwischen dem Anbaugerät und der Arbeitsmaschine ermittelt. Der eingefahrene Referenzort bzw. der ausgefahrene Referenzort wird mit einem oder mehreren Schwellenwerten verglichen, um einen Vergleichswert zu gewinnen. Der mechanische Verschleiß wird anhand des Vergleichswertes bestimmt.

Description

GEBIET DER OFFENBARUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf eine Maschine mit Stellgliedern, insbesondere auf ein Steuersystem und ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißgrades an einer Arbeitsmaschine oder an den Stellgliedern der Arbeitsmaschine infolge ihrer Verwendung.
HINTERGRUND
Arbeitsfahrzeuge sind so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Aufgaben erfüllen können, wie z. B. die Verwendung als Baufahrzeuge, Forstfahrzeuge, Rasenpflegefahrzeuge sowie als Straßenfahrzeuge, wie z. B. zum Schneepflügen, Streuen von Salz oder als Fahrzeuge mit Schleppfunktion. Darüber hinaus führen Arbeitsfahrzeuge typischerweise Arbeiten mit einem oder mehreren Anbaugeräten aus, die von Stellgliedern als Reaktion auf Befehle eines Benutzers des Arbeitsfahrzeugs oder auf Befehle, die automatisch von einem Steuersystem erzeugt werden, das sich entweder innerhalb des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs befindet, bewegt werden.
In einem Beispiel, wie z. B. einer Planierraupe, ist die Planierraupe mit einem Anbaugerät, wie z. B. einer Schar, ausgestattet, das von Stellgliedern bewegt wird, die auf Befehle des Anbaugeräts reagieren. Die Schar wird verwendet, um Schmutz und andere Materialien an eine gewünschte Stelle zu schieben. Um diese Aufgaben zu erfüllen, wird die Position der Schar durch ein oder mehrere Stellglieder angepasst. Bei einer Planierraupe ist die Schar typischerweise in verschiedene Richtungen anpassbar. Dazu gehören das Heben und Senken der Schar, die Einstellung der Neigungsposition der Schar durch Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des oberen Teils der Schar relativ zu einem unteren Drehpunkt und die Einstellung des Scharwinkels durch Bewegung der Schar nach links oder rechts um einen mittleren Drehpunkt.
Andere Arbeitsfahrzeuge sind unter anderem Bagger, Lader und Motorgrader. Bei Motorgradern beispielsweise ist eine Zugstangenbaugruppe in Richtung der Vorderseite des Graders angebracht und wird vom Grader gezogen, sobald sich der Grader vorwärts bewegt. Die Zugstangenbaugruppe trägt drehbar ein kreisförmiges Antriebselement an einem freien Ende der Zugstangenbaugruppe und das kreisförmige Antriebselement stützt ein Anbaugerät, wie beispielsweise die Schar, auch als Planierschild bekannt. Der Winkel des Anbaugeräts unterhalb der Zugstangenbaugruppe kann durch die Drehung des Kreisantriebselements relativ zu der Zugstangenbaugruppe eingestellt werden.
Zusätzlich zu der Drehung der Schar um eine drehfeste Achse ist die Schar auch auf einen ausgewählten Winkel in Bezug auf das Kreisantriebsglied einstellbar. Dieser Winkel wird als Scharneigung bezeichnet. Die Höhe der Schar ist ebenfalls einstellbar.
Diese Arbeitsfahrzeuge beinhalten ein Stellglied, das entweder direkt oder indirekt über das Stellglied mit dem Anbaugerät gekoppelt ist. In vielen Fällen enthält das Stellglied ein hydraulisches Stellglied, das auch als Hydraulikzylinder bezeichnet wird. Der Hydraulikzylinder besteht aus einem Gehäuse, das mit einem ersten Teil des Fahrzeugs, z. B. einem Rahmen, verbunden ist, und einer Stange, die entweder direkt oder indirekt über einen Arm oder ein anderes Teil des Arbeitsfahrzeugs mit dem Anbaugerät verbunden ist.
Viele verschiedene Teile des Arbeitsfahrzeugs sind einem Verschleiß ausgesetzt, dies gilt auch für den Hydraulikzylinder. Beispielsweise beinhaltet der Zylinderarm typischerweise eine Öffnung, die mit einem anderen Teil, das sich am Arbeitsfahrzeug befindet, durch einen Verbinder, wie etwa einen Stift, gekoppelt ist. Bei andauernder Verwendung des Anbaugeräts über einen längeren Zeitraum kann und wird durch die sich wiederholende Bewegung häufig ein mechanischer Verschleiß an der Öffnung auftreten. In weiteren Fällen kann der Verschleiß an dem Teil auftreten, mit dem der Zylinderarm oder das Gehäuse verbunden ist. Wird der Verschleiß zu groß, wird die Bewegung des Anbaugeräts so beeinflusst, dass die gerichtete Bewegung weniger präzise als gewünscht erfolgt. Daher werden ein System und ein Verfahren benötigt, womit der mechanische Verschleiß in einer Arbeitsmaschine mit Stellgliedern ermittelt werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform ist ein Verfahren zum Identifizieren von Verschleiß eines mechanischen Stellglieds vorgesehen, das einen Sensor, einen Zylinder und eine Kolbenstange aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie aus dem Zylinder aus- und eingefahren wird, wobei das mechanische Stellglied mit einem ersten Teil einer Maschine und mit einem zweiten Teil der Maschine operativ verbunden ist, um das erste Teil in Bezug auf das zweite Teil als Reaktion auf einen Maschinenbefehl zu bewegen, der von einem elektronischen Steuermodul übertragen wird. Das Verfahren umfasst: Identifizieren einer eingefahrenen Referenzstelle der Kolbenstange mit Hilfe des Sensors, basierend auf einem minimalen Abstand zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil; Identifizieren einer ausgefahrenen Referenzstelle der Kolbenstange mit Hilfe des Sensors, basierend auf einem maximalen Abstand zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil; Vergleichen der eingefahrenen Referenzstelle oder der ausgefahrenen Referenzstelle mit einem oder mehreren Schwellenwerten, um einen Vergleichswert zu erzeugen; und Identifizieren eines Grades des mechanischen Verschleißes des mechanischen Stellglieds oder der Maschine, der auf dem Vergleichswert basiert.
In einem Beispiel dieser Ausführungsform entspricht der festgestellte Grad des mechanischen Verschleißes dem Verschleiß der Kolbenstange des mechanischen Stellglieds. In einem zweiten Beispiel dieser Ausführungsform entspricht der identifizierte Grad des mechanischen Verschleißes dem Verschleiß des ersten oder des zweiten Teils. In einem dritten Beispiel dieser Ausführungsform enthält der eine oder mehrere Schwellenwerte des Vergleichsschrittes einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert, wobei der erste Schwellenwert mit dem eingefahrenen Referenzwert und der zweite Schwellenwert mit dem ausgefahrenen Schwellenwert verglichen wird, um einen Grad des mechanischen Verschleißes des mechanischen Stellglieds zu bestimmen.
In einem vierten Beispiel dieser Ausführungsform besteht der Identifizierungsschritt außerdem in der Ermittlung des Grades des mechanischen Verschleißes der Kolbenstange. In einem fünften Beispiel dieser Ausführungsform ist der erste Teil der Maschine ein Anbaugerät, der zweite Teil der Maschine ist entweder ein Rahmen oder ein bewegliches Teil, das mit dem Rahmen in operativer Verbindung steht, und die Kolbenstange enthält eine Öffnung, wobei die Öffnung der Kolbenstange mit dem Anbaugerät gekoppelt ist und der mechanische Verschleiß an der Kolbenstange auftritt. In einem sechsten Beispiel dieser Ausführungsform weist die Kolbenstange eine vollständig ausgefahrene Position auf, und eine Position der Kolbenstange an der ausgefahrenen Referenzstelle erstreckt sich nicht bis zur vollständig ausgefahrenen Position. In einem siebten Beispiel dieser Ausführungsform beinhaltet die Kolbenstange eine vollständig eingefahrene Position und eine Position der Kolbenstange an der eingefahrenen Referenzstelle erstreckt sich nicht bis zur vollständig eingefahrenen Position.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Arbeitsfahrzeug bereitgestellt, das ein erstes Teil enthält, das so konfiguriert ist, dass es sich in Bezug auf ein zweites Teil bewegt, wobei das erste Teil vom zweiten Teil in einem minimalen Abstand, in einem maximalen Abstand und an Stellen dazwischen verschoben wird. Ein hydraulisches Stellglied enthält einen Sensor, einen Stellgliedkorpus und einen Stellgliedarm, wobei der Stellgliedarm mit dem ersten Teil und der Stellgliedkorpus mit dem zweiten Teil in einer operativen Verbindung steht. Eine Benutzersteuervorrichtung ist operativ mit dem hydraulischen Stellglied verbunden und ist so konfiguriert, dass sie ein erstes Befehlssignal zur Bewegung des Stellgliedarms des hydraulischen Stellglieds in Bezug auf den Stellgliedkorpus überträgt. Eine elektronische Benutzeroberfläche ist so konfiguriert, dass sie Statusinformationen des Arbeitsfahrzeugs bereitstellt. Eine elektronische Steuereinheit ist operativ mit dem Sensor, der Benutzersteuervorrichtung und der elektronischen Benutzeroberfläche verbunden. Die elektronische Steuereinheit enthält einen Prozessor und einen Speicher, wobei der Speicher so konfiguriert ist, dass er Programmbefehle speichert und der Prozessor so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um: mit dem Sensor eine Startposition des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedkorpus zu bestimmen, wenn sich das erste Teil und das zweite Teil in der maximalen Entfernung befinden; mit dem Sensor eine Betriebsstelle des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedkorpus zu bestimmen, wenn der Stellgliedarm das erste Teil in die maximale Entfernung vom zweiten Teil bewegt; einen Differenzwert durch Vergleich der Betriebsstelle mit der Startposition zu bestimmen; und um einen Grad des mechanischen Verschleißes aus dem festgestellten Differenzwert zu bestimmen.
In einem Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor außerdem so konfiguriert, dass er die gespeicherte Programmanweisung ausführt, um: den identifizierten Verschleißgrad mit einem Schwellenwert zu vergleichen und auf der Grundlage des Vergleichs einen übermäßigen Verschleiß an einem der hydraulischen Stellglieder oder einem der Maschinenteile zu identifizieren. In einem zweiten Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor zudem so konfiguriert, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um ein Verschleißwarnsignal zu übertragen, das so konfiguriert ist, dass es den übermäßigen Verschleiß ermittelt, wobei das Verschleißwarnsignal an eine Warnvorrichtung übertragen wird. In einem dritten Beispiel dieser Ausführungsform ist das erste Teil ein Anbaugerät und das zweite Teil ein fester Teil des Fahrzeugs. In einem vierten Beispiel dieser Ausführungsform ist das erste Teil ein Anbaugerät und das zweite Teil ein bewegliches Teil des Fahrzeugs, wobei das bewegliche Teil operativ mit der Benutzersteuervorrichtung verbunden ist, wobei die Benutzersteuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie ein zweites Befehlssignal überträgt, um das zweite Teil in Bezug auf einen Rahmen des Fahrzeugs zu bewegen. In einem fünften Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor außerdem so konfiguriert, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um den Grad des mechanischen Verschleißes des Stellgliedarms zu ermitteln.
In einem sechsten Beispiel dieser Ausführungsform ist das erste Teil ein Anbaugerät und das zweite Teil ein Arbeitsfahrzeugrahmen oder ein Arbeitsfahrzeugteil. In einem siebten Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor zudem so konfiguriert, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um mit dem Sensor eine zweite Startposition des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedzylinder zu bestimmen, während sich der erste Teil und der zweite Teil im Mindestabstand befinden. In einem achten Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor weiterhin so konfiguriert, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um mit dem Sensor eine zweite Betriebsstelle des Stellgliedarms in Bezug auf den Zylinder zu bestimmen, während der Stellgliedarm das erste Teil auf den Mindestabstand vom zweiten Teil bewegt. In einem neunten Beispiel dieser Ausführungsform ist der Prozessor außerdem so konfiguriert, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um einen zweiten Differenzwert zu bestimmen, indem er die zweite Startposition mit der zweiten Betriebsstelle vergleicht, um einen zweiten mechanischen Verschleißgrad zu bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zur Bestimmung des Verschleißes in einer Arbeitsmaschine vorgesehen, der aus der fortwährenden Betätigung eines Anbaugeräts der Arbeitsmaschine resultiert. Das Verfahren umfasst das Bestimmen eines maximalen Bewegungsabstands zwischen dem Anbaugerät und einem tragenden Teil der Arbeitsmaschine; das Auswählen eines mechanischen Stellglieds, das einen Sensor, einen Stellgliedkorpus und einen Arm mit einer vollständig eingefahrenen Position und einer vollständig ausgefahrenen Position in Bezug auf den Stellgliedkorpus umfasst, wobei ein Stellgliedabstand zwischen der vollständig eingefahrenen Position und der vollständig ausgefahrenen Position größer als der maximale Bewegungsabstand ist; das operative Verbinden des mechanischen Stellglieds mit dem Anbaugerät und dem tragenden Teil der Arbeitsmaschine; das Bestimmen einer Startposition des Arms mit Hilfe des Sensors in Bezug auf den Stellgliedkorpus bei dem maximalen Bewegungsabstand; das Bestimmen einer Betätigungsposition des Arms mit Hilfe des Sensors in Bezug auf den Stellgliedkorpus, wobei der Arm das Anbaugerät bis zum maximalen Bewegungsabstand von dem tragenden Teil bewegt; das Bestimmen eines Differenzwertes durch Vergleichen der Betätigungsposition mit der Startposition; und das Bestimmen eines Verschleißgrades aus dem ermittelten Differenzwert.
In einem Beispiel dieser Ausführungsform beinhaltet das Verfahren außerdem den Vergleich des ermittelten Verschleißgrades mit einem Schwellenwert und die Bestimmung des übermäßigen Verschleißes eines der mechanischen Stellglieder oder eines der tragenden Teile der Arbeitsmaschine auf der Grundlage des Vergleichs.
Figurenliste
Die oben genannten Aspekte der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Erlangung werden deutlicher hervortreten und die Erfindung selbst wird besser verstanden, wenn man sich auf die folgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen bezieht, wobei:

1 eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs darstellt, genauer gesagt einer Planierraupe, wie z. B. einer Planierraupe mit einer Schar.
2 eine Seitenansicht eines anderen Arbeitsfahrzeugs darstellt, genauer gesagt eines Allradladers.
3 ein schematisches Blockdiagramm eines Steuersystems zeigt, das für die Steuerung der Position eines Anbaugeräts und zur Bestimmung des mechanischen Verschleißes, der durch wiederholte Bewegung eines Anbaugeräts eines Arbeitsfahrzeuges entsteht, konfiguriert ist.
4 eine repräsentative Darstellung des mechanischen Verschleißes eines Stellglieds zeigt.
5 die Ansicht eines Armes zeigt, der vollständig aus dem Stellgliedkorpus ausgefahren ist.
6 die Draufsicht auf einen Arm zeigt, der aus einem Stellgliedkorpus in einem Abstand von weniger als einer vollständigen Erstreckung ausgefahren ist.
7 eine Draufsicht auf einen Arm zeigt, der in einem Abstand von weniger als einem vollständigen Rückzug in einen Stellgliedkorpus eingefahren ist.
8 ein Prozessdiagramm zur Bestimmung der Position eines Stellgliedarms bei der Erstinbetriebnahme darstellt.
9 ein Prozessdiagramm zur Ermittlung von Werten für den mechanischen Verschleiß darstellt, der durch den kontinuierlichen Einsatz eines Stellglieds entsteht.
10 ein Prozessdiagramm zeigt, das eine Warnung auslöst, wenn der mechanische Verschleiß, der durch den kontinuierlichen Gebrauch eines Stellglieds entsteht, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Um das Verständnis für die Grundsätze der neuartigen Erfindung zu fördern, wird nun auf die hier beschriebenen und in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsformen Bezug genommen und diese in einer vorgegebenen Sprache beschrieben. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der neuartigen Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weiteren Modifikationen der abgebildeten Vorrichtungen und Verfahren und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Prinzipien der neuartigen Erfindung in Betracht gezogen werden, die einem Fachmann auf seinem Gebiet, auf das sich die neuartige Erfindung bezieht, normalerweise in den Sinn kommen würden.
1 zeigt die Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs 10, z. B. einer Planierraupe, einschließlich eines Anbaugeräts, z. B. einer Schar 12, die in geeigneter Weise über ein Gestänge 14 an die Planierraupe angekoppelt ist. Das Fahrzeug beinhaltet einen Rahmen 16, in dem ein Verbrennungsmotor 18 untergebracht ist, der sich innerhalb eines Gehäuses 20 befindet. Das Arbeitsfahrzeug 10 beinhaltet eine Kabine 22, in der ein Bediener sitzt oder steht, um das Fahrzeug zu bedienen. Das Fahrzeug wird von einer Raupenkette 24 angetrieben, die in ein hinteres Hauptantriebsrad 26 und ein vorderes Hilfsantriebsrad 28 operativ eingreift. Die Raupenkette wird durch die Zug- und Rückstoßanordnung 30 gespannt. Die Raupenkette ist mit zentrierenden Führungsnasen zur Führung der Bahn über die Antriebsräder und mit Rillen für den reibschlüssigen Bodeneingriff versehen.
Während die beschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf eine Planierraupe diskutiert werden, kommen weitere Arbeitsfahrzeuge in Betracht, darunter sonstige Baufahrzeuge, Forstfahrzeuge, Rasenpflegefahrzeuge sowie Straßenfahrzeuge, wie z. B. Schneeräumfahrzeuge. Zu den Stellgliedern, die in einem oder mehreren dieser Arbeitsfahrzeuge verwendet werden, gehören Kipp-, Winkel-, Hub-, Arm-, Ausleger-, Schaufel-, Scharseitenschieber-, Scharneigungs- und Sattelseitenschieber-Stellglieder oder Stellgliedzylinder.
Die Hauptantriebsräder 26 sind operativ mit einem Lenksystem gekoppelt, das wiederum mit einem Getriebe gekoppelt ist. Das Getriebe ist operativ mit dem Abtrieb des Verbrennungsmotors 18 gekoppelt. Das Lenksystem kann von jeder herkömmlichen Bauart sein und kann aus einem Kupplungs-/Bremssystem, einer hydrostatischen oder Differentiallenkung bestehen. Das Getriebe kann aus einem Lastschaltgetriebe mit verschiedenen Kupplungen und Bremsen bestehen, die in Abhängigkeit von der Positionierung eines Schalthebels (nicht abgebildet) durch den Fahrer in der Kabine 22 betätigt werden.
Die Planierraupe-Schar 12 (das Anbaugerät) wird durch Stellglieder 32, wie z. B. Hydraulikzylinder, angehoben und abgesenkt. Während ein Stellglied 32 in 1 dargestellt ist, sind zwei Stellglieder 32 mit der Schar 12 verbunden, so wie es ein Fachmann auf diesem Gebiet versteht. Jedes der Stellglieder 32 beinhaltet ein hydraulisches Stellglied mit einem Korpus 33 oder Zylinder und einem Arm 34, der aus dem Zylinder aus- und einfährt. Der Zylinder 33 ist drehbar mit dem Rahmen 16 oder dem Gehäuse 20 gekoppelt und der Arm 34 ist drehbar mit einer Platte 35 gekoppelt, die fest mit der Schar 12 gekoppelt ist. Während eine Platte beschrieben wird, werden weitere Teile zur Verbindung des Armes 34 mit der Schar 12 in Betracht gezogen, darunter Halterungen, Nieten, Stützen, Laschen, Felgen, Kragen und Rippen.
Ein oder mehrere Anbaugerätsteuergeräte 37, die sich an einer Benutzeroberfläche eines Arbeitsplatzes 38 befinden, sind für den in der Kabine 22 anwesenden Fahrer zugänglich. Die Schar 12 wird durch Stellglieder 39, wie z. B. hydraulische Stellglieder oder Hydraulikzylinder, geneigt, die einen Neigungswinkel der Schar 12 anpassen und einen oberen Teil 40 der Schar 12 zum Rahmen 16 hin oder von diesem weg bewegen. Zusätzliche Stellglieder, wie z. B. Hydraulikzylinder, bewegen die Schar 12 links oder rechts von einer Mittellängsachse des Fahrzeugs 10. Das Aus- und Einfahren der Hydraulikzylinder wird vom Bediener über die Steuergeräte 37 gesteuert.
Die Anbaugerätsteuergeräte 37 befinden sich an einer Benutzeroberfläche, die eine Vielzahl vom Bediener wählbarer Tasten enthält, die so konfiguriert sind, dass der Bediener die Operationen und Funktionen des Fahrzeugs 10 steuern kann. Die Benutzeroberfläche, in einer Ausführung, umfasst eine Benutzeroberflächenvorrichtung mit einem Bildschirm, der eine Vielzahl von durch den Benutzer wählbaren Tasten zur Auswahl aus einer Vielzahl von Befehlen oder Menüs enthält, von denen jedes über einen Touchscreen, der über ein Display verfügt, ausgewählt werden kann. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Benutzeroberfläche eine Vielzahl von mechanischen Drucktasten sowie einen Touchscreen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Benutzeroberfläche einen Bildschirm und ausschließlich mechanische Drucktasten. Bei einer oder mehreren Ausführungsvarianten erfolgt die Verstellung der Schar gegenüber dem Rahmen über einen oder mehrere Hebel oder Joysticks.
Durch das Aus- und Einfahren der Stellglieder 32 wird die Schar 12 in Bezug auf den Boden oder eine andere Fläche, auf der sich das Fahrzeug 10 befindet, angehoben oder abgesenkt. Die Schar 12 ist an einem Ende des Schubarmes an einer Drehachse 44 mithilfe eines Schubarms 42 drehbar gekoppelt. Der Schubarm 42 ist drehbar mit dem Rahmen 16 an einer Drehachse 46 gekoppelt. Das Aus- oder Einfahren der Stellglieder 32 bewegt die Schar 12 nach oben oder unten, während sich der Schubarm 42 um die Drehachse 46 dreht.
Die Anpassung der Stellglieder erfolgt durch den Bediener unter Verwendung der Steuerung 37, die mit einer Steuerung 50 betriebsbereit gekoppelt ist, wie in 3 zu erkennen ist, die sich in einer Ausführungsform am Arbeitsplatz 38 befindet. In weiteren Ausführungsformen befindet sich die Steuerung 50 an anderen Positionen des Arbeitsfahrzeugs. Wie in 3 zu erkennen ist, sind die Bedienersteuerungen 37 operativ mit der Steuerung 50 verbunden, die wiederum operativ mit den Neigungszylindern 39, den Winkelzylindern 41 und den Hubzylindern 32 verbunden ist.
In 1 befindet sich eine Antenne 36 im oberen Bereich der Kabine 22, die dazu konfiguriert ist, Signale von verschiedenen Arten von Maschinensteuersystemen und/oder Maschineninformationssystemen einschließlich eines globalen Positionierungssystems (GPS) zu empfangen und zu senden. Während die Antenne 36 an einem oberen Abschnitt der Kabine 22 dargestellt ist, werden andere Standorte der Antenne 36 in Betracht gezogen, so wie es ein Fachmann auf diesem Gebiet versteht.
Jedes der Stellglieder ist über längere Zeiträume im Dauereinsatz und folglich unterliegen das Stellglied und die Teile der Arbeitsmaschine, an die das Stellglied gekoppelt ist, einem Verschleiß. Wird dieser Verschleiß nicht rechtzeitig erkannt, reduziert der unerkannte Verschleiß die Bewegungseffizienz des Anbaugeräts. Bei fortgesetzter Verwendung wird der Verschleiß übermäßig groß und führt zu Schäden an einem oder mehreren der Stellglieder, dem Anbaugerät oder an den mit dem Stellglied verbundenen Maschinenteilen.
Wie oben beschrieben, wird das mechanische Stellglied in einer Vielzahl von Arbeitsmaschinen eingesetzt, so dass auch andere Arten von Arbeitsmaschinen mit mechanischen Stellgliedern in Betracht gezogen werden. In einem Beispiel, wie in 2 dargestellt, besteht ein Allradlader (4WD) 52 aus einer Kabine 54 und einem hinteren Karosseriebereich 56 mit einem von einem Gehäuse 58 umschlossenen Motor. Der hintere Karosseriebereich 56 beinhaltet Hinterräder 60. Der vordere Karosseriebereich 62 umfasst die Vorderräder 64 und trägt eine Schaufel 66. Ein Gestänge 68 ist an einen Rahmen 70 des vorderen Karosseriebereichs 62 gekoppelt, um eine Position der Schaufel 66 in Bezug auf den Rahmen 70 anzupassen. Die Hydraulikzylinder 72 und 74 bewegen das Gestänge 68 unter der Kontrolle eines in der Kabine befindlichen Fahrers 54.
Ein Gelenkmechanismus 76 ermöglicht einen Winkelwechsel zwischen dem vorderen Karosseriebereich 62 und dem hinteren Karosseriebereich 56. Ein oder mehrere Hydraulikzylinder 78 passen die Winkelstellung zwischen den vorderen und hinteren Karosseriebereichen 62 und 56 mit Hilfe der von den Hydraulikpumpen (nicht abgebildet) bereitgestellten Hydraulikkraft an. Die Hydraulikpumpen sind Teil eines Hydrauliksystems, das die Kraft zum Bewegen des Gestänges 68 liefert und einen Ölkühler zur Reduzierung der Öltemperatur, die durch die ausgeführte Arbeit entsteht, enthält. In einer oder mehreren Ausführungsformen werden anstelle der Räder 60 und/oder 64 bodeneingreifende Zugvorrichtungen, wie z. B. Raupen, verwendet. Die vorliegende Anwendung ist nicht auf einen 4WD-Lader beschränkt und es werden auch andere Fahrzeugtypen in Betracht gezogen, einschließlich Bagger, Kompaktlader und andere Lader mit Zweiradantrieb und Raupen.
In der Kabine 54 befinden sich ein Fahrpedal 80 und eine Benutzeroberfläche 82, die vom Fahrer des Fahrzeugs 52 verwendet werden können. Mit Hilfe des Fahrpedals 80 kann der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs regulieren. In weiteren Ausführungsformen übernimmt ein Handhebel diese Funktion. Eine Antenne 84 befindet sich im oberen Bereich der Kabine 54 und ist so konfiguriert, dass sie Signale von verschiedenen Arten von Maschinensteuersystemen und/oder Maschineninformationssystemen einschließlich eines globalen Positionierungssystems (GPS) empfängt und sendet.
Wie in 2 dargestellt, sind die Hydraulikzylinder 78 nicht für die Bewegung eines Anbaugeräts konfiguriert, sondern für die Anpassung der Position des vorderen Karosseriebereichs 62 in Bezug auf den hinteren Karosseriebereich 56. Folglich beschränkt sich die vorliegende Offenbarung nicht auf Systeme und Verfahren einschließlich mechanischer Stellglieder, die so konfiguriert sind, dass sie Anbaugeräte bewegen, sondern es werden auch andere Systeme und Verfahren in Betracht gezogen, einschließlich mechanischer Stellglieder, die so konfiguriert sind, dass sie einen Bereich eines Arbeitsfahrzeugs in Bezug auf einen anderen Bereich eines Arbeitsfahrzeugs bewegen. Daher werden weitere Arten von Arbeitsfahrzeugen mit mechanischen Stellgliedern in Betracht gezogen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Bagger und Motorgrader.
Wie in 3 zu erkennen ist, enthält die Steuerung 50 in einer oder mehreren Ausführungsformen einen Prozessor 100, der operativ mit einem Speicher 102 verbunden ist. In noch weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei der Steuerung 50 um eine dezentrale Steuerung mit separaten Einzelsteuerungen, die an verschiedenen Positionen auf den Fahrzeugen 10 oder 52 verteilt sind. Darüber hinaus, während die Steuerung in der Regel durch elektrische Verdrahtung oder Verkabelung mit verwandten Komponenten fest verdrahtet ist, enthält die Steuerung 50 in anderen Ausführungsformen einen drahtlosen Sender und/oder Empfänger zur Kommunikation mit einer gesteuerten oder abtastenden Komponente oder Vorrichtung, die entweder Informationen an die Steuerung liefert oder Steuerungsinformationen an steuerbare Geräte überträgt.
Die Steuerung 50 in verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet einen Computer, ein Computersystem oder sonstige programmierbare Geräte. In anderen Ausführungsformen umfasst die Steuerung 50 einen oder mehrere Prozessoren 100 (z. B. Mikroprozessoren) und einen dazugehörigen Speicher 102, der sich intern im Prozessor oder extern zum Prozessor befinden kann. Der Speicher 102 umfasst in einer oder mehreren Ausführungsformen RAM-Bausteine (Random Access Memory), die den Speicher der Steuerung 50 enthalten, sowie beliebige andere Speichertypen, z. B. Cache-Speicher, nichtflüchtige oder Backup-Speicher, programmierbare Speicher oder Flash-Speicher und schreibgeschützte Speicher. Darüber hinaus kann der Speicher einen Speicher enthalten, der sich physisch an einem anderen Ort als die Verarbeitungsgeräte befindet, und er kann jeden Cache-Speicher in einem Verarbeitungsgerät sowie jede als virtueller Speicher verwendete Speicherkapazität umfassen, z. B. wie sie in einem Massenspeichergerät oder einem anderen mit der Steuerung 50 gekoppelten Computer gespeichert ist. Die Massenspeichervorrichtung kann einen Cache oder einen anderen Datenraum enthalten, der Datenbanken enthalten kann. Der Speicher befindet sich in anderen Ausführungsformen in der „Cloud“, wo sich der Speicher an einem entfernten Ort befindet, der die gespeicherten Informationen drahtlos an die Steuerung 50 übermittelt.
Die Steuerung 50 führt Software-Anwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Datenstrukturen usw. aus oder stützt sich auf diese. Als Reaktion auf die empfangenen Signale werden Software-Routinen ausgeführt, die sich im mitgelieferten Speicher der Steuerung 50 oder einem anderen Speicher befinden. In anderen Ausführungsformen befinden sich die Computersoftwareanwendungen in der Cloud. Die ausgeführte Software enthält eine oder mehrere spezifische Anwendungen, Komponenten, Programme, Objekte, Module oder Befehlsfolgen, die typischerweise als „Programmcode“ bezeichnet werden. Der Programmcode umfasst einen oder mehrere Befehle, die sich im Speicher und in anderen Speichergeräten befinden und die im Speicher befindlichen Befehle ausführen, die auf andere vom System generierte Befehle reagieren oder die auf einer vom Benutzer betriebenen Benutzeroberfläche zur Verfügung gestellt werden. Der Prozessor 100 ist sowohl für die Ausführung der gespeicherten Programmbefehle als auch für den Zugriff auf die in einer oder mehreren Datentabellen 104 gespeicherten Daten konfiguriert. An die Antenne 36 wird eine Telematikeinheit 105, bzw. ein Sender und/oder Empfänger, betriebsbereit angeschlossen. Die Telematikeinheit 105 ist für das Senden und Empfangen von Funksignalen über die Antenne 36 konfiguriert. Ein Maschinenmonitor 107 ist operativ mit der Steuerung 50 verbunden und ist so konfiguriert, dass er die Positionen verschiedener beweglicher Teile des Fahrzeugs in Bezug auf andere Teile, wie z. B. der Schar 12 in Bezug auf den Rahmen 16, überwacht.
Die Höhe der Schar 12 wird durch das Aus- und Einfahren von linearen hydraulischen Stellgliedern 33 angepasst, die auf die Bewegung der Bedienersteuerung 37, z. B. eines Joysticks, reagieren. Der Joystick erzeugt ein Befehlssignal, das von der Steuerung 50 empfangen wird, die die befohlene Position der Schar bestimmt und ein Hubsteuerbefehlssignal erzeugt, das an ein Stellglied-Hubsteuerventil 106 übertragen wird und ein proportionales Schnellabfall-Befehlssignal erzeugt, das an proportionale Schnellabfallventile 108 übertragen wird. Jeder der Hubzylinder 33 ist mit einem der Stellglied-Steuerventile 106 und mit dem hubproportionalen Schnellabfallventil 108 operativ verbunden.
Über einen Zeitraum, in dem die Stellglieder kontinuierlich die Lage eines Teils gegenüber einem anderen Teil verändern, entsteht Verschleiß an den Stellgliedern. Wie beispielsweise in 4 zu erkennen ist, besteht ein Stellglied 110 aus einem Stellgliedkorpus 112 und einer Stellgliedstange 114, die aus dem Stellgliedkorpus 112 entlang einer Strecke 116 aus- und eingefahren wird. Die Stellgliedstange 114 weist ein Ende 1 18 mit einer Kupplung 120 mit einer Öffnung 122 auf. Die Öffnung 122 ist im Allgemeinen kreisförmig und ist so konfiguriert, dass sie mit einem Stift oder einer anderen nicht abgebildeten Verbindungsvorrichtung an einem zu bewegenden Teil, wie z. B. der Schar 12, befestigt werden kann. Während sich die Stange 114 weiterhin entlang der Strecke 116 bewegt, entweder ausfahrend oder einfahrend, verformt sich die Öffnung 122 aufgrund der aufgebrachten Kräfte entlang einer erweiterten Öffnung 124, wie durch die gepunktete Kontur dargestellt. Im Laufe der Zeit wird die Öffnung 122 dadurch immer größer. Je größer die Öffnung wird, desto unpräziser wird die Positionierung des durch die Stange 114 bewegten Teils. Im Laufe der Zeit kann der Bediener mit der Bedienersteuerung 37 das Anbauteil, wie z. B. die Schar 12, nicht an eine gewünschte Stelle manipulieren, so dass die auszuführenden Arbeiten entweder länger dauern oder nicht zum gewünschten Ergebnis führen.
Während die Öffnung 122 sich bis zum gestrichelten Umriss 124 ausdehnt, ist der gestrichelte Umriss repräsentativ, wobei die Verzerrung der Öffnung 122 viele verschiedene Formen annehmen kann. Darüber hinaus kann auch dasjenige Teil, an dem der Koppler 122 befestigt ist, eine Verformung erfahren. Ebenso kann das Ende des Stellgliedkorpus 112 oder das Teil, an das der Stellgliedkorpus angekoppelt ist, aufgrund der Kopplung des Stellgliedkorpus 112 mit einer anderen Position an der Maschine eine Verformung erfahren. In jedem Fall ist die daraus resultierende Verformung, egal an welcher Stelle, eine unerwünschte Folge des kontinuierlichen Betriebs des Stellglieds und erfordert entweder eine Reparatur oder einen Austausch des Stellglieds, von Teilen des Stellglieds oder von Teilen der Maschine, an die das Stellglied gekoppelt ist.
In verschiedenen Ausführungsformen ist eins oder mehrere der Stellglieder so konfiguriert, dass sie Sensoren zur Erkennung der Position der Stange 114 in Bezug auf den Korpus 112 enthalten. Wie in 5 zu erkennen ist, enthält der Zylinder 110 einen ersten Sensor 120 und einen zweiten Sensor 122, um die Position eines Sensorelements 124 zu erfassen, das mit der Stange 114 in einer operativen Verbindung steht. In der abgebildeten Ausführungsform ermittelt der erste Sensor 120 die Position des Sensorelements 124, wenn die Stange 114 in den Stellgliedkorpus 112 gegen das Ende eines Stellgliedkorpus-Kopplers 126 eingefahren wird. Der zweite Sensor 122 bestimmt die Position des Sensorelements 124, wenn der Arm vom Stellgliedkorpus 112 in Richtung des Endes 128 ausgefahren wird. Jeder der ersten und zweiten Sensoren 120 und 122 sind mit dem Maschinenmonitor 107 gekoppelt oder in diesen integriert und so konfiguriert, dass sie die Position des erfassten Elements in Bezug auf den Stellgliedkorpus 112 bestimmen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen beinhalten die Stellglieder Sensoren, die sich auf, in der Nähe oder innerhalb des Stellgliedkorpus 112 befinden, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen umfasst ein Sensorsystem, das sowohl den Sensor als auch das Sensorelement 124 enthält: eine Stange, die einen Mikroschalter oder ein pneumatisches Ventil auslöst; Druckschwellensensoren, die auf einen Abfall des Abgasdrucks reagieren, sobald die Stange aufhört, sich zu bewegen; einen magnetischen Sensor, der direkt am Stellgliedkorpus angebracht ist, um ein Magnetfeld eines Magneten zu erfassen, der als das erfasste Element fungiert und mit der Stange gekoppelt ist, einen oder mehrere Reedschalter, die von der Stange ausgelöst werden; einen Hall-Effekt-Sensor, der von einem magnetisch erfassten Element ausgelöst wird; ein pneumatisches Reedventil, das von einem magnetisch erfassten Element ausgelöst wird; photoelektrische Elemente; induktive Elemente; oder kapazitive Elemente. Weitere Arten von Sensorsystemen werden in Betracht gezogen.
Bei bekannten Stellgliedern bestimmt die maximale Erstreckung der Stange aus dem Zylindergehäuse die maximale Position des von der Stange bewegten Teils in Bezug auf den anderen Teil der Maschine, an dem der Zylinder befestigt ist. Die minimale Erstreckung der Stange aus dem Zylindergehäuse bestimmt die minimale Position des zu bewegenden Teils. Demzufolge beträgt der Weg, den die Stange von der eingefahrenen in die ausgefahrene Position zurücklegt, z. B. wenn zwei Maschinenteile maximal 10 Zoll voneinander entfernt sein sollen, 10 Zoll. Das Stellglied bestimmt den maximalen Ausfahrabstand zur Erkennung einer ausfahrenden Referenzposition und einen minimalen Ausfahrabstand zur Erkennung einer eingefahrenen Referenzposition.
In einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Stellglied ausgewählt, dessen Abstand zwischen einer minimalen Erstreckung und einer maximalen Erstreckung größer als der minimale und der maximale Abstand des zu bewegenden Teils ist. Anhand des obigen Beispiels einer Bewegung von 10 Zoll wird beispielsweise ein Zylinder mit einer Bewegung von 12 Zoll zwischen dem Mindestabstand und dem Maximalabstand verwendet, und das oder die zu bewegenden Teile sind mit mechanischen Anschlägen versehen, die in die Teile selbst integriert sind. Folglich werden der maximale und der minimale Abstand von Teilen einer neuen Arbeitsmaschine durch die Maschinenteile und nicht durch das Stellglied fixiert.
Bei einem Neuentwurf wird die maximale Erstreckung der Stange 114 durch die Teile 115 und 117 der Maschine fixiert und folglich begrenzt die Maschine die maximale Erstreckung der Stange 114. Die maximale Position der Stange entspricht der maximalen Erstreckung, bevor der Verschleiß eingetreten war. Wie in 6 dargestellt, wird z. B. der Arm 114 bis zu einem Prozentsatz der vollständigen Erstreckung ausgefahren, der in diesem Fall bei der Strecke 130 95 % beträgt. Während der Arm bis zu einem Prozentsatz der vollständigen Erstreckung ausgefahren wird, beträgt der Abstand zwischen den Maschinenteilen 100 %, entsprechend der Bestimmung durch die Maschine und/oder ihren Teilen.
Wenn die Maschinenteile bei einer neuen Maschine in die nächstgelegene Position bewegt werden, wird die Stange 114 nicht vollständig zurückgezogen, wie in 7 dargestellt. In dieser Position befindet sich das Ende 124 bei einem Prozentsatz der vollständigen Erstreckung, der in diesem Beispiel bei der Strecke 132 5 % beträgt.
Da sich die Öffnung 122 entlang der Kontur der erweiterten Öffnung 124 verformt, wie in 4 dargestellt, erlaubt die erweiterte Öffnung 124 der Stange 114, sich weiter in beide Richtungen entlang der Strecke 116 zu bewegen. Bewegt sich die Stange 114 z. B. auf die volle Erstreckung, hat die Stange 114 mehr Spielraum, um sich zu einem Ende 134 der Öffnung 124 zu bewegen, dass eine größere Erstreckung der Stange 114 aus dem Korpus 112 ermöglicht. Mit dieser Bewegung befindet sich das erfasste Element 124 an einer Position zwischen 95 % und 100 % der Stangenerstreckung. Da sich die Position des erfassten Elements 124 verändert hat, wird der Verschleiß an der Öffnung 122 erkennbar. Ebenso erlaubt die Öffnung 124 ein größeres Einfahren der Stange 114 in Richtung eines Endes 136, sobald die Stange 114 vollständig eingefahren ist. Bei dieser Bewegung befindet sich das erfasste Element 124 in diesem Beispiel an einer Position zwischen 0 % und 5 %. Die Sensoren 120 und 122 ermitteln somit den Verschleiß aufgrund der wechselnden Lage des erfassten Elements über einen Nutzungszeitraum.
Wie oben beschrieben, sind der erste und der zweite Sensor 120 und 122 jeweils mit dem Maschinenmonitor 107 gekoppelt oder in diesen integriert und so konfiguriert, dass sie die Position des erfassten Elements 124 in Bezug auf den Stellgliedkorpus 112 bestimmen. Die von den Sensoren 120 und 122 gelieferten Positionsinformationen werden in einem Prozessdiagramm von 8 verwendet.
Wird ein neues Fahrzeug in Betrieb genommen oder ein gebrauchtes Fahrzeug repariert oder modifiziert, um ein Problem des Verschleißes zu beheben, beginnt der Vorgang bei Block 150, d. h. bei der Erstinbetriebnahme. Nach dem Starten des Fahrzeuges wird der Arm 114 des Zylinders am Block 152 vollständig eingefahren. Die Position des erfassten Elements 124 wird durch den Sensor 120 ermittelt und im Block 154 in der Datentabelle 104 von 3 gespeichert. Dieser gespeicherte Wert wird als minimaler Anfangswert ermittelt. Der Arm 114 des Zylinders 110 wird ebenfalls am Block 156 vollständig ausgefahren und die Position des erfassten Elements 124 wird durch den Sensor 122 ermittelt und am Block 158 in der Datentabelle 104 gespeichert. Dieser gespeicherte Wert wird als maximaler Wert für die Erstinbetriebnahme ermittelt. Die Reihenfolge der Erkennung des Minimalwertes und des Maximalwertes der Position des erfassten Elements 124 bei vollständigem Aus- und Einfahren ist nicht maßgeblich.
Sobald die minimalen und maximalen Anfangswerte gespeichert sind, wird im Normalbetrieb ein Prozess ab Block 160 von 9 ausgeführt. Während des Betriebs der Arbeitsmaschine, insbesondere beim Aus- und Einfahren der Stellgliedstangen, wird die Position des erfassten Elements 124 durch den Sensor 120 und den Sensor 122 am Block 162 ermittelt. Jeder der Sensoren 120 und 122 ermittelt die Stelle des erfassten Elements bei Block 162. Der vom Sensor 120 ermittelte Sensorwert, d. h. ein eingefahrener Betriebswert, wird mit dem minimalen Anfangswert am Block 164 verglichen, um festzustellen, ob der eingefahrene Betriebswert kleiner als der minimale Anfangswert ist. Ist das Ergebnis dieses Vergleichs positiv, wird der ermittelte Wert des Einfahrvorgangs vom minimalen Anfangswert abgezogen und am Block 166 als minimaler Verschleißwert festgelegt. Der vom Sensor 122 ermittelte Sensorwert, d. h. ein ausgefahrener Betriebswert, wird mit dem maximalen Anfangswert am Block 167 verglichen, um festzustellen, ob der ausgefahrene Betriebswert größer als der maximale Anfangswert ist. Ist das Ergebnis dieses Vergleichs positiv, wird der ausgefahrene Betriebswert vom maximalen Anfangswert abgezogen und am Block 168 als maximaler Verschleißwert festgelegt.
Sobald der maximale Verschleißwert und die minimalen Verschleißwerte ermittelt sind, erfolgt ein Warnvorgang, wie in 10 beschrieben. Im Normalbetrieb wird der maximale Verschleißwert ab Block 170 durch den Prozessor 50 mit einem maximalen Schwellenwert bei Block 172 verglichen. Der Prozessor 50 vergleicht auch den minimalen Verschleißwert mit einem minimalen Verschleißschwellenwert am Block 174. Ist das Ergebnis der Vergleiche an den Blöcken 172 und 174 positiv, so wird vom Prozessor 50 ein Verschleißwarnsignal erzeugt und an eine Warneinrichtung am Maschinenmonitor 107, an eine Benutzeroberfläche oder an eine andere Warneinrichtung am Arbeitsplatz 38, wie z. B. eine Beleuchtungsvorrichtung oder eine Schallerzeugungsvorrichtung, übertragen. Nach Empfang des gesendeten Warnsignals wird der Bediener auf übermäßigen Verschleiß am Block 176 aufmerksam gemacht. In dieser Ausführungsform wird das Warnsignal auch an die Telematikeinheit 105 übertragen, die ihrerseits das Warnsignal drahtlos an den Händler, Besitzer, Hersteller oder Vermieter der Arbeitsmaschine in Block 178 sendet.
Während oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurden, welche die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung beinhalten, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen soll diese Anmeldung alle Variationen, Nutzungs- oder Anpassungsmöglichkeiten unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien abdecken. So werden beispielsweise weitere Maschinentypen einschließlich stationärer Maschinen mit mechanischen Stellgliedern, wie z. B. Montagemaschinen in einer Fertigungsanlage, in Betracht gezogen. Während die Begriffe „größer als“ und „kleiner als“ für den Vergleich verwendet wurden, gilt außerdem, dass die Bestimmung der Gleichheit mit einem Wert durch die Bestimmung von kleiner als oder größer als erfolgen kann. Ferner ist diese Anmeldung dazu bestimmt, Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung abzudecken, die in den Rahmen der bekannten oder üblichen Praxis auf dem Fachgebiet fallen, auf das sich diese Offenbarung bezieht, und sich im Rahmen der beigefügten Ansprüche bewegen.

Claims

Verfahren zum Identifizieren des Verschleißes eines mechanischen Stellglieds mit einem Sensor, einem Zylinder und einer Kolbenstange, die so konfiguriert ist, dass sie aus dem Zylinder aus- und eingefahren wird, wobei das mechanische Stellglied operativ mit einem ersten Teil einer Maschine und mit einem zweiten Teil einer Maschine verbunden ist, um das erste Teil in Bezug auf das zweite Teil als Reaktion auf einen Maschinenbefehl zu bewegen, der von einem elektronischen Steuermodul übertragen wird, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ermitteln einer eingefahrenen Referenzposition der Kolbenstange mit Hilfe des Sensors, basierend auf einem Mindestabstand zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil; Ermitteln einer ausgefahrenen Referenzposition der Kolbenstange mit Hilfe des Sensors, basierend auf einem maximalen Abstand zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil; Vergleichen von einer der eingefahrenen und der ausgefahrenen Referenzposition mit einem oder mehreren Schwellenwerten, um einen Vergleichswert zu erzeugen; und Ermitteln eines Grades des mechanischen Verschleißes des mechanischen Stellglieds oder der Maschine auf der Grundlage des Vergleichswertes.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der festgestellte Grad des mechanischen Verschleißes ein Verschleiß der Kolbenstange oder des mechanischen Stellglieds darstellt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der festgestellte Grad des mechanischen Verschleißes der Verschleiß ist, der an einem der ersten Teile des zweiten Teils auftritt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der eine oder mehrere Schwellenwerte des Vergleichsschritts einen ersten Schwellenwert und einen zweiten Schwellenwert umfassen, wobei der erste Schwellenwert mit dem eingefahrenen Referenzwert und der zweite Schwellenwert mit dem ausgefahrenen Schwellenwert verglichen wird, um einen Grad des mechanischen Verschleißes des mechanischen Stellglieds zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Ermittelns außerdem das Ermitteln eines Grades des mechanischen Verschleißes der Kolbenstange umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der erste Teil der Maschine ein Anbaugerät ist, der zweite Teil der Maschine ein Rahmen oder ein bewegliches Teil ist, das mit dem Rahmen in einer operativen Verbindung steht, und die Kolbenstange eine Öffnung aufweist, wobei die Öffnung der Kolbenstange mit dem Anbaugerät gekoppelt ist und der mechanische Verschleiß an der Kolbenstange auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Kolbenstange eine vollständig ausgefahrene Position aufweist und eine Position der Kolbenstange an der ausgefahrenen Referenzstelle sich nicht bis zur vollständig ausgefahrenen Position erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Kolbenstange eine vollständig eingefahrene Position aufweist und eine Position der Kolbenstange an der eingefahrenen Referenzstelle sich nicht bis zur vollständig eingefahrenen Position erstreckt.
Arbeitsfahrzeug, umfassend: ein erstes Teil und ein zweites Teil, wobei das erste Teil so konfiguriert ist, dass es sich in Bezug auf das zweite Teil bewegt, wobei das erste Teil vom zweiten Teil in einem minimalen Abstand, in einem maximalen Abstand und an Stellen dazwischen verschoben wird; ein hydraulisches Stellglied mit einem Sensor, einem Stellgliedkorpus und einem Stellgliedarm, wobei der Stellgliedarm mit dem ersten Teil und der Stellgliedkorpus mit dem zweiten Teil in operativer Verbindung steht, eine Benutzersteuervorrichtung, die operativ mit dem hydraulischen Stellglied verbunden und so konfiguriert ist, dass sie ein erstes Befehlssignal zur Bewegung des Stellgliedarms des hydraulischen Stellglieds in Bezug auf den Stellgliedkorpus überträgt; eine elektronische Benutzeroberfläche, die so konfiguriert ist, dass sie Statusinformationen des Arbeitsfahrzeugs bereitstellt; und eine elektronische Steuereinheit, die operativ mit dem Sensor, mit der Benutzersteuervorrichtung und mit der elektronischen Benutzeroberfläche verbunden ist, wobei die elektronische Steuereinheit einen Prozessor und einen Speicher enthält, wobei der Speicher so konfiguriert ist, dass er Programmbefehle speichert und der Prozessor so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um: mit Hilfe des Sensors eine Startposition des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedkorpus zu ermitteln, wobei sich der erste Teil und der zweite Teil im maximalen Abstand befinden; mit Hilfe des Sensors eine Betriebsstelle des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedkorpus zu ermitteln, wobei der Stellgliedarm das erste Teil auf den maximalen Abstand vom zweiten Teil bewegt; einen Differenzwert durch Vergleichen der Betriebsstelle mit der Startposition zu ermitteln; und einen Grad des mechanischen Verschleißes aus dem ermittelten Differenzwert zu ermitteln.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er den gespeicherten Programmbefehl auf folgende Weise ausführt: den ermittelten Verschleißgrad mit einem Schwellenwert vergleicht; und auf der Grundlage des Vergleichs den übermäßigen Verschleiß eines der hydraulischen Stellglieder oder eines der Teile der Maschine ermittelt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 10, wobei der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um ein Verschleißwarnsignal zu übertragen, das so konfiguriert ist, dass es den übermäßigen Verschleiß ermittelt, wobei das Verschleißwarnsignal an eine Warnvorrichtung übertragen wird.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 11, wobei das erste Teil aus einem Anbaugerät und das zweite Teil aus einem festen Teil des Fahrzeugs besteht.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 11, wobei das erste Teil aus einem Anbaugerät und das zweite Teil aus einem beweglichen Teil des Fahrzeugs besteht, wobei das bewegliche Teil mit der Benutzersteuervorrichtung operativ verbunden ist, wobei die Benutzersteuervorrichtung so konfiguriert ist, dass sie ein zweites Befehlssignal zur Bewegung des zweiten Teils in Bezug auf einen Rahmen des Fahrzeugs überträgt.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 13, bei dem der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle ausführt, um einen Grad des mechanischen Verschleißes des Stellgliedarms zu ermitteln.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 14, wobei der erste Teil aus einem Anbaugerät und der zweite Teil aus einem Arbeitsfahrzeugrahmen oder einem Arbeitsfahrzeugteil besteht.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle so ausführt, dass er mit dem Sensor eine zweite Startposition des Stellgliedarms in Bezug auf den Stellgliedzylinder ermittelt, wobei sich der erste Teil und der zweite Teil in einem Mindestabstand befinden.
Arbeitsfahrzeug nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle so ausführt, dass er mit dem Sensor eine zweite Betriebsstelle des Stellgliedarms in Bezug auf den Zylinder ermittelt, wobei der Stellgliedarm den ersten Teil auf den Mindestabstand vom zweiten Teil bewegt.
Arbeitsfahrzeug nach Anspruch 17, wobei der Prozessor ferner so konfiguriert ist, dass er die gespeicherten Programmbefehle so ausführt, dass ein zweiter Differenzwert durch Vergleich der zweiten Startposition mit der zweiten Betriebsstelle ermittelt wird, um einen zweiten Grad des mechanischen Verschleißes zu ermitteln.
Verfahren zum Identifizieren von Verschleiß in einer Arbeitsmaschine, der aus der kontinuierlichen Betätigung eines Anbaugeräts der Arbeitsmaschine resultiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Ermitteln eines maximalen Bewegungsabstands zwischen dem Anbaugerät und einem tragenden Teil der Arbeitsmaschine; Auswählen eines mechanischen Stellglieds, das einen Sensor, einen Stellgliedkorpus und einen Arm mit einer vollständig eingefahrenen Position und einer vollständig ausgefahrenen Position in Bezug auf den Stellgliedkorpus enthält, wobei ein Stellgliedabstand zwischen der vollständig eingefahrenen Position und der vollständig ausgefahrenen Position größer als der maximale Bewegungsabstand ist; operatives Verbinden des mechanischen Stellglieds mit dem Anbaugerät und dem tragenden Teil der Arbeitsmaschine; Ermitteln einer Startposition des Armes in Bezug auf den Stellgliedkorpus bei dem maximalen Bewegungsabstand mit Hilfe des Sensors; Ermitteln einer Betätigungsposition des Arms in Bezug auf den Stellgliedkorpus mit Hilfe des Sensors, wobei der Arm das Anbaugerät auf den maximalen Bewegungsabstand vom tragenden Teil bewegt; Ermitteln eines Differenzwertes durch Vergleich der Betätigungsposition mit der Ausgangsposition; und Ermitteln eines Verschleißgrades aus dem ermittelten Differenzwert.
Verfahren nach Anspruch 19, welches ferner den Vergleich des ermittelten Verschleißgrades mit einem Schwellenwert beinhaltet; und Ermitteln eines übermäßigen Verschleißes eines der mechanischen Stellglieder oder eines der tragenden Teile der Arbeitsmaschine auf der Grundlage des Vergleichs.