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Title:
MONITORING SENSOR HAVING SAFETY FUNCTION FOR EVACUATING THE GAS PRESSURE SPRING WIRELESSLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/206442
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a monitoring sensor (1) for measuring, receiving and transmitting a physical variable (P) of a gas pressure spring (2) comprising a sensor element (3) and a pressure relief opening (4), characterised in that the pressure relief opening (4) can be switched from an operating state into a safety state by remotely triggering the sensor element (3) in order to evacuate the gas pressure spring (2), wherein the monitoring sensor (1) is designed with a connection device (5), which can be detached in accordance with the intended use, for connection to a coupling (6) of the gas pressure spring (2).

Inventors:
REINMUTH, Norbert (August-Läpple-Weg, Hassmersheim, Hassmersheim, DE)
Application Number:
EP2018/083845
Publication Date:
October 31, 2019
Filing Date:
December 06, 2018
Export Citation:
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Assignee:
FIBRO GMBH (August-Läpple-Weg, Hassmersheim, 74855, DE)
International Classes:
F16F9/32; F16F9/02; G01L19/00; G01L19/06; G08C17/02; H04Q9/00
Foreign References:
US20120136537A12012-05-31
CN105299470A2016-02-03
EP2937594A22015-10-28
DE202007019504U12013-03-13
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
WENDELS, Stefan (STAEGER & SPERLING PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB, Sonnenstr. 19, München, 80331, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Überwachungssensor (1) zum Messen, zum Empfangen und zum

Übermitteln einer physikalischen Größe (P) einer Gasdruckfeder (2) umfassend ein Sensorelement (3) und eine Druckentlastungsöffnung (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsöffnung (4) mittels Fernauslösung des Sensorelements (3) von einem Betriebszustand in einen Sicherheitszustand zum Evakuieren der Gasdruckfeder (2) schaltbar ist, wobei der Überwachungssensor (1) mit einer be stimmungsgemäß lösbaren Anschlussvorrichtung (5) zum Anschlie ßen an eine Kupplung (6) der Gasdruckfeder (2) ausgebildet ist.

2. Überwachungssensor (1) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass das Sensorelement (3) zur Überwachung eines Drucks in der Gasdruckfeder (2) ausgebildet ist.

3. Überwachungssensor (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Sensorelement (3) neben den Daten für den Druck optional eine oder alle der weiteren Größen bestimmt: die Temperatur, die Teilenummer, die Teile-! D, die Sensor-ID, die Position im Werk zeug, die verschiedenen Zykluszeiten, den Batteriestatus und die Sendeleistung des Sensors und diese drahtlos an ein Gateway oder einen Datenhalter übermittelt.

4. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungssensor (1) beim Empfangen eines bestimmten Signals oder Drucks die Druckentlastungsöffnung (4) von dem Betriebszustand in den Sicherheitszustand schaltet. 5. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellen der Druckentlastungsöffnung (4) durch das Sensorelement (3) mittels einer elektromagnetischen Spule, einem Mikro-Servomotor oder einer elektromechanischen Verstellein- heit ausgelöst wird.

6. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor eine Batterie (7) oder einen mecha- nisch aufladbaren Energiespeicher umfasst, die die Energie zum Ver stellen der Druckentlastungsöffnung (4) bereitstellen.

7. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungsöffnung (4) als ein Ventil, insbesondere als ein 2/2-Wege Sicherheitsventil, ausgebildet ist.

8. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal zum Fernauslösen des Sensorele- ments (3) mittels Funk oder Bluetooth übertragen wird.

9. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) ein Gehäuse (8) aus Kunststoff und eine Grundplatte (9) aus Aluminium aufweist.

10. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mechanische Aufbau des Sensorelements (3) entsprechend den Betriebsbedingungen schock- und vibrationsre sistent ausgebildet ist. 11. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) einen Betriebstempera turbereich von 0 °C bis 80 °C aufweist.

12. Überwachungssensor (1 ) gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorelement (3) einen Temperatur- Messbereich von 0 °C bis 85 °C und einen Druck-Messbereich von 0 bar bis 500 bar aufweist.

13. Überwachungssensor (1) gemäß den Ansprüchen 1 bi 12, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ventil (4) in den Verbindungsabschnitt zwischen der Anschlussvorrichtung (5) und dem Sensorelement (3) integriert ist.

Description:
Überwachungssensor mit Sicherheitsfunktion zum Evakuieren der

Gasdruckfeder per Funk

Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überwachungssensor zum Messen, zum Empfangen und zum Übermitteln einer physikalischen Größe einer Gasdruckfeder, die ein Sensorelement und eine Druckentlastungsöffnung umfasst. Die Druckentlastungsöffnung ist mittels Fernauslösung des Sensor- elements von einem Betriebszustand in einen Sicherheitszustand zum Eva- kuieren der Gasdruckfeder schaltbar. Ferner ist der Überwachungssensor mit einer bestimmungsgemäß lösbaren Anschlussvorrichtung zum Anschließen an eine Kupplung der Gasdruckfeder ausgebildet ist. Gattungsbildende Überwachungssensoren sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Das Auftreten einer Crash-Situation im Werkzeug erfordert, dass die Gas druckfeder evakuiert wird, bevor diese gefahrlos ausgebaut werden kann. Im Stand der Technik werden hierfür die Gasdruckfedern miteinander verbun- den. Dies ist entweder mittels Schlauchleitungen oder Tieflochbohrungen in einer Verbund- bzw. Trägerplatte realisiert. Unter Zuhilfenahme einer Ab lassvorrichtung kann über diese Komponenten das Gas von außen aus der Gasdruckfeder evakuiert werden. Nachteilig an diesem Werkzeugaufbau ist, dass zum Evakuieren der Gasdruckfeder eine weitere Komponente, die Ablassvorrichtung, herangezogen werden muss. Außerdem bleibt ein Sicherheitsrisiko beim Evakuieren der Gasdruckfeder bestehen, da der Werkzeuganwender weiterhin in der Nähe der Gasdruckfeder arbeiten muss. Ferner ist dieser Werkzeugaufbau auf- grund der zusätzlichen Komponenten wie Schlauchleitungen oder der Verbund- bzw. Trägerplatte sehr komplex.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine Ablassvorrichtung für eine Gasdruckfeder bereitzustel- len, die die Evakuierung erleichtert, dabei das Sicherheits- bzw. Unfallrisiko reduziert und ferner die Komplexität des Werkzeugaufbaus reduziert.

Diese Aufgaben werden mit einer Merkmalskombination gemäß Patentan spruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird daher ein Überwachungssensor zum Messen, zum Empfangen und zum Übermitteln einer physikalischen Größe einer Gas- druckfeder vorgeschlagen, der ein Sensorelement und eine Druckentlas- tungsöffnung umfasst. Die Druckentlastungsöffnung ist erfindungsgemäß mittels Fernauslösung des Sensorelements von einem Betriebszustand in einen Sicherheitszustand zum Evakuieren der Gasdruckfeder schaltbar. Fer- ner ist der Überwachungssensor mit einer bestimmungsgemäß lösbaren An schlussvorrichtung zum Anschließen an eine Kupplung der Gasdruckfeder ausgebildet. Dabei ist günstig, dass die Fernauslösung des Sensorelements zum Evakuieren der Gasdruckfeder einen ausreichend großen Sicherheitsabstand zu der Gasdruckfeder erlaub, sodass das Unfallrisiko minimiert ist. Außerdem kann ein erfindungsgemäßer Überwachungssensor aufgrund der Anschlussvorrichtung jeder Zeit montiert bzw. abgenommen werden. Da durch vereinfacht sich die Wartung der Ablassvorrichtung erheblich. Ferner entfallen Komponenten wie Schlauchleitungen oder der Verbund- bzw. Trä gerplatte. Dies hat zur Folge, dass die Komplexität des Werkzeugs deutlich abnimmt.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Sensor element zur Überwachung eines Drucks in der Gasdruckfeder ausgebildet ist. Dadurch kann der Überwachungssensor kontinuierlich den Druck inner halb der Gasdruckfeder messen und die Messdaten weiterleiten.

Vorzugsweise ist der Überwachungssensor so ausgebildet, dass das Sensorelement neben den Daten für den Druck optional eine oder alle der weite ren Größen bestimmt: die Temperatur, die Teilenummer, die Teile-ID, die Sensor-ID, die Position im Werkzeug, die verschiedenen Zykluszeiten, den Batteriestatus und die Sendeleistung des Sensors und diese drahtlos an ein Gateway oder einen Datenhalter übermittelt. Dabei ist günstig, dass sämtli che für die Betriebssicherheit der Gasdruckfeder relevanten Betriebsdaten ermittelt werden. Ferner ermöglichen die weiteren Daten die Betriebsdaten einem bestimmten Überwachungssensor zuzuordnen, im Notfall die entspre chende Gasdruckfeder schnell zu lokalisieren. Außerdem vereinfacht sich mittels dieser Daten die Wartung erheblich.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist günstigerweise vorgesehen, dass der Überwachungssensor beim Empfangen eines bestimmten Signals oder Drucks die Druckentlastungsöffnung von dem Betriebszustand in den Sicherheitszustand schaltet. Der Vorteil dieses Merkmals ist, dass der Über wachungssensor das Schalten der Druckentlastungsöffnung in den Sicher- heits- bzw. in den Betriebszustand übernimmt und somit der Anwender sich nicht in unmittelbarer Nähe der Gasdruckfeder befinden muss. Das Unfallrisi ko minimiert sich dadurch erheblich. Außerdem entfällt das Heranziehen ei- ner weiteren Komponente zum Evakuieren der Gasdruckfeder.

Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der das Verstellen der Druckentlas- tungsöffnung durch das Sensorelement mittels einer elektromagnetischen Spule, einem Mikro-Servomotor oder einer elektromechanischen Verstellein heit ausgelöst wird. Dabei ist günstig, dass diese Komponenten in geeigneter Größe herstellbar sind und genügend Kraft zum Schalten der Druckentlas tungsöffnung aufbringen können, dabei aber wenig Energie verbrauchen und sich die Energiebereitstellung einfach realisieren lässt.

In einem günstigen Anwendungsbeispiel von erfindungsgemäßen Überwa chungssensoren umfasst der Sensor eine Batterie oder einen mechanisch aufladbaren Energiespeicher, die die Energie zum Verstellen der Druckent lastungsöffnung bereitstellen. Bei herkömmlichem Werkzeugeinsatz beträgt die Batterielebensdauer mehrere Jahre und kann bei routinemäßigen War tungsarbeiten einfach ausgetauscht werden.

Der erfindungsgemäße Überwachungssensor ist in einer Ausführungsvarian te ausgebildet, dass die Druckentlastungsöffnung als ein Ventil, insbesondere als ein 2/2-Wege Sicherheitsventil, ausgebildet ist. Das 2/2-Wege Sicher- heitsventil stellt genau zwei Schaltstellungen, eine für den Betriebszustand und eine den Sicherheitszustand, bereit und ist deshalb besonders für den erfindungsgemäßen Überwachungssensor geeignet.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn das Signal zum Fernauslösen des Sensorele- ments mittels Funk oder Bluetooth übertragen wird.

Das Sensorelement weist vorzugsweise ein Gehäuse aus Kunststoff und ei ne Grundplatte aus Aluminium auf und der mechanische Aufbau des Sen sorelements ist entsprechend den Betriebsbedingungen schock- und vibrati- onsresistent ausgebildet.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des vorliegenden Überwachungs sensors ist ferner vorgesehen, dass das Sensorelement einen Betriebstem peraturbereich von 0 °C bis 80 °C aufweist.

Erfindungsgemäß ist weiter mit Vorteil gesehen, dass das Sensorelement einen Temperatur-Messbereich von 0 °C bis 85 °C und einen Druck- Messbereich von 0 bar bis 500 bar aufweist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird demnach das Ven til in den Verbindungsabschnitt zwischen der Anschlussvorrichtung und dem Sensorelement integriert. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Be schreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Gasdruckfeder mit einem Überwa- chungssensor und

Fig. 2 eine Prinzipskizze einer Gasdruckfeder mit einem Überwachungssensor.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Figuren 1 und 2 anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei gleiche Be- zugszeichen auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinwei- sen. In Figur 1 ist eine Seitenansicht des Überwachungssensors 1 zum Messen, zum Empfangen und zum Übermitteln einer physikalischen Größe einer Gasdruckfeder 2 gezeigt. Der Überwachungssensor 1 umfasst ein Sensor element 3 und eine Druckentlastungsöffnung 4. Dabei ist die Druckentlas- tungsöffnung 4 mittels Fernauslösung des Sensorelements 3 von einem Betriebszustand in einen Sicherheitszustand zum Evakuieren der Gasdruckfe der 2 schaltbar. Des Weiteren ist der Überwachungssensor 1 mit einer be stimmungsgemäß lösbaren Anschlussvorrichtung 5 zum Anschließen an eine Kupplung 6 der Gasdruckfeder 2 ausgebildet. Das Sensorelement 3 ist zur Überwachung eines Drucks in der Gasdruckfe der 2 ausgebildet und bestimmt neben den Daten für den Druck optional eine oder alle der weiteren Größen: die Temperatur, die Teilenummer, die Teile- ID, die Sensor-ID, die Position im Werkzeug, die verschiedenen Zykluszei ten, den Batteriestatus und die Sendeleistung des Sensors. Das Sensorele- ment 3 übermittelt diese drahtlos an ein Gateway oder einen Datenhalter.

Entsprechend den Betriebsbedingungen des Überwachungssensors 1 ist der mechanische Aufbau des Sensorelements 3 schock- und vibrationsresistent ausgebildet und das Sensorelement 3 weist ein Gehäuse 8 aus Kunststoff und eine Grundplatte 9 aus Aluminium auf. Ferner ist das Ventil 4 des Überwachungssensor 1 in den Verbindungsabschnitt zwischen der Anschlussvorrichtung 5 und dem Sensorelement 3 inte griert.

In Figur 2 ist eine Prinzipskizze einer Gasdruckfeder 2 mit einem Überwa chungssensor 1 dargestellt. Dabei umfasst der Überwachungssensor 1 das Sensorelement 3 und das Ventil 4. Beim Empfangen eines bestimmten Sig- nals oder Drucks schaltet der Überwachungssensor 1 das Ventil 4 von dem Betriebszustand in den Sicherheitszustand. Das Verstellen des Ventils 4 durch das Sensorelement 3 wird mittels einer elektromagnetischen Spule, einem Mikro-Servomotor oder einer elektromechanischen Verstelleinheit ausgelöst.

Ferner zeigt Figur 2, dass das Ventil 4 als ein 2/2-Wege Sicherheitsventil ausgebildet ist. Das Signal zum Fernauslösen des Sensorelements 3 wird mittels Funk oder Bluetooth übertragen und nach Empfang des Signals wird die Gasdruckfeder 2 evakuiert.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.