DE10143844B4

DE10143844B4 - Einrichtung zur Überwachung von Kupplungen an Schiffsantrieben

Info

Publication number: DE10143844B4
Application number: DE10143844.3A
Authority: DE
Inventors: Ole Holstein
Original assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Current assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: DE20016621U1; DE10143844A1

Abstract

Einrichtung zur Überwachung von Kupplungen an Schiffsantrieben während der Fahrt, enthaltend mindestens zwei elektrisch wirkende Sensoren (30, 30'), durch welche der gegenseitige radial gerichtete Versatz der durch eine Kupplung in mechanischer Verbindung stehenden Motor- und Propellerwellen (1, 22) ermittelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Sensoren (30, 30') magnetische Luftspalte (50, 51) definiert werden, deren Größen vom Betriebszustand eines Schiffes abhängig ist und welche von den Sensoren (30, 30') ermittelbar sind und dazu herangezogen werden, eine Verlagerung der Wellen relativ zum Schiffsrumpf und einen gegenseitigen radialen Versatz der Wellen (1, 22) qualitativ oder quantitativ als Abweichung von einem spezifizierten Betriebszustand zu bestimmen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung von Kupplungen an Schiffsantrieben während der Fahrt, enthaltend mindestens zwei elektrisch wirkende Sensoren, durch welche der gegenseitige radial gerichtete Versatz der durch eine Kupplung in mechanischer Verbindung stehenden Motor- und Propellerwellen ermittelt werden kann. Bekannte Einrichtungen dieser Art dienen zur Überprüfung, inwieweit die Leistung der Schiffsmaschine mit möglichst geringen Drehmomentschwankungen an den Schiffspropeller abgegeben wird. Bei höheren Drehmomentschwankungen, welche gleichzeitig mit anteiligen Schwankungen der Wellendrehzahl einhergehen, besteht die Gefahr, dass die zwischen Maschine und Welle samt Propeller geschaltete Kupplung beschädigt wird oder der Propeller in Mitleidenschaft gezogen wird. Die Zeitschrift HANSA 1988 – Nr. 17/18, S. 983 erwähnt dass durch den achsparallelen Versatz eine wechselnde Last verursacht wird. Die Zeitschrift Antriebstechnik 31 (1992) Nr. 9, S. 69 zeigt die Messung von Schallübertragung über eine elastische Kupplung hinweg. DE 38 27 240 A1 beschreibt Distanzsensoren zur Überwachung der Position eines Getriebes.
Ein noch nicht gelöstes Problem besteht darin, dass es unter ungünstigen Betriebsbedingungen während der Fahrt eines Schiffes dazu kommen kann, dass ein radial gerichteter Versatz zwischen Motor- bzw. Maschinenwelle und einer angekuppelten Propellerwelle viel zu Große Werte annimmt, zum Beispiel grösser als 2 bis 3 Millimeter beträgt. Auch dieser Betriebszustand kann zur Beschädigung der zwischen Maschine und Welle geschalteten Kupplung führen. Die bei diesem Betriebszustand zusätzlich auftretenden Drehmomentschwankungen sind zumeist nicht so stark, als dass sie ohne weiteres von den anderen Ursachen der Drehmomentschwankungen an Schiffswellen oder Kupplungen unterschieden werden könnten.
Das vorgenannte Problem wird erfindungsgemäß gelöst mittels einer Einrichtung zur Überwachung von Kupplungen an Schiffsantrieben gemäß Anspruch 1. Eine Überwachungseinheit ist dazu vorgesehen, welche zur Überprüfung der radialen Auslenkung der unterschiedlichen mechanischen Komponenten einer Schiffskupplung geeignet ist. Hierzu wird vorgesehen, dass ein induktiv oder transformatorisch arbeitender Sensor vorhanden ist, durch welchen radial gerichtete Luftspalte an einer Kupplung definiert werden, wobei die wirksame Gesamtgröße der beteiligten Luftspalte laufend gemessen und kontrolliert wird. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger und preiswerter Sensor bereitgestellt, mit dem die kostenintensive oder sogar lebensgefährdende Situation eines Kupplungsschadens auf hoher See vermieden werden kann.
Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert.
Die antriebsseitige Welle 1 eines Schiffes ist mit einer Schwungmasse 23 versehen, an welche eine Kupplung angeflanscht ist, wie dies in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellt ist. Die Kupplung besitzt eine mit der Schwungmasse 23 in fester mechanischer Verbindung stehende erste Mitnehmerscheibe 25, ein (oder mehrere) in axialer, radialer oder tangentialer Richtung verformbare(s) Kupplungselement(e) 27, und eine mit der Propellerwelle 22 in fester mechanischer Verbindung stehende zweite Mitnehmerscheibe 24. Zum Zwecke der Drehmomentübertragung können Spannkonusse 29 oder dergleichen vorgesehen sein.
Die Kupplung ist geeignet, einen gewissen radial gerichteten Versatz zwischen der antriebsseitigen Welle 1 und der Propellerwelle 22 aufzufangen. Die Messung oder Überprüfung, in welchem Ausmaß ein solcher radialer Versatz vorliegt, wird durch die Sensoren 30 und 30' vorgenommen. Diese funktionieren nach dem an sich bekannten Prinzip der induktiven Näherungssensoren und weisen jeweils eine oder mehrere Spulen auf (nicht gezeigt). Deren Eisenkerne sind durch Luftspalte 50, 51 gegenüber der jeweiligen Peripherie 26, 28 der Mitnehmerscheiben 24, 25 beabstandet. Die Sensoren 30, 30' sind an einer geeigneten Stelle im Schiff befestigt, z. B. am Schiffsrumpf. über die Anschlusskontakte 32, 33 bzw. 32', 33' werden die zugehörigen Spulen der Sensoren mit Wechselspannung beaufschlagt. Auf diese Weise kann in an sich bekannter Technologie die Induktivität der bestromten Spule gemessen werden. Diese hängt nun aber auch von der jeweiligen Grösse der Luftspalte 50, 51 ab. Bei Verlagerung der Wellen, insbesondere bei radial gerichtetem Versatz verändert sich die nominelle Induktivität eines Sensors und signalisiert somit eine Abweichung vom spezifizierten Betriebszustand. Ein solches Signal, von entweder quantitativer oder auch nur qualitativer Art, kann auf der Schiffsbrücke oder einem anderen geeigneten Ort angezeigt werden. Bei Auftreten eines ungewöhnlichen Signals, oder einer außergewöhnlichen Signal-Kombination, kann daher der Antriebsstrang des Schiffes und insbesondere die zugehörige Kupplung inspiziert werden.
Die Anordnung und Ausführung der Sensoren 30, 30' ist beispielhaft zu verstehen. Mit ähnlich geformten Sensoren können an anderer Stelle der Kupplung wirksame Luftspalte vermessen werden; weiterhin ist es möglich, andere elektrische oder elektronische Schaltungsvarianten zur Verbesserung der Messgenauigkeit bereitzustellen, z. B. in Form von differentiell wirkenden Spulensätzen oder ähnlichen Anordnungen, die dem Sensorik-Fachmann bekannt sind.

Claims

Einrichtung zur Überwachung von Kupplungen an Schiffsantrieben während der Fahrt, enthaltend mindestens zwei elektrisch wirkende Sensoren (30, 30'), durch welche der gegenseitige radial gerichtete Versatz der durch eine Kupplung in mechanischer Verbindung stehenden Motor- und Propellerwellen (1, 22) ermittelt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Sensoren (30, 30') magnetische Luftspalte (50, 51) definiert werden, deren Größen vom Betriebszustand eines Schiffes abhängig ist und welche von den Sensoren (30, 30') ermittelbar sind und dazu herangezogen werden, eine Verlagerung der Wellen relativ zum Schiffsrumpf und einen gegenseitigen radialen Versatz der Wellen (1, 22) qualitativ oder quantitativ als Abweichung von einem spezifizierten Betriebszustand zu bestimmen.