DE112014002038T5 - Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug - Google Patents

Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug Download PDF

Info

Publication number
DE112014002038T5
DE112014002038T5 DE112014002038.9T DE112014002038T DE112014002038T5 DE 112014002038 T5 DE112014002038 T5 DE 112014002038T5 DE 112014002038 T DE112014002038 T DE 112014002038T DE 112014002038 T5 DE112014002038 T5 DE 112014002038T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
cutting edge
monitoring system
wear monitoring
sensor
ultrasonic sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112014002038.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Matthew J. Behmlander
Terri L. ATKINSON
Jeremy R. Hammar
Robert L. Meyer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar Inc
Original Assignee
Caterpillar Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar Inc filed Critical Caterpillar Inc
Publication of DE112014002038T5 publication Critical patent/DE112014002038T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/80Component parts
    • E02F3/815Blades; Levelling or scarifying tools
    • E02F3/8152Attachments therefor, e.g. wear resisting parts, cutting edges
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7604Combinations of scraper blades with soil loosening tools working independently of scraper blades
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7636Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis
    • E02F3/7645Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis with the scraper blade being pivotable about a horizontal axis disposed parallel to the blade
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7636Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis
    • E02F3/765Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis with the scraper blade being pivotable about a horizontal axis disposed perpendicular to the blade
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/76Graders, bulldozers, or the like with scraper plates or ploughshare-like elements; Levelling scarifying devices
    • E02F3/7636Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis
    • E02F3/7654Graders with the scraper blade mounted under the tractor chassis with the scraper blade being horizontally movable into a position near the chassis
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/267Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2808Teeth
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/28Small metalwork for digging elements, e.g. teeth scraper bits
    • E02F9/2875Ripper tips
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B23/00Elements, tools, or details of harrows
    • A01B23/02Teeth; Fixing the teeth
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02854Length, thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)

Abstract

Offenbart wird ein Abnützungsüberwachungssystem (36) zur Verwendung mit einer Maschine (10). Das Abnützungsüberwachungssystem kann einen Ultraschallsensor (38) aufweisen, der in einen austauschbaren Schneidrand (30) eines Bodeneingriffswerkzeugs (24, 26), das mit der Maschine verbunden werden kann, eingebettet ist. Das Abnützungsüberwachungssystem kann auch ein drahtloses Kommunikationselement (40), das dem Ultraschallsensor zugeordnet ist, sowie ein Steuergerät (44) aufweisen, das an Bord der mobilen Maschine in Kommunikation mit dem Ultraschallsensor über das drahtlose Kommunikationselement montierbar ist. Das Steuergerät kann dazu ausgebildet sein, eine Verschleißrate des Schneidrands auf der Grundlage von Signalen von dem Ultraschallsensor zu überwachen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein ein Abnützungsüberwachungssystem und insbesondere ein Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug.
  • Hintergrund
  • Maschinen wie zum Beispiel Motorgrader, Planierraupen, Radlader und Bagger werden verbreitet in Anwendungen zur Materialbewegung verwendet. Diese Maschinen schließen ein Bodeneingriffswerkzeug mit einem Schneidrand ein, der dazu ausgebildet ist, mit dem Material in Kontakt zu stehen. Während der Verwendung des Schneidrands reibt das Material den Schneidrand ab, wodurch dessen Erosion verursacht wird. Dementsprechend ist der Schneidrand manchmal abnehmbar an dem Werkzeug angebracht und wird auf regelmäßiger Basis ausgetauscht. Alternativ wird das ganze Bodeneingriffswerkzeug auf regelmäßiger Basis ausgetauscht.
  • Der Schneidrand oder das Werkzeug selbst wird ausgetauscht, wenn bestimmt wurde, dass er/es über einen annehmbaren Grenzwert hinaus erodiert ist. Um diese Bestimmung vorzunehmen, wird typischerweise ein Servicetechniker zur Maschine beordert, der eine Länge des Schneidrands unter Verwendung eines Maßbandes misst. Die gemessene Länge wird dann mit dem annehmbaren Grenzwert verglichen und auf der Grundlage des Vergleichs selektiv ausgetauscht. Dieses Verfahren zur Bestimmung, wann der Schneidrand und/oder das Werkzeug auszutauschen ist, kann arbeitsintensiv und ungenau sein.
  • Ein alternativer Weg, die Erosion eines Werkzeugs zu messen, wird in der US-Patentveröffentlichung 2006/0243839 von Barscevicius et al. beschrieben, die am 2. November 2006 veröffentlicht wurde (”die ’839-er Veröffentlichung”). Im Besonderen offenbart die ’839-er Veröffentlichung die Verwendung eines eingebetteten Sensors, um die Erosion von Verschleißteilen eines Brechers zu messen. Der Sensor besteht aus einem Netz von Widerständen, die von dem Netz weg verschleißen, während der Sensor mit der Erosion der Verschleißteile, die überwacht werden, verschlissen wird. Mit der Erosion der Verschleißteile (und der Widerstände) verändert sich der Gesamtwiderstand des Sensors. Dem sich verändernden Widerstand zugeordnete Signale werden dann an ein Steuersystem zur Einstellung des Brechers zur Verwendung bei der Einstellung von Steuerungsparametern des Brechers geliefert.
  • Obwohl der Verschleißsensor der ’839-er Veröffentlichung einen Weg zur Überwachung der Erosion eines Verschleißteils bereitstellen kann, kann er doch nicht optimal sein. Insbesondere kann der Sensor erfordern, dass die Widerstände während der Fertigung der Verschleißteile in die Verschleißteile eingebettet werden. In manchen Anwendungen kann das Fertigungsverfahren zu rau für die Widerstände sein und verursachen, dass der Sensor ausfällt. Darüber hinaus wird der Sensor während der Verwendung des Brechers beschädigt, was verhindert, dass der Sensor wiederverwendet werden kann. Des Weiteren kann das Netz von Widerständen erforderlich machen, dass beträchtliche Leistung an den Sensor geliefert werden muss. Diese große Leistungsmenge kann eine festverdrahtete Verbindung mit dem Sensor erfordern, was den Einsatz des Sensors in manchen Anwendungen verhindern kann. Des Weiteren können die Signale, die durch das Netz von Widerständen erzeugt werden, sich schrittweise verändern, wenn einzelne Widerstände aus dem Netz entfernt werden, was die Genauigkeit der von dem Sensor erzeugten Signale begrenzt.
  • Das Abnützungsüberwachungssystem der vorliegenden Offenbarung bezieht sich darauf, ein oder mehrere der oben dargelegten Bedürfnisse und/oder andere Probleme im Stand der Technik zu lösen.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß einem Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein Abnützungsüberwachungssystem zur Verwendung mit einer Maschine. Das Abnützungsüberwachungssystem kann einen Ultraschallsensor umfassen, der in einen austauschbaren Schneidrand eines Bodeneingriffswerkzeugs, das mit der Maschine verbunden werden kann, eingebettet ist. Das Abnützungsüberwachungssystem kann auch ein drahtloses Kommunikationselement, das dem Ultraschallsensor zugeordnet ist, sowie ein Steuergerät umfassen, das an Bord der mobilen Maschine in Kommunikation mit dem Ultraschallsensor über das drahtlose Kommunikationselement montierbar ist. Das Steuergerät kann dazu ausgebildet sein, eine Verschleißrate des Schneidrands auf der Grundlage von Signalen von dem Ultraschallsensor zu überwachen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die vorliegenden Offenbarung auf ein Bodeneingriffswerkzeug. Das Bodeneingriffswerkzeug kann ein Grundelement sowie einen abnehmbar mit dem Grundelement verbundenen Schneidrand umfassen. Der Schneidrand kann eine darin ausgebildete Bohrung aufweisen, und das Bodeneingriffswerkzeug kann des Weiteren einen Ultraschallsensor umfassen, der innerhalb der Bohrung angeordnet ist. Der Ultraschallsensor kann dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das eine Länge des Schneidrands angibt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine isometrische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten Maschine; und
  • 2 ist eine schematische Veranschaulichung eines beispielhaften offenbarten Abnützungsüberwachungssystems, das in Verbindung mit der Maschine von 1 verwendet werden kann.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Eine beispielhafte Ausführungsform einer Maschine 10 ist in 1 veranschaulicht. Die Maschine 10 kann zum Beispiel ein Motorgrader, ein Baggerlader, ein landwirtschaftlicher Traktor, ein Radlader, ein Kompaktlader, eine Planierraupe, ein Bagger oder ein beliebiger anderer, im Stand der Technik bekannter Typ von Maschine sein. Als Motorgrader kann die Maschine 10 einen lenkbaren vorderen Rahmen 12 und einen angetriebenen hinteren Rahmen 14 umfassen, der schwenkbar mit dem vorderen Rahmen 12 verbunden ist. Der vordere Rahmen 12 kann ein Paar Vorderräder 16 (oder andere Traktionseinrichtungen) umfassen und eine Bedienerstation 18 tragen. Der hintere Rahmen 14 kann Kammern 20 zur Unterbringung einer Leistungsquelle (z. B. eines Motors) und zugehöriger Kühlkomponenten umfassen, wobei die Leistungsquelle operativ mit Hinterrädern 22 (oder anderen Traktionseinrichtungen) für den Primärvortrieb der Maschine 10 gekoppelt ist. Die Räder 22 können in Tandems an gegenüberliegenden Seiten des hinteren Rahmens 14 angeordnet sein. Die Lenkung der Maschine 10 kann eine Funktion von Vorderradlenkung und Anlenkung des vorderen Rahmens 12 relativ zu dem hinteren Rahmen 14 sein.
  • Die Maschine 10 kann auch ein oder mehrere Bodeneingriffswerkzeuge umfassen, wie beispielsweise etwa eine Zugstangen-Kreis-Formplatten-Anordnung (drawbar-circle-moldboard, DCM) 24, die mit dem vorderen Rahmen 12 wirkverbunden ist und von diesem getragen wird, sowie eine Aufreißeranordnung 26, die mit dem hinteren Rahmen 14 wirkverbunden ist und von diesem getragen wird. Es wird in Betracht gezogen, dass die DCM 24 und/oder die Aufreißeranordnung 26 mit einem anderen Abschnitt der Maschine 10 verbunden sind und von diesem getragen werden, falls dies gewünscht wird, wie etwa einem anderen Abschnitt des vorderen Rahmens 12 und/oder des hinteren Rahmens 14. Sowohl die DCM 24 als auch die Aufreißeranordnung 26 können durch separate Hydraulikzylinderanordnungen 28 getragen werden. Die Hydraulikzylinderanordnungen 28 können dazu ausgebildet sein, die DCM 24 und die Aufreißeranordnung 26 vertikal zu dem vorderen Rahmen 12 und von diesem weg zu verschieben, die DCM 24 und die Aufreißeranordnung 26 seitlich zu verschieben, und/oder die DCM 24 und die Aufreißeranordnung 26 um eine horizontale oder vertikale Achse zu drehen. Es wird in Betracht gezogen, dass sich die DCM 24 und die Aufreißeranordnung 26 falls gewünscht auf zusätzliche und/oder unterschiedliche Arten als oben beschrieben bewegen können. Es wird auch in Betracht gezogen, dass zusätzliche, unterschiedliche und/oder weniger Bodeneingriffswerkzeuge mit der Maschine 10 verbunden sein können.
  • Ein oder mehrere mit der Maschine 10 verbundene Bodeneingriffswerkzeuge können mit einem abnehmbaren Schneidrand 30 ausgestattet sein. Der Schneidrand 30 kann dazu ausgebildet sein, in eine Materialoberfläche einzugreifen und über die Lebensdauer der Maschine 10 hinweg zu verschleißen. Nachdem sich der Schneidrand 30 um einen Schwellenbetrag abgenutzt hat, sollte der Schneidrand 30 ausgetauscht werden, um die Produktivität und/oder Effizienz der Maschine 10 sicherstellen zu helfen. Die Verwendung des Schneidrands 30 kann auch helfen, das Ausmaß des Verschleißes zu verringern, das durch ein teureres oder schwieriger zu wartendes Grundelement 32 eines jeden Bodeneingriffswerkzeugs erfahren wird. Wie in 2 dargestellt, kann der Schneidrand 30 abnehmbar mit dem Grundelement 32 des entsprechenden Bodeneingriffswerkzeugs durch ein oder mehrere Befestigungselemente 34 verbunden sein.
  • 2 veranschaulicht ein Abnützungsüberwachungssystem (”EMS”) 36, das der DCM 24 zugeordnet ist. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass das EMS 36 in gleicher Weise auch der Aufreißeranordnung 26 und/oder einem beliebigen anderen Bodeneingriffswerkzeug der Maschine 10 mit einem abnehmbaren Schneidrand 30 zugeordnet sein kann. Wie im Folgenden noch detaillierter erklärt wird, kann das EMS 36 Komponenten aufweisen, die zusammenwirken, um den Verschleiß des Schneidrands 30 zu überwachen und zu bestimmen, wann der Schneidrand 30 ausgetauscht werden soll. Diese Komponenten können unter anderem umfassen: einen innerhalb des Schneidrands 30 eingebetteten Sensor 38, ein dem Sensor 38 zugeordnetes Kommunikationselement 40, eine Batterie 42, die dazu ausgebildet ist, den Sensor 38 und das Kommunikationselement 40 mit Leistung zu versorgen, sowie ein Steuergerät 44, das an Bord der Maschine 10 montiert ist und über das Kommunikationselement 40 in Kommunikation mit dem Sensor 38 steht.
  • Der Sensor 38 kann ein Ultraschallsensor sein, der innerhalb einer in dem Schneidrand 30 ausgebildeten Bohrung 46 angeordnet ist. Der Sensor 38 kann im Wesentlichen zylindrisch sein und eine Zentralachse 48 aufweisen, die etwa 90° relativ zu einem linearen Ende 50 des Schneidrands 30 orientiert ist. Es wird in Betracht gezogen, dass der Sensor 38 eine alternative Gestalt aufweisen kann und/oder in einem unterschiedlichen Winkel orientiert sein kann, falls dies gewünscht wird. Als Ultraschallsensor kann der Sensor 38 einen Messwandler aufweisen, der Hochfrequenz-Schallwellen innerhalb des Schneidrands 30 erzeugt. Der Sensor 38 kann dann ein resultierendes Echo auswerten, das durch den Sensor 38 zurückerhalten wird. Ein Zeitintervall zwischen dem Senden des Signals und dem Empfangen des Echos wird dann (entweder durch den Sensor 38 und/oder durch das Steuergerät 44) berechnet, um einen Abstand des Sensors 38 zu dem Ende 50 zu bestimmen (d. h. die übrige verschleißbare Länge des Schneidrands 30). Mit dem fortschreitenden Verschleiß des Schneidrands 30 kann sich dieses Zeitintervall verringern, und der Sensor 38 kann ein Signal entsprechend dieser Länge erzeugen. Dieses Signal kann zur Verarbeitung an das Steuergerät 44 geleitet werden.
  • Das Kommunikationselement 40 kann ein beliebiger Typ eines in der Technik bekannten Kommunikationselements sein, der in der Lage ist, Signale von dem Sensor 38 drahtlos an das Steuergerät 44 zu leiten. Die drahtlose Kommunikation kann Satelliten-, Mobilfunk-, Infrarot- oder einen beliebigen anderen Typ von drahtloser Kommunikation umfassen. In einer Ausführungsform überträgt das Kommunikationselement 40 das Signal akustisch und/oder elektrisch unter Verwendung des Materials des Grundelements 32 als Kommunikationsmedium.
  • Die Batterie 42 kann zusammen mit dem Sensor 38 und dem Kommunikationselement 40 innerhalb der Bohrung 46 des Schneidrands 30 gepackt sein, und eine Schraubkappe 52 kann ein Ende der Bohrung 46 verschließen und abdichten. Es wird in Betracht gezogen, dass die Bohrung 46 alternativ durch ein dauerhaftes Vergussmaterial abgedichtet werden kann, wenn dies gewünscht wird. Die Batterie 42 kann dazu ausgebildet sein, für eine endliche Zeitperiode Leistung sowohl an den Sensor 38 als auch an das Kommunikationselement 40 zu liefern. In der offenbarten Ausführungsform kann diese endliche Zeitperiode in etwa der Nennlebensdauer des Schneidrands 30 zur Verwendung mit dem Grundelement 32 entsprechen. Auf diese Weise können, wenn der Schneidrand 30 abgenommen wird, der Sensor 38 und das Kommunikationselement 40 aus der Bohrung 46 entnommen und zusammen mit einer neuen Batterie in der Bohrung 46 eines Ersatzschneidrands 30 installiert werden. Die Batterie 42 kann eine beliebige im Stand der Technik bekannte Form annehmen.
  • Das Steuergerät 44 kann einen einzelnen Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren verkörpern, die Mittel zur Steuerung eines Betriebs des EMS 36 umfassen. Zahlreiche kommerziell verfügbare Mikroprozessoren können dazu ausgebildet sein, die Funktionen des Steuergeräts 44 auszuführen. Es sollte klar sein, dass das Steuergerät 44 leicht in einem allgemeinen Maschinenmikroprozessor ausgeführt werden kann, der in der Lage ist, zahlreiche Maschinenfunktionen zu steuern. Das Steuergerät 44 kann einen Speicher, eine Sekundärspeichereinrichtung, einen Prozessor und beliebige andere Komponenten zum Ausführen einer Anwendung und/oder zur Aufzeichnung von Signalen von dem Sensor 38 aufweisen. Verschiedene andere Schaltungen können dem Steuergerät 44 zugeordnet sein, wie etwa Stromversorgungsschaltungen, Signalaufbereitungsschaltungen, Solenoidansteuerschaltungen oder andere Typen von Schaltungen.
  • Ein oder mehrere Kennfelder, die das Signal von dem Sensor 38 mit Verschleißwerten für den Schneidrand 30 in Beziehung setzen, können in dem Speicher des Steuergeräts 44 gespeichert sein. Jedes dieser Kennfelder kann eine Sammlung von Daten in der Form von Tabellen, Graphen und/oder Gleichungen umfassen. Wie im Folgenden noch detaillierter beschrieben wird, kann das Steuergerät 44 dazu ausgebildet sein, spezifische Kennfelder aus verfügbaren, im Speicher des Steuergeräts 44 gespeicherten Relationskennfeldern auszuwählen, um automatisch Benachrichtigungen in Bezug auf den Komponentenverschleiß zu bestimmen und/oder zu erzeugen.
  • Die durch das Steuergerät 44 erzeugte Benachrichtigung kann an einer Anzeige 54 angezeigt werden, die sich innerhalb der Bedienerstation 18 befindet. Die Benachrichtigung kann einen visuellen und/oder hörbaren Alarm in Bezug auf eine aktuelle Dimension des Schneidrands 30, eine verbleibende Lebensdauer des Schneidrands 30, und/oder die Notwendigkeit, den Schneidrand 30 auszutauschen, bereitstellen. Auf diese Weise kann der Bediener in der Lage sein, die Wartung der Maschine 10 schon im Voraus zu planen, bevor der Schneidrand 30 vollständig abgenützt ist.
  • In einigen Ausführungsformen kann das EMS 36 in der Lage sein, mit einer nicht an Bord befindlichen Einheit 56 zu kommunizieren. Insbesondere kann das EMS 36 mit einer Kommunikationsvorrichtung 58 ausgestattet sein, die mit dem Steuergerät 44 verbunden werden kann. Die Kommunikationsvorrichtung 58 kann dazu ausgebildet sein, Meldungen drahtlos zwischen dem Steuergerät 44 und der nicht an Bord befindlichen Einheit 56 zu kommunizieren. Die drahtlose Kommunikation kann Satelliten-, Mobilfunk-, Infrarot- oder einen beliebigen anderen Typ von drahtloser Kommunikation umfassen. Die nicht an Bord befindliche Einheit 56 kann zum Beispiel Wartungspersonal darstellen, und die Kommunikation kann Meldungen in Bezug auf Verschleißwerte, Identifikation verschlissener Komponenten (z. B. bestimmte Schneidränder 30) und/oder Anweisungen für das Wartungspersonal umfassen. Die Anweisungen können mit der Anleitung des Wartungspersonals, Angebote für Austauschkomponenten an den Besitzer der Maschine 10 bereitzustellen und/oder die Wartung der Maschine 10 mit dem Besitzer zu planen, in Verbindung stehen.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Das offenbarte Abnützungsüberwachungssystem kann mit beliebigen Maschinen verwendet werden, die ein Bodeneingriffswerkzeug mit einem abnehmbaren Schneidrand aufweisen. Das offenbarte Abnützungsüberwachungssystem kann in der Lage sein, die aktuelle Länge des Schneidrands, eine noch verbleibende restliche Lebensdauer des Schneidrands, und/oder eine Verschleißrate des Schneidrands zu bestimmen. Das offenbarte Abnützungsüberwachungssystem kann auch in der Lage sein, Benachrichtigungen in Bezug auf diese Parameter anzuzeigen und/oder die Benachrichtigungen an eine nicht an Bord befindliche Einheit zu kommunizieren. Die Benachrichtigungen können dabei kontinuierlich oder alternativ nur nach einem Vergleich mit einem oder mehreren Schwellenwerten, der die Notwendigkeit zur Erzeugung der Benachrichtigung angibt (z. B. nur wenn die verbleibende Lebensdauer und/oder die aktuelle Länge geringer ist als eine Schwellenlebensdauer oder -länge), erzeugt werden.
  • Da der Sensor 38 in ein bestehendes Merkmal (d. h. in die Bohrung 46) der offenbarten Bodeneingriffswerkzeuge verbaut sein kann, können die Verfahren, die zur Herstellung der Bodeneingriffselemente verwendet werden, keine negativen Auswirkungen auf den Sensor 38 haben. Da darüber hinaus der Sensor 38 während der Verwendung des Schneidrands 30 nicht zerstört werden kann, kann der Sensor 38 falls gewünscht wiederverwendet werden. Des Weiteren kann der Sensor 38 nur geringe Leistung benötigen, und somit kann die Batterie 42 relativ einfach und kostengünstig sein. Tatsächlich kann in einem Beispiel der Sensor 38 mit einer Frequenz von etwa 1/h arbeiten (d. h. etwa einmal pro Stunde ein Messsignal erzeugen), und mit dieser Betriebsfrequenz kann die Batterie 42 etwa 6 bis 9 Monate (oder länger) halten. Dieser niedrige Leistungsverbrauch kann in Kombination mit der drahtlosen Verbindung zwischen Sensor 38 und Steuergerät 44 die Verwendung des Sensors 38 in rauen Anwendungen erleichtern. Des Weiteren können die von dem Sensor 38 erzeugten Signale sich von Stunde zu Stunde nur sehr wenig verändern und dementsprechend eine sehr genaue Messung der Verschleißrate des Schneidrands 30 liefern.
  • Dem Fachmann wird klar sein, dass verschiedene Modifikationen und Abwandlungen an dem Abnützungsüberwachungssystem der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen werden für den Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer praktischen Ausführung des darin offenbarten Abnützungsüberwachungssystems klar sein. Es ist angedacht, dass die Spezifikation und die Beispiele als beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben wird.

Claims (10)

  1. Abnützungsüberwachungssystem (36) für eine Maschine (10), das Folgendes umfasst: einen Ultraschallsensor (38), der in einen austauschbaren Schneidrand (30) eines Bodeneingriffswerkzeugs (24, 26), das mit der Maschine verbunden werden kann, eingebettet ist; ein drahtloses Kommunikationselement (40), das dem Ultraschallsensor zugeordnet ist; und ein Steuergerät (44), das dazu ausgebildet ist, an Bord der Maschine in Kommunikation mit dem Ultraschallsensor über das drahtlose Kommunikationselement montiert zu werden, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist, eine Verschleißrate des Schneidrands auf der Grundlage von Signalen von dem Ultraschallsensor zu überwachen.
  2. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Batterie (42), die dem Ultraschallsensor und dem drahtlosen Kommunikationselement zugeordnet ist.
  3. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei die Batterie dazu ausgebildet ist, Leistung an den Ultraschallsensor und das drahtlose Kommunikationselement zu liefern, über einen Zeitraum, der in etwa der Nennlebensdauer des Schneidrandes für die Verwendung mit dem Bodeneingriffswerkzeug entspricht.
  4. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 2, wobei der Ultraschallsensor, das drahtlose Kommunikationselement und die Batterie alle zusammen innerhalb einer Bohrung (46), die innerhalb des Schneidrands ausgebildet ist, montiert sind.
  5. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 4, wobei der Ultraschallsensor im Wesentlichen zylindrisch ist und eine Achse (48) aufweist, die in einem Winkel von etwa 90° relativ zu einem Ende (50) des Schneidrands orientiert ist.
  6. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 4, wobei die Bohrung an einer Verbindungsstelle zwischen dem Schneidrand und einem Grundelement (32) des Bodeneingriffswerkzeugs ausgebildet ist.
  7. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 4, des Weiteren umfassend eine Schraubkappe (52), die dazu ausgebildet ist, in ein Ende der Bohrung einzugreifen und dieses abzudichten.
  8. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine Kommunikationsvorrichtung (58), die dazu ausgebildet ist, Meldungen zwischen dem Steuergerät und einer nicht an Bord befindlichen Einheit (56) zu übertragen.
  9. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät dazu ausgebildet ist: eine Länge des Schneidrands zu bestimmen; einen Vergleich der Länge des Schneidrands mit einer Schwellenlänge vorzunehmen; und auf der Grundlage des Vergleichs selektiv eine Benachrichtigung zuü erzeugen.
  10. Abnützungsüberwachungssystem nach Anspruch 9, wobei die Benachrichtigung eine abgeschätzte Lebensdauer des Schneidrands angibt.
DE112014002038.9T 2013-04-19 2014-04-04 Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug Withdrawn DE112014002038T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/866,394 US9243381B2 (en) 2013-04-19 2013-04-19 Erosion monitoring system for ground engaging tool
US13/866,394 2013-04-19
PCT/US2014/032906 WO2014172116A1 (en) 2013-04-19 2014-04-04 Erosion monitoring system for ground engaging tool

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112014002038T5 true DE112014002038T5 (de) 2016-01-14

Family

ID=51728142

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014002038.9T Withdrawn DE112014002038T5 (de) 2013-04-19 2014-04-04 Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9243381B2 (de)
CN (1) CN105190304A (de)
AU (1) AU2014254370B2 (de)
DE (1) DE112014002038T5 (de)
WO (1) WO2014172116A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017127648B3 (de) 2017-11-23 2019-04-18 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Landwirtschaftsmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Maschine
EP3583830A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-25 Frank Walz- und Schmiedetechnik GmbH Bauteil für die montage an einer landmaschine, landmaschine sowie verfahren zum betreiben einer solchen

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8890672B2 (en) 2011-08-29 2014-11-18 Harnischfeger Technologies, Inc. Metal tooth detection and locating
AU2014262221C1 (en) 2013-11-25 2021-06-10 Esco Group Llc Wear part monitoring
US9957691B2 (en) * 2014-07-29 2018-05-01 Caterpillar Inc. Wear component for ground engaging tool
US9868482B2 (en) 2014-10-29 2018-01-16 Caterpillar Inc. Track roller assembly with a wear measurement system
BR122020024175B1 (pt) * 2015-02-13 2023-03-07 Esco Group Llc Sistema de monitoramento de produtos de penetração de solo para equipamento de trabalho no solo
US11181657B2 (en) * 2015-04-20 2021-11-23 National Oilwell DHT, L.P. Wellsite sensor assembly and method of using same
US9714923B2 (en) 2015-05-08 2017-07-25 Caterpillar Inc. Topographic wear monitoring system for ground engaging tool
US9611625B2 (en) 2015-05-22 2017-04-04 Harnischfeger Technologies, Inc. Industrial machine component detection and performance control
CA3002101A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 Harnischfeger Technologies, Inc. Methods and systems for detecting heavy machine wear
EP3485099B1 (de) * 2016-07-15 2022-11-02 CQMS Pty Ltd Verschleissteilüberwachungssystem und verfahren zur überwachung eines verschleissteils
US10190289B2 (en) 2016-08-02 2019-01-29 Caterpillar Inc. Systems and methods for determining wear of a ground-engaging tool
CN109983183B (zh) * 2016-11-25 2022-05-17 山特维克知识产权股份有限公司 重型机械上的掘地工具(get)的附接状态监测
US10249060B2 (en) 2016-12-14 2019-04-02 Caterpillar Inc. Tool erosion detecting system using augmented reality
US10450716B2 (en) 2016-12-19 2019-10-22 Caterpillar Inc. Power limiting stress-strain monitor system and method for machine
US10371669B2 (en) * 2017-02-02 2019-08-06 Caterpillar Inc. Ultrasonic sensing wear life of ground engaging tools
CA3005183A1 (en) 2017-05-30 2018-11-30 Joy Global Surface Mining Inc Predictive replacement for heavy machinery
JP7211650B2 (ja) 2018-01-26 2023-01-24 小橋工業株式会社 作業爪
EP3591126A1 (de) * 2018-07-05 2020-01-08 Metalogenia Research & Technologies S.L. Befestigungssystem eines adapters für erdbewegungsmaschinen
US10954739B2 (en) 2018-11-19 2021-03-23 Saudi Arabian Oil Company Smart rotating control device apparatus and system
US11475717B2 (en) * 2019-01-11 2022-10-18 Cnh Industrial America Llc System and method for detecting worn or damaged components of an agricultural machine based on acoustic data
US11225778B2 (en) * 2019-03-27 2022-01-18 Cnh Industrial America Llc Systems and methods for monitoring the wear of a shank attachment member of an agricultural implement
EP3715537A1 (de) * 2019-03-29 2020-09-30 Metalogenia Research & Technologies S.L. Kapsel zum schutz einer elektronischen vorrichtung in einem verschleisselement einer erdbewegungsmaschine
PE20220450A1 (es) * 2019-04-04 2022-03-30 2C Holdings Pty Ltd Sistema de monitoreo del desgaste de tubos y metodo de utilizacion de este
US11686067B2 (en) * 2019-05-15 2023-06-27 Deere & Company Motor grader cutting edge wear calibration and warning system
WO2020257786A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-24 SmarTerra LLC Turf maintenance system
US10980164B2 (en) * 2019-06-26 2021-04-20 Cnh Industrial America Llc Wear determination for agricultural implement
US11454008B2 (en) 2019-08-13 2022-09-27 Caterpillar Inc. Monitoring system for a grading machine
US11610440B2 (en) 2019-08-27 2023-03-21 Caterpillar Inc. Remaining useful life prediction for a component of a machine
US11976716B2 (en) 2019-08-30 2024-05-07 Caterpillar Inc. Seal assembly for a grading machine

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2468905A (en) * 1943-06-11 1949-05-03 Jr John B Warren Means for detecting wear on bits
US2549278A (en) * 1949-02-10 1951-04-17 John R Yancey Dull bit indicator
US4922423A (en) * 1987-12-10 1990-05-01 Koomey Paul C Position and seal wear indicator for valves and blowout preventers
US5033031A (en) * 1990-01-09 1991-07-16 Ford New Holland Underground ultrasonic tillage depth sensor
US5743031A (en) * 1996-02-23 1998-04-28 H&L Company Digging hardware signaling apparatus
JP3675576B2 (ja) * 1996-07-09 2005-07-27 株式会社奥村組 地盤判定装置
US5777231A (en) * 1996-10-24 1998-07-07 Patel; Narendra D. Ultrasonic sensor for on-line detection of cutting tool insert failure
US20060243839A9 (en) 2000-03-08 2006-11-02 Metso Minerals (Tampere) Oy Method and apparatus for measuring and adjusting the setting of a crusher
JP2003004710A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Daido Steel Co Ltd 肉盛管の検査方法
US6868711B2 (en) 2002-05-10 2005-03-22 Sensoplan Aktiengesellschaft Method for monitoring mechanical wear
DE50302069D1 (de) 2003-07-28 2006-02-02 Herrenknecht Ag Vorrichtung zum Erfassen des Drehzustandes von Schneidrollen einer Schildvortriebsmaschine
CA2563124C (en) 2004-04-20 2013-07-23 Rampf Formen Gmbh Device for monitoring and controlling a machine
US7330117B2 (en) 2004-08-25 2008-02-12 Caterpillar Inc. Systems and methods for radio frequency trigger
AU2006239171B2 (en) 2005-04-28 2012-07-12 Caterpillar Inc. Systems and methods for maintaining load histories
DE102005040174A1 (de) 2005-08-25 2007-03-15 Deere & Company, Moline Landwirtschaftliche Presse
CN2854594Y (zh) * 2005-12-31 2007-01-03 济南大学 基于语音识别技术的刀具工况监测装置
US7631560B2 (en) * 2006-04-17 2009-12-15 Baker Hughes Incorporated Methods of inspecting rotary drill bits
US7908928B2 (en) 2006-10-31 2011-03-22 Caterpillar Inc. Monitoring system
US20080153402A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Christopher Arcona Roadway grinding/cutting apparatus and monitoring system
US9360309B2 (en) * 2008-03-14 2016-06-07 Cidra Corporate Services Inc. Method and apparatus for monitoring of component housing wall thickness and wear monitoring
BRPI0913286B1 (pt) 2008-05-30 2019-02-19 The Robbins Company Equipamento e método para monitoração da eficiência de perfuração de túnel e equipamento de perfuração de túnel
US8141650B2 (en) 2008-06-24 2012-03-27 Deere & Company Automatic depth correction based on blade pitch
CN201237584Y (zh) * 2008-07-11 2009-05-13 四川大学 回转体型面自动跟踪超声波在线探伤***
WO2010096873A1 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Brian Investments Pty Ltd Wear sensor
SE533954C2 (sv) 2009-04-09 2011-03-15 Atlas Copco Rock Drills Ab Registreringsdon och metod för att registrera en borrmaskinsparameter, ett datorprogram, ett datorläsbart medium, en bergborrmaskin samt en borrigg
US8406963B2 (en) 2009-08-18 2013-03-26 Caterpillar Inc. Implement control system for a machine
KR101087961B1 (ko) 2009-11-09 2011-12-01 (주)대동산업기계 콘 크러셔의 마모도 감시장치
GB2479744A (en) * 2010-04-20 2011-10-26 Guided Ultrasonics Ltd Ultrasonic transducer
DE102011016271A1 (de) * 2011-04-06 2012-10-11 Wirtgen Gmbh Walzengehäuse für eine Arbeitswalze einer Baumaschine oder Abbaumaschine, Baumaschine oder Abbaumaschine, sowie Verfahren zum Überwachen des Zustandes einer Arbeitswalze einer Baumaschine oder Abbaumaschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017127648B3 (de) 2017-11-23 2019-04-18 Amazonen-Werke H. Dreyer Gmbh & Co. Kg Landwirtschaftsmaschine sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Maschine
EP3583830A1 (de) * 2018-06-18 2019-12-25 Frank Walz- und Schmiedetechnik GmbH Bauteil für die montage an einer landmaschine, landmaschine sowie verfahren zum betreiben einer solchen

Also Published As

Publication number Publication date
US9243381B2 (en) 2016-01-26
WO2014172116A1 (en) 2014-10-23
AU2014254370B2 (en) 2018-07-12
AU2014254370A1 (en) 2015-11-26
CN105190304A (zh) 2015-12-23
US20140311762A1 (en) 2014-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014002038T5 (de) Abnützungsüberwachungssystem für ein Bodeneingriffswerkzeug
DE102012016004B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung der Anwesenheit von steinbrechenden Werkzeugen an Erdbewegungsmaschinen
AU2015221561B2 (en) System and method for monitoring a machine
EP3115507B1 (de) Bodenbearbeitungsmaschine und verfahren zum verschleissoptimierten betrieb einer bodenbearbeitungsmaschine
DE112004001565B4 (de) Betriebssystem für eine Baumaschine
US9714923B2 (en) Topographic wear monitoring system for ground engaging tool
DE112016004648T5 (de) Lastkraftwagenpositionskontrollsystem für fräsvorgänge
EP2710190B1 (de) System zur bereitstellung von einen vibrationszustand repräsentierenden informationen für den betrieb vibrationsemittierender maschinen, insbesondere baumaschinen
DE102018124205A1 (de) Arbeitswerkzeug-kollisionsvermeidungssystem für unter der erde befindliche gegenstände
DE112011100793B4 (de) Anleitungseinrichtung und Anleitungsverfahren
DE112013005240T5 (de) Modellierung von Zug-Schlupf-Kurven in grossen Raupenschleppern in Echtzeit
DE102016002700A1 (de) Steuersystem mit Hindernisdetektion und Aufzeichnung
DE112019005295T5 (de) Strassenfräsmaschine mit rahmenneigungssteuerung und verfahren für eine solche steuerung
US20160376771A1 (en) Multi-sensor ultrasonic wear measurement system
DE112013002969T5 (de) Motordrehzahlmanagement-Steuersystem für Kaltfräsen
DE202017104754U1 (de) System zur Anzeige der Rotorstellung
DE112016006999T5 (de) System und verfahren zum sammeln von betriebsschwingungsdaten für eine bergbaumaschine
DE112008002721T5 (de) Systeme und Verfahren zum Entwerfen einer Transportstrecke
DE102018132546A1 (de) System und verfahren zur visuellen schneidwerkzeug-verlaufsdarstellung
DE102016009201A1 (de) Systeme und verfahren zur überwachung einer abbauhöhe und eines volumens eines gewonnenen materials für eine abbaumaschine
DE102020133433A1 (de) System und verfahren zur erkennung einer eingesunkenen maschine
DE102020120361A1 (de) Überwachungssystem für eine planiermaschine
DE102017004327A1 (de) Systeme und Verfahren für eine Fluidzufuhr in einem Langfrontabbausystem
DE112019001746T5 (de) Steuergerät und steuerverfahren
DE102016005105A1 (de) System und verfahren zum überwachen einer abnutzung einer glättbohlenplatte

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: WAGNER & GEYER PARTNERSCHAFT MBB PATENT- UND R, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee