WO2016096548A1 - Hydrozylinder mit einer messeinrichtung - Google Patents

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WO2016096548A1
WO2016096548A1 PCT/EP2015/079046 EP2015079046W WO2016096548A1 WO 2016096548 A1 WO2016096548 A1 WO 2016096548A1 EP 2015079046 W EP2015079046 W EP 2015079046W WO 2016096548 A1 WO2016096548 A1 WO 2016096548A1
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sensor
hydraulic cylinder
sensors
cylinder
housing
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PCT/EP2015/079046
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Leo Caspers
Rene Coppens
Edwin Doedee
Wim ENGELSMAN DEN
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Robert Bosch Gmbh
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    • F15B2211/6343—Electronic controllers using input signals representing a temperature

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic cylinder with a measuring device according to the preamble of patent claim 1.
  • Conventional hydraulic cylinders are known in which one or more sensors have been retrofitted for a measured value detection in order to detect an operating state of the hydraulic cylinder, a component or a component thereof. Because the subsequent
  • Measured value recording position are optimal and thus provide no optimal readings.
  • the invention is based on the object to provide a hydraulic cylinder in which a measured value is optimized for an operating state of a hydraulic cylinder.
  • Patent claim 1 Advantageous developments of the hydraulic cylinder according to the invention are described in the further subclaims.
  • a hydraulic cylinder with a cylinder housing contains a measuring device with one or more sensors.
  • an arrangement is at least one of
  • Sensors are provided on or in the cylinder housing during manufacture and / or assembly of the hydraulic cylinder.
  • An advantage of the present invention is that the at least one sensor can thus be arranged at an optimum position for determining a respective measured value, which subsequently, ie after completion of the production and / or assembly of the
  • Hydraulic cylinder in this simple way is no longer possible.
  • an optimum position for a sensor can be selected very reliably, depending on the measured value to be recorded.
  • Another advantage is that the inventive arrangement of the at least one sensor in a production and / or assembly of the hydraulic cylinder, which is advantageously already taken into account during a design phase,
  • the cylinder housing has a cylinder tube, and / or a
  • Piston rod and / or a cylinder head, and / or a cylinder bottom, and / or a flange, and / or one or more attachment points, in particular one
  • a pivot pin, or a mounting fork or a joint bearing wherein one or more of the sensors on or in the cylinder tube, and / or the piston rod, and / or the cylinder head, and / or the cylinder bottom, and / or the flange, and / or one or more of the attachment points is arranged or integrated.
  • the flange for easy attachment of the hydraulic cylinder is arranged on the cylinder head or on the cylinder bottom.
  • the cylinder housing has a passage through which a piston rod of the hydraulic cylinder is guided out of the cylinder housing, wherein in the implementation at least one measurement object is arranged, which is associated with at least one of the sensors, and wherein each of the sensors, in particular directly, adjacent to its associated measuring object is arranged.
  • This arrangement according to the invention further contributes to arranging the sensors at an optimum position for the respective measured value detection.
  • at least one of the sensors is arranged in a radial orientation in the passage or in the cylinder housing.
  • the flange and / or the cylinder head includes the implementation. This further contributes to making the sensors more accessible and / or replaceable.
  • at least one of the sensors associated with at least one of the measurement objects is arranged in the radial direction in series with its associated measurement object or is arranged offset in the radial direction or in the circumferential direction relative to its associated measurement object.
  • the sensors are located in a favorable, if not optimal, position with the associated measurement object, which is a prerequisite for providing optimal measurement values.
  • Circumferential, staggered arrangement of sensors is advantageous in determining a deviation and / or change in a measured value over the space, for example, a side load on the hydraulic cylinder and a consequent bending of the piston rod, or a temperature of a bearing element, wherein a temperature difference is an indicator of can be a page load.
  • At least one of the measured objects contains a sealing element and / or a bearing element for the piston rod and / or for the passage.
  • sealing elements and bearing elements Operating conditions of sealing elements and bearing elements, in particular independently, to measure and thus to monitor is important for the planning of
  • one of the measuring objects contains a piston chamber and / or an annular space in order to measure a pressure prevailing therein.
  • the sensor associated with the bearing element is one
  • Temperature sensor and / or a force sensor The temperature of the bearing element, which is determined by the friction, is a measure of wear of the bearing element, because the wear is also determined by the friction and is thus an important indicator of the life of the bearing element and / or the correctness of the bearing operating parameters.
  • the force acting on the bearing is also an important indicator of the life of the bearing element and / or the correctness of the operating parameters relating to the bearing.
  • Sealing elements and / or disposed between a sealing element and a bearing element, a pressure sensor to measure a pressure prevailing there and / or a pressure difference between the measured objects.
  • two bearing elements arranged one behind the other in the implementation wherein the one bearing element of the sensor in the form of a temperature sensor and the other bearing element, the sensor is assigned in the form of a force sensor.
  • the sensor is assigned in the form of a force sensor.
  • Measuring device arranged and / or is at least one of the sensors with a
  • the housing may be arranged on the outside of the cylinder tube or separately from the hydraulic cylinder.
  • the measuring device for the measured values acquired by at least one of the sensors contains a data transmission device, and / or a digitizer, and / or a data processing device, and / or a memory device.
  • a data transmission device and / or a digitizer, and / or a data processing device, and / or a memory device.
  • the measuring device contains a firmware in which rules are stored for a statistical evaluation of the measured values, and / or combinations of the measured values and / or derivatives of the measured values. Based on the rules, it is preferable to judge whether and to what extent the respective hydraulic cylinder is within the firmware.
  • warning messages can advantageously be output, in particular if the measured values or the variables derived therefrom are an indication that there is no intended use of the hydraulic cylinder.
  • the warning messages can be logged, in particular stored in a log file, in order, if appropriate, to set out a frequency and / or more precise circumstances of a use that is no longer intended.
  • the housing contains at least one sensor interface and / or a user interface.
  • the detected measured values can advantageously be visualized via the user interface and / or a device for visualizing the measured values and / or a device for evaluating the measured values on which a suitable program can be executed can be connected.
  • the measuring device is designed for battery operation in order to permit a check of the measuring device during a production end control, and / or during storage, and / or during transport and / or decommissioning, without being installed in a system with corresponding auxiliary energy is.
  • At least one of the sensors is designed as a
  • Temperature sensor a force sensor, a strain sensor, a pressure sensor, a
  • Position / attitude sensor an acceleration sensor, a GPS sensor, or a
  • Pressure medium condition sensor wherein combinations of said sensors are used, for example, a combined temperature / pressure sensor.
  • Temperature sensor for use wherein for the monitoring of contact loads in a bearing element and / or side loads of the hydraulic cylinder, a force sensor is used.
  • a bearing element and a strain sensor can be used.
  • a pressure sensor, and / or a temperature sensor, and / or a pressure medium condition sensor can be used for monitoring a pressure medium.
  • a position sensor and / or a position sensor on the piston rod can be used
  • a side load of the hydraulic cylinder may alternatively or additionally to the force sensor, an acceleration sensor, in particular on the cylinder head or its flange arranged to be used; for example
  • a force sensor For monitoring an attachment point of the hydraulic cylinder, a force sensor can be used, over which by means of the known force application points also acting moments at the attachment point can be measured.
  • a GPS sensor for example with three degrees of freedom, can be used.
  • Figure 1 in a simplified longitudinal section a front view of a
  • Hydraulic cylinder according to the invention with a measuring device
  • FIG. 2 is an enlarged detail of the hydraulic cylinder shown in Figure 1.
  • the illustrated in Figure 1 hydraulic cylinder 1 has a cylinder housing 2, a
  • Cylinder tube 4 contains, where on
  • Cylinder head 6 a flange 10 is provided.
  • sensors 12 are provided on the cylinder tube 4 receptacles designed as pressure sensors, which detect a pressure in a piston chamber 14 and an annular space 16.
  • the sensors 12 are part of a measuring device 18, with which the hydraulic cylinder 1 is equipped.
  • the flange 10 and the cylinder head 6 includes a
  • Cylinder housing 2 is guided.
  • the flange 10 is shown as an enlarged detail of the hydraulic cylinder 1 of Figure 1.
  • a plurality of measuring objects 24 are arranged: two
  • a temperature sensor and / or a force sensor is associated with the one sealing element 26 and the bearing elements 28; a pressure sensor is arranged between the bearing elements 28 arranged one behind the other in the axial direction. Between the sealing elements 26, a pressure sensor is arranged. Every one of them
  • the measuring objects 24 may also have one or more additional sensors 12 (not shown) offset in the circumferential direction.
  • a trained as a position sensor 30 sensor is integrated into the flange 10 and detects the position and / or position of the piston rod 22nd
  • the sensors 12 associated with the measuring objects 24 are each arranged in series with their associated measuring objects 24 when viewed in the radial direction.
  • Sensors 12 are arranged directly adjacent to its associated measurement object 24. As measuring objects 24 and the above-described piston chamber 14 and the annular space 16 are to be considered.
  • a housing 32 of the measuring device 18 is provided in which further sensors 12 may be included (not shown in Figure 1 and Figure 2), wherein the housing 32 includes at least one sensor interface and / or a user interface.
  • a device 34 for visualizing or for further processing the measured values can be connected to the user interface.
  • a hydraulic cylinder with a measuring device wherein an array of sensors in particular already in a planning and / or design phase taken into consideration.
  • the sensors can be arranged in an economical manner in the hydraulic cylinder.
  • Hydraulic cylinders according to the invention sensors are placed in a cost-effective manner where they provide optimal readings for measured value. Following a manufacturing process and / or assembly process that would not be possible in such economically favorable manner with the same optimized result.

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Abstract

Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse (2) und mit einer Messeinrichtung (18), die einen oder mehrere Sensoren (12,30,31) aufweist. Erfindungsgemäß ist eine Anordnung mindestens eines der Sensoren an oder in dem Zylindergehäuse bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen.

Description

Hydrozylinder mit einer Messeinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Hydrozylinder mit einer Messeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es sind übliche Hydrozylinder bekannt, bei denen für eine Messwerterfassung ein oder mehrere Sensoren nachgerüstet wurden, um einen Betriebszustand des Hydrozylinders, eines Bauteils oder eines Betriebsmittels davon zu erfassen. Da die nachträgliche
Ausrüstung mit Sensoren in Bauteilen des Hydrozylinders teilweise nur mit nicht
wirtschaftlichem Aufwand betreibbar ist, sind üblicherweise der oder die Sensoren der Einfachheit halber andernorts in einem Antriebssystem, das den Hydrozylinder enthält, angeordnet, beispielsweise in einer Druckmittelsenke, um eine Temperatur eines
Druckmittels zu messen.
Dies hat den Nachteil, dass der oder die Sensoren nicht an einer für die
Messwerterfassung optimalen Position angebracht sind und so keine optimalen Messwerte liefern.
Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Hydrozylinder zu schaffen, bei dem eine Messwerterfassung für einen Betriebszustand eines Hydrozylinders optimiert ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Hydrozylinder mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 . Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Hydrozylinders sind in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.
Ein Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse enthält eine Messeinrichtung mit einem oder mehreren Sensoren. Erfindungsgemäß ist eine Anordnung mindestens eines der
Sensoren an oder in dem Zylindergehäuse bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der mindestens eine Sensor somit an einer für eine Ermittlung eines jeweiligen Messwerts optimalen Position anordenbar ist, was nachträglich, also nach Abschluss der Herstellung und/oder der Montage des
Hydrozylinders, in dieser einfachen Art und Weise nicht mehr möglich ist. Zudem ist mit dem Hintergrundwissen eines Herstellers des Hydrozylinders eine optimale Position für einen Sensor je nach zu erfassendem Messwert sehr sicher auswählbar.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die erfindungsgemäße Anordnung des mindestens einen Sensors bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders, wobei diese vorteilhafterweise schon während einer Konstruktionsphase berücksichtigt wird,
kostengünstiger ist als eine aufwändige Nachrüstung.
Vorteilhafterweise weist das Zylindergehäuse ein Zylinderrohr, und/oder eine
Kolbenstange, und/oder einen Zylinderkopf, und/oder einen Zylinderboden, und/oder einen Flansch, und/oder einen oder mehrere Befestigungspunkte, insbesondere einen
Schwenkzapfen, oder eine Befestigungsgabel oder ein Gelenklager, auf, wobei einer oder mehrere der Sensoren an oder in dem Zylinderrohr, und/oder der Kolbenstange, und/oder dem Zylinderkopf, und/oder dem Zylinderboden, und/oder dem Flansch, und/oder einem oder mehreren der Befestigungspunkte angeordnet oder integriert ist. Somit ist eine leichte Zugänglichkeit zu den Sensoren gewährleistet und/oder ein Austauschen einzelner defekter Sensoren erleichtert und/oder ein Austauschen eines Bauteils mit einem defekten Sensor ermöglicht.
Bevorzugt ist der Flansch für eine einfache Befestigung des Hydrozylinders an dem Zylinderkopf oder an dem Zylinderboden angeordnet. Vorteilhafterweise weist das Zylindergehäuse eine Durchführung auf, über die eine Kolbenstange des Hydrozylinders aus dem Zylindergehäuse geführt ist, wobei in der Durchführung mindestens ein Messobjekt angeordnet ist, dem jeweils mindestens einer der Sensoren zugeordnet ist, und wobei jeder der Sensoren, insbesondere direkt, benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet ist. Diese erfindungsgemäße Anordnung trägt weiter dazu bei, die Sensoren an einer für die jeweilige Messwerterfassung optimalen Position anzuordnen. Insbesondere ist mindestens einer der Sensoren in einer radialen Ausrichtung in der Durchführung oder in dem Zylindergehäuse angeordnet.
Vorteilhafterweise enthält der Flansch und/oder der Zylinderkopf die Durchführung. Dies trägt weiter dazu bei, dass die Sensoren leichter zugänglich und/oder austauschbar sind. Vorteilhafterweise ist mindestens einer der jeweils mindestens einem der Messobjekte zugeordneten Sensoren in Radialrichtung gesehen in Reihe zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet oder ist in Radialrichtung oder in Umfangsrichtung gesehen versetzt zu seinem zugeordneten Messobjekt angeordnet. Somit sind die Sensoren in einer günstigen wenn nicht optimalen Position zu dem zugeordneten Messobjekt angeordnet, was eine Voraussetzung für ein Liefern von optimalen Messwerten ist. Die, insbesondere in
Umfangsrichtung, versetzte Anordnung von Sensoren ist von Vorteil bei einer Ermittlung einer Abweichung und/oder Veränderung eines Messwerts über den Raum, beispielsweise einer Seitenlast auf den Hydrozylinder und einer damit einhergehenden Biegung der Kolbenstange, oder einer Temperatur eines Lagerelements, wobei eine Temperaturdifferenz ein Indikator für eine Seitenlast sein kann.
Vorteilhafterweise enthält mindestens eines der Messobjekte ein Dichtelement und/oder ein Lagerelement für die Kolbenstange und/oder für die Durchführung. Die
Betriebsbedingungen von Dichtelementen und Lagerelementen, insbesondere unabhängig voneinander, zu messen und damit zu überwachen ist wichtig für die Planung von
Wartungsarbeiten, Lebensdauerabschätzungen und/oder Einstellung von diese Elemente betreffenden Betriebsparametern wie beispielsweise Zusetzen von Additiven zu einem Druckmittel. Insbesondere enthält eines der Messobjekte einen Kolbenraum und/oder einen Ringraum, um einen darin herrschenden Druck zu messen.
Vorteilhafterweise ist der Sensor, der dem Lagerelement zugeordnet ist, ein
Temperatursensor und/oder ein Kraftsensor. Die Temperatur des Lagerelements, die von der Reibung bestimmt wird, ist ein Maß für einen Verschleiß des Lagerelements, weil der Verschleiß ebenfalls von der Reibung bestimmt wird und ist somit ein wichtiger Indikator für die Lebensdauer des Lagerelements und/oder die Korrektheit der das Lager betreffenden Betriebsparameter. Die auf das Lager einwirkende Kraft ist ebenso ein wichtiger Indikator für die Lebensdauer des Lagerelements und/oder die Korrektheit der das Lager betreffenden Betriebsparameter.
Vorteilhafterweise ist zwischen zwei Lagerelementen, und/oder zwischen zwei
Dichtelementen, und/oder zwischen einem Dichtelement und einem Lagerelement ein Drucksensor angeordnet, um einen dort herrschenden Druck und/oder eine Druckdifferenz zwischen den Messobjekten zu messen.
Vorteilhafterweise sind in Axialrichtung gesehen zwei Lagerelemente hintereinander in der Durchführung angeordnet, wobei dem einen Lagerelement der Sensor in Form eines Temperatursensors und dem anderen Lagerelement der Sensor in Form eines Kraftsensors zugeordnet ist. Bei zwei hintereinander angeordneten Lagerelementen ist es durchaus ausreichend, die Temperatur an dem einen Lagerelement und die Lagerlast an dem anderen Lagerelement zu messen, um die beiden Lagerelemente in Bezug auf die Lagerlast und die Temperatur - und den damit verknüpften Verschleiß - realistisch einschätzen zu können. Dies hat weiter den Vorteil, dass je Lagerelement ein Sensor eingespart werden kann.
Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Sensoren in einem Gehäuse der
Messeinrichtung angeordnet und/oder ist mindestens einer der Sensoren mit einem
Gehäuse der Messeinrichtung verbunden. Falls eine unmittelbare Nähe eines der Sensoren zu seinem zugeordneten Messobjekt nicht für das Erzielen von optimalen Messwerten erforderlich ist, können die betreffenden Sensoren in dem Gehäuse untergebracht werden. Vorteile davon sind, dass bei beengten Platzverhältnissen an dem Hydrozylinder mehr Platz für andere Sensoren ist, deren Nähe zu ihren zugeordneten Messobjekten für das Erzielen von optimalen Messwerten erforderlich ist und dass die in dem Gehäuse untergebrachten Sensoren vor ungünstigen Umgebungsbedingungen geschützt sind.
Das Gehäuse kann außen an dem Zylinderrohr oder getrennt von dem Hydrozylinder angeordnet sein.
Vorteilhafterweise enthält die Messeinrichtung, insbesondere das Gehäuse, für die von mindestens einem der Sensoren erfassten Messwerte eine Datenübertragungseinrichtung, und/oder eine Digitalisiereinrichtung, und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung, und/oder eine Speichereinrichtung. Dies ist von Vorteil bei einer Auswertung der erfassten Messwerte. Insbesondere sind die erfassten Messwerte über eine Datenbankauswertung auswertbar.
Vorteilhafterweise enthält die Messeinrichtung eine Firmware, in der Regeln hinterlegt sind für eine statistische Auswertung der Messwerte, und/oder Kombinationen aus den Messwerten und/oder Ableitungen von den Messwerten. Anhand der Regeln ist bevorzugt beurteilbar, ob und inwieweit der betreffende Hydrozylinder innerhalb des
bestimmungsgemäßen Gebrauchs benutzt wurde.
Vorteilhafterweise sind in Abhängigkeit der Messwerte oder davon abgeleiteten Größen Warnmeldungen ausgebbar, insbesondere wenn die Messwerte oder die davon abgeleiteten Größen ein Anhaltspunkt dafür sind, dass kein bestimmungsgemäßer Gebrauch des Hydrozylinders vorliegt.
Vorteilhafterweise sind die Warnmeldungen protokollierbar, insbesondere in einer Protokolldatei speicherbar, um gegebenen falls eine Häufigkeit und/oder nähere Umstände eines nicht mehr bestimmungsgemäßen Gebrauchs darzulegen.
Vorteilhafterweise ist über die Auswertung der erfassten Messwerte bei Abweichungen von dem bestimmungsgemäßen Gebrauch ein eigentlich beabsichtigter Gebrauch bestimmbar und dementsprechend können Anpassungen an dem Hydrozylinder und/oder den Betriebsparametern vorgenommen werden. Insbesondere enthält das Gehäuse mindestens eine Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle. Über die Benutzerschnittstelle sind die erfassten Messwerte vorteilhafterweise visualisierbar und/oder eine Einrichtung zum Visualisieren der Messwerte und/oder eine Einrichtung zum Auswerten der Messwerte, auf der ein dafür geeignetes Programm ausführbar ist, anschließbar.
Vorteilhafterweise ist die Messeinrichtung für einen Batteriebetrieb ausgelegt, um bei einer Fertigungsendkontrolle, und/oder während einer Lagerung, und/oder während eines Transports und/oder bei einer Außerbetriebnahme eine Überprüfung der Messeinrichtung zu ermöglichen, ohne dass sie in einer Anlage mit entsprechender Hilfsenergie eingebaut ist.
Vorteilhafterweise ist mindestens einer der Sensoren ausgebildet als ein
Temperatursensor, ein Kraftsensor, ein Dehnungssensor, ein Drucksensor, ein
Positions-/Lagesensor, ein Beschleunigungssensor, ein GPS-Sensor, oder ein
Druckmittelzustandssensor, wobei Kombinationen aus den genannten Sensoren verwendbar sind, beispielsweise ein kombinierter Temperatur-/Drucksensor.
Insbesondere kommt für die Überwachung eines Lagerelements, und/oder einer Kolbenstangendichtung, und/oder einer Umgebung des Hydrozylinders ein
Temperatursensor zum Einsatz, wobei für die Überwachung von Kontaktbelastungen in einem Lagerelement und/oder Seitenbelastungen des Hydrozylinders ein Kraftsensor verwendbar ist. Für die Überwachung eines Lagerelements kann auch ein Dehnungssensor zum Einsatz kommen. Für eine Überwachung eines Druckmittels ist insbesondere ein Drucksensor, und/oder ein Temperatursensor, und/oder ein Druckmittelzustandssensor verwendbar.
Für eine Überwachung einer Betriebsposition des Hydrozylinders ist vorteilhafterweise ein Positionssensor und/oder ein Lagesensor an der Kolbenstange verwendbar,
beispielsweise bei der Verwendung des Hydrozylinders in einem Schaufellader.
Für eine Überwachung einer Seitenbelastung des Hydrozylinders kann alternativ oder ergänzend zu dem Kraftsensor ein Beschleunigungssensor, insbesondere am Zylinderkopf oder dessen Flansch angeordnet, zum Einsatz kommen; beispielsweise ein
Beschleunigungssensor mit sechs Freiheitsgraden.
Für eine Überwachung eines Befestigungspunktes des Hydrozylinders kann ein Kraftsensor zum Einsatz kommen, über den mittels der bekannten Kraftangriffspunkte auch an dem Befestigungspunkt wirkende Momente messbar sind.
Für eine Überwachung eines Einsatzgebiets des Hydrozylinders kann ein GPS-Sensor, beispielsweise mit drei Freiheitsgraden, zum Einsatz kommen.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hydrozylinders ist in den
Zeichnungen dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnungen wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in einem vereinfachten Längsschnitt eine Vorderansicht eines
erfindungsgemäßen Hydrozylinders mit einer Messeinrichtung, und
Figur 2 ein vergrößertes Detail aus dem in Figur 1 dargestellten Hydrozylinder. Der in Figur 1 dargestellte Hydrozylinder 1 hat ein Zylindergehäuse 2, das ein
Zylinderrohr 4, einen Zylinderkopf 6 und einen Zylinderboden 8 enthält, wobei am
Zylinderkopf 6 ein Flansch 10 vorgesehen ist.
An dem Zylinderrohr 4 sind in dafür vorgesehenen Aufnahmen als Drucksensoren ausgebildete Sensoren 12 vorgesehen, die einen Druck in einem Kolbenraum 14 und einem Ringraum 16 erfassen. Die Sensoren 12 sind Teil einer Messeinrichtung 18, mit der der Hydrozylinder 1 ausgestattet ist.
An dem Zylindergehäuse 2 enthält der Flansch 10 und der Zylinderkopf 6 eine
Durchführung 20, über die eine Kolbenstange 22 des Hydrozylinders aus dem
Zylindergehäuse 2 geführt ist. In Figur 2 ist der Flansch 10 als vergrößertes Detail des Hydrozylinders 1 aus Figur 1 dargestellt.
In der Durchführung 20 sind mehrere Messobjekte 24 angeordnet: Zwei
Dichtelemente 26 und drei Lagerelemente 28 für die Kolbenstange 22, denen jeweils
Sensoren 12 zugeordnet sind. Dem einen Dichtelement 26 und den Lagerelementen 28 ist ein Temperatursensor und/oder ein Kraftsensor zugeordnet, zwischen den in Axialrichtung gesehen hintereinander angeordneten Lagerelementen 28 ist ein Drucksensor angeordnet. Zwischen den Dichtelementen 26 ist ein Drucksensor angeordnet. Jedem der
Messobjekte 24 kann zusätzlich zu den dargestellten Sensoren 12 ein oder mehrere weitere (nicht dargestellte) Sensoren 12 in Umfangsrichtung gesehen versetzt zugeordnet sein.
Ein als Positionssensor 30 ausgebildeter Sensor ist in den Flansch 10 integriert und erfasst Position und/oder Lage der Kolbenstange 22.
Die den Messobjekten 24 zugeordneten Sensoren 12 sind jeweils in Radialrichtung gesehen in Reihe zu ihren zugeordneten Messobjekten 24 angeordnet. Jeder der
Sensoren 12 ist direkt benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt 24 angeordnet. Als Messobjekte 24 sind auch der oben beschriebene Kolbenraum 14 und der Ringraum 16 anzusehen.
In Radialrichtung versetzt zu seinem Messobjekt 24 ist ein
Dichtungsverschleißsensor 31 in dem Flansch 10 angeordnet, der als Temperatursensor für das Dichtelement 26 ausgebildet ist.
An dem Zylinderrohr 4 in Figur 1 ist ein Gehäuse 32 der Messeinrichtung 18 vorgesehen, in dem weitere Sensoren 12 enthalten sein können (in Figur 1 und Figur 2 nicht dargestellt), wobei das Gehäuse 32 mindestens eine Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle enthält. An die Benutzerschnittstelle ist eine Einrichtung 34 zum Visualisieren oder für eine weitere Verarbeitung der Messwerte anschließbar.
Offenbart ist ein Hydrozylinder mit einer Messeinrichtung, wobei eine Anordnung von Sensoren insbesondere bereits bei einer Planungs- und/oder Konstruktionsphase berücksichtigt wurde. Bei einer Herstellung und/oder Montage des Hydrozylinders sind die Sensoren auf wirtschaftliche Weise in dem Hydrozylinder anordenbar. Bei dem
erfindungsgemäßen Hydrozylinder sind Sensoren zur Messwerterfassung auf wirtschaftlich günstige Art und Weise dort plaziert, wo sie optimale Messwerte liefern. Im Anschluss an einen Herstellungsprozess und/oder Montageprozess wäre das in derart wirtschaftlich günstiger Art und Weise mit demselben optimierten Ergebnis nicht möglich.
Bezuqszeichenliste
1 Hydrozylinder
2 Zylindergehäuse
4 Zylinderrohr
6 Zylinderkopf
8 Zylinderboden
10 Flansch
12 Sensor
14 Kolbenraum
16 Ringraum
18 Messeinrichtung
20 Durchführung
22 Kolbenstange
24 Messobjekt
26 Dichtelement
28 Lagerelement
30 Positionssensor
31 Dichtungsverschleißsensor
32 Gehäuse
34 Einrichtung zum Visualisieren von Messwerten

Claims

Patentansprüche
Hydrozylinder mit einem Zylindergehäuse (2) und mit einer Messeinrichtung (18), die einen oder mehrere Sensoren (12, 30, 31 ) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anordnung mindestens eines der Sensoren (12, 30, 31 ) an oder in dem
Zylindergehäuse (2) bei einer Herstellung und/oder einer Montage des Hydrozylinders vorgesehen ist.
Hydrozylinder nach Anspruch 1 , wobei das Zylindergehäuse (2) ein Zylinderrohr (4), und/oder eine Kolbenstange (22), und/oder einen Zylinderkopf (6), und/oder einen Zylinderboden (8), und/oder einen Flansch (10), und/oder einen oder mehrere
Befestigungspunkte aufweist, wobei einer oder mehrere der Sensoren (30) an oder in dem Zylinderrohr (4), und/oder der Kolbenstange (22), und/oder dem Zylinderkopf (6), und/oder dem Zylinderboden (8), und/oder dem Flansch (10), und/oder einem oder mehreren der Befestigungspunkte integriert ist.
Hydrozylinder nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zylindergehäuse (2) eine
Durchführung (20) aufweist, über die eine Kolbenstange (22) des Hydrozylinders aus dem Zylindergehäuse (2) geführt ist, wobei in der Durchführung (20) mindestens ein Messobjekt (24) angeordnet ist, dem jeweils mindestens einer der
Sensoren (12, 30, 31 ) zugeordnet ist, und wobei jeder der Sensoren (12, 30, 31 ) benachbart zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist.
Hydrozylinder nach Anspruch 3, wobei der Flansch (10) und/oder der Zylinderkopf (6) die Durchführung (20) enthält.
Hydrozylinder nach Anspruch 3 oder 4, wobei mindestens einer der jeweils mindestens einem der Messobjekte (24) zugeordneten Sensoren (12, 30, 31 ) in Radialrichtung gesehen in Reihe zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist oder in Radialrichtung oder in Umfangsrichtung gesehen versetzt zu seinem zugeordneten Messobjekt (24) angeordnet ist.
6. Hydrozylinder nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei mindestens eines der
Messobjekte (24) ein Dichtelement (26) und/oder ein Lagerelement (28) für die
Kolbenstange (22) und/oder für die Durchführung (20) aufweist. 7. Hydrozylinder nach Anspruch 6, wobei der Sensor (12), der dem Lagerelement (28) zugeordnet ist, ein Temperatursensor oder ein Kraftsensor ist.
8. Hydrozylinder nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei in Axialrichtung gesehen zwei Lagerelemente (28) hintereinander in der Durchführung (20) angeordnet sind, wobei den Lagerelementen (28) der Sensor (12) in Form eines Temperatursensors und/oder eines Kraftsensors zugeordnet ist und zwischen den Lagerelementen (28) der Sensor (12) in Form eines Drucksensors zugeordnet ist.
9. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31 ) in einem Gehäuse (32) der Messeinrichtung (18) angeordnet ist und/oder mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31 ) mit einem Gehäuse (32) der Messeinrichtung (18) verbunden ist, wobei das Gehäuse (32) mindestens eine
Sensorenschnittstelle und/oder eine Benutzerschnittstelle enthält. 10. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Messeinrichtung (18) für die von mindestens einem der Sensoren (12, 30, 31 ) erfassten Messwerte eine Datenübertragungseinrichtung, und/oder eine
Digitalisiereinrichtung, und/oder eine Datenverarbeitungseinrichtung, und/oder eine Speichereinrichtung enthält.
1 1. Hydrozylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der Sensoren (12, 30, 31 ) als ein Temperatursensor, ein Kraftsensor, ein
Dehnungssensor, ein Drucksensor, ein Positions-/Lagesensor, ein
Beschleunigungssensor, ein GPS-Sensor, oder ein Druckmittelzustandssensor ausgebildet ist.
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