DE102016109119B4

DE102016109119B4 - Schwingungsaufnehmer zum Befestigen an einer Maschine

Info

Publication number: DE102016109119B4
Application number: DE102016109119.7A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Lysen
Original assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Current assignee: Prueftechnik Dieter Busch AG
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2022-03-31
Anticipated expiration: 2036-05-19
Also published as: DE102016109119A1

Abstract

Schwingungsaufnehmer, mit einem Gehäuse (12), einem Schwingungssensor (14) zum Erzeugen eines Schwingungssignals, einer Schnittstelle (16) zum Ausgeben des Schwingungssignals, sowie einem Stutzen (18) zum Anschrauben an eine Maschine (100), dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen sowohl ein Innengewinde (22) zum Anschrauben des Stutzens (18) an eine Maschine (100) als auch ein Außengewinde (24) zum Anschrauben des Stutzens (18) an eine Maschine (100) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingungsaufnehmer zum Anschrauben an eine Maschine.
Aus der US 5 852 234 A ist ein Sensor mit einem Vibrationserfassungselement und einem Gehäuse mit einem Außengewinde bekannt.
Die US 4 823 602 A offenbart einen Schwingungsaufnehmer mit einem Gehäuse, einem Schwingungssensor zum Erzeugen eines Schwingungssignals, einer Schnittstelle zum Ausgeben des Schwingungssignals, sowie einem Stutzen zum Anschrauben an eine Maschine. Der Stutzen weist sowohl ein Außengewinde als auch ein Innengewinde auf.
Ein vergleichbarer Schwingungsaufnehmer ist in der WO 00/ 25 101 A1 gezeigt.
Ein Verfahren zur Befestigung eines Schwingungsaufnehmers an einer Messstelle einer Maschine unter Verwendung eines Innengewindes eines Stutzens geht aus der WO 2004/ 025 231 A2 hervor.
Hingegen offenbart die DE 10 2006 012 494 A1 ein Verfahren zur Befestigung eines Schwingungsaufnehmers an einer Messstelle einer Maschine unter Verwendung eines Außengewindes eines Stutzens.
Die EP 0 811 149 B1 betrifft einen Vibrationssensor, dessen Gehäuse an einer Maschine angeklebt werden kann.
Schwingungsaufnehmer, die lösbar an einer Maschine befestigt werden können, werden zur Zustandsdiagnose von Maschinen mittels Schwingungsmessung verwendet, wobei der Schwingungsaufnehmer typischerweise Teil einer festinstallierten Messvorrichtung ist, die nacheinander an verschiedenen Messstellen einer Maschine oder an unterschiedlichen Maschinen angesetzt wird, um Schwingungsmessungen an der jeweiligen Messstelle vorzunehmen. Ein solcher Schwingungsaufnehmer weist typischerweise ein Gehäuse, einen Schwingungssensor zum Wandeln eines Schwingungssignals, eine Schnittstelle zum Ausgeben des Schwingungssignals sowie einen Stutzen zum Anschrauben an die Messstelle an der Maschine auf. Dabei ist der Stutzen bei bekannten Aufnehmern entweder mit einem Innengewinde zum Aufschrauben an einen an der Maschine vorgesehenen Gewindebolzen oder mit einem Außengewinde zum Einschrauben in eine entsprechende Gewindebuchse an der Maschine versehen.
Die unterschiedliche Ausgestaltung der Messstellen erfordert unterschiedliche Versionen des Schwingungsaufnehmers. Insbesondere sind bei bekannten Aufnehmern unterschiedliche Varianten des Stutzens (mit Innengewinde oder mit Außengewinde sowie mit unterschiedlichen Durchmessern und Steigungen (metrisch, zöllisch)) erforderlich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schwingungsaufnehmer zu schaffen, der für möglichst viele unterschiedliche Messstellengestalten geeignet ist, wobei auch die Kalibrierung des Aufnehmers an einer der Messstellengestalten erfolgen kann. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Befestigen eines Schwingungsaufnehmers an einer Maschine zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Schwingungsaufnehmer gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 8.
Bei der Erfindung ist vorteilhaft, dass dadurch, dass der Stutzen sowohl ein Innengewinde als auch ein Außengewinde aufweist, der Schwingungsaufnehmer an unterschiedlich ausgestalteten Messstellen einsetzbar ist; insbesondere kann der Schwingungsaufnehmer sowohl an Messstellen mit Innengewinde als auch an Messstellen mit Außengewinde angebracht werden. Somit kann die Zahl der für eine bestimmte Messaufgabe erforderlichen Schwingungsaufnehmer-Varianten verringert werden. Durch die dadurch ermöglichten höheren Stückzahlen der einzelnen Schwingungsaufnehmer-Varianten können die Stückkosten verringert werden, insbesondere auch durch die verringerte Lagerhaltung. Ferner kann der Sensor durch eine solche Gestaltung des Stutzens auch besser kalibriert werden, da der Aufnehmer besonders einfach (z.B. über sehr leichte Adapter) an eine Kalibrieranlage angekoppelt werden kann (Kalibrieraufnahmen können so unterschiedlich wie die Messstellen an Maschinen ausgebildet sein).
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Unteransprüche.
Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine Seitenansicht, teilweise in aufgeschnittener Darstellung, eines Beispiels eines erfindungsgemäßen Schwingungsaufnehmers; und
2-10 in ähnlicher Darstellung unterschiedliche Anwendungsbeispiele des Schwingungsaufnehmers von 1 nach dem Anschrauben an eine Messstelle.

Gemäß dem in 1 gezeigten Beispiel weist ein erfindungsgemäßer Schwingungsaufnehmer 10 ein Gehäuse 12, einen Schwingungssensor 14 zum Erzeugen eines Schwingungssignals (typischerweise ist das ein mit einer seismischen Masse verbundener Piezosensor), eine Schnittstelle 16 zum Ausgeben des Schwingungssignals (dabei kann es sich um eine Kabelverbindung oder eine drahtlose Datenschnittstelle handeln) sowie einen Stutzen 18 zum Anschrauben an eine Messstelle an einer Maschine auf. Der Stutzen 18 weist einen Kopf 20 zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs, sowie ein Innengewinde 22 und ein Außengewinde 24 auf, wobei sich das freie (vordere) Ende 26 in axialer Richtung verjüngt und ballig ausgebildet ist.
Vorzugsweise überlappen das Innengewinde und das Außengewinde in axialer Richtung mindestens zum Teil. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist das Außengewinde 24 in axialer Richtung kürzer als das Innengewinde 22, wobei das Außengewinde 24 in axialer Richtung vollständig mit dem Innengewinde 22 überlappt.
In den 2-10 sind Beispiele für die Verwendung des Schwingungsaufnehmers 10 an unterschiedlich ausgestalteten Messstelleneiner Maschine 100 gezeigt.
In dem in 2 gezeigten Beispiel ist der Stutzen 18 mit dem Außengewinde 24 in eine in der Maschinenoberfläche 30 vorgesehene Ausnehmung 32 eingeschraubt, welche mit einem Innengewinde 34 versehen ist. Dabei dient ein sich in axialer Richtung stark verjüngender Abschnitt 28 des Kopfs 20 des Stutzens 18 als Anschlagfläche, die auf dem Rand der Ausnehmung 32 aufliegt.
In dem Beispiel von 3 ist der Stutzen 18 mit seinem Außengewinde 24 in einen auf der die in diesem Fall als Klebefläche ausgebildeten Maschinenoberfläche 30 aufgeklebten Klebeadapter 40 mit Innengewinde 42 eingeschraubt.
In dem in 4 gezeigten Beispiel wird, im Gegensatz zu den Beispielen gemäß 2 und 3, nicht das Außengewinde 24, sondern das Innengewinde 22 zum Befestigen des Aufnehmers 10 verwendet. Zu diesem Zweck ist an der Messstelle ein Gewindebolzen 50 vorgesehen, der an seinem einen Ende mit einem Außengewinde 52 versehen ist, welches in ein Innengewinde 58 mit einer Ansenkung 54 in der Maschinenoberfläche 30 eingeschraubt ist. An seinem anderen Ende ist der Gewindebolzen 50 mit einem Außengewinde 56 versehen, auf welches der Stutzen 18 mit seinem Innengewinde 22 aufgeschraubt ist, wobei das ballige Ende 26 des Stutzens 18 in der Ansenkung 58 in der Maschinenoberfläche 30 zu liegen kommt.
In 5 ist eine Abwandlung des Beispiels von 4 gezeigt, wobei das Innengewinde 58 für den Gewindebolzen 50 nicht angesenkt ist, sondern ein Adapter 60 vorgesehen ist, der einerseits eine ebene Auflagefläche 62 für die Maschinenoberfläche 60 sowie eine Ansenkung 64 für das ballige Ende 26 des Stutzens 18 aufweist.
In 7 ist eine Variante des Beispiels von 5 dargestellt, bei welcher die Maschinenoberfläche 30 im Bereich des Innengewindes 58 für den Gewindebolzen 50 nicht eben ausgebildet ist, sondern eine Ansenkung 154 ähnlich zu dem Beispiel von 4 aufweist, wobei jedoch die Ansenkung 154 im Beispiel von 7 zu flach für das ballige Ende 26 des Stutzens 18 ist, so dass der Adapter 70 statt mit einer ebenen Auflagefläche 62 mit einer konvexen Auflagefläche 72 versehen ist, um für eine Anpassung der Form der Ansenkung 154 an das ballige Ende 26 des Stutzens 18 zu sorgen; zu diesem Zweck weist der Adapter 70 auf einer anderen Seite eine zu der Form des balligen Endes 26 passende Ansenkung 74 auf.
Im Beispiel von 6 ist die Maschinenoberfläche 30 wie im Beispiel von 5 eben ausgebildet, jedoch ist hier statt des Adapters 60 eine Kontermutter 66 vorgesehen, die auf das Außengewinde 24 des Stutzens 18 aufgeschraubt ist und mit ihrem einen Ende 68 auf der Maschinenoberfläche 30 aufliegt. Dabei kann dieses Ende 68 beispielsweise als Lackfräse ausgebildet sein.
In 8 ist eine weitere Variante zu den Beispielen von 5 und 6 gezeigt, wobei die Maschinenoberfläche 30 als Klebefläche ausgebildet ist, auf welche ein Klebeadapter 40 aufgeklebt wird, in welchen das Außengewinde 24 des Stutzens 18 eingreift und eine Ansenkung für das ballige Ende 26 des Stutzens 18 vorgesehen ist. Der Gewindebolzen 50 dient in diesem Beispiel, im Gegensatz zu den anderen Beispielen, nicht als Hauptfixierung für den Aufnehmer 10, sondern nur als Hilfsfixierung während des Aushärtens der Klebung des Klebeadapters 40 dient. Die hauptsächliche Fixierung wird dann wie im Beispiel von 3 durch den Klebeadapter 40 übernommen.
In 9 ist ein weiteres Beispiel mit einer Kontermutter 80 gezeigt, wobei hier auf der Maschinenoberfläche 30 eine Abdeckung 82 aufliegt, die mit einer Öffnung 84 für den Gewindebolzen 50 versehen ist. Die Öffnung 84 ist dabei so groß, dass das ballige Ende 26 des Stutzens 18 hindurchtreten kann, wobei das Innengewinde 54 für den Gewindebolzen 50 leicht angesenkt ist, um ein Anliegen des balligen Endes 26 des Stutzens 18 zu ermöglichen.
In 10 ist eine Abwandlung des Beispiels von 9 gezeigt, wobei der Gewindebolzen 150 in seinem mittleren Abschnitt einen Flansch 152 aufweist, der mit einem balligen Abschnitt in die Öffnung der Abdeckung 82 eingreift und auf der Abdeckung 82 aufliegt. Auf seiner von der Maschinenoberfläche 30 abgewandten Seite ist der Flansch 152 mit einer umlaufenden Ansenkung 156 für das ballige Ende 26 des Stützens 18 versehen.
Bei den gezeigten Beispielen wirkt das Innengewinde 22 als Zugteil, und das Außengewinde 24 wirkt als Druckteil des Aufnehmers 10.

Claims

Schwingungsaufnehmer, mit einem Gehäuse (12), einem Schwingungssensor (14) zum Erzeugen eines Schwingungssignals, einer Schnittstelle (16) zum Ausgeben des Schwingungssignals, sowie einem Stutzen (18) zum Anschrauben an eine Maschine (100), dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen sowohl ein Innengewinde (22) zum Anschrauben des Stutzens (18) an eine Maschine (100) als auch ein Außengewinde (24) zum Anschrauben des Stutzens (18) an eine Maschine (100) aufweist.
Schwingungsaufnehmer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (22) und das Außengewinde (24) in axialer Richtung mindestens zum Teil überlappen.
Schwingungsaufnehmer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (24) in axialer Richtung kürzer ist als das Innengewinde (22).
Schwingungsaufnehmer gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (24) in axialer Richtung vollständig mit dem Innengewinde (22) überlappt.
Schwingungsaufnehmer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stutzen (18) an seinem freien Ende verjüngt und ballig ausgebildet ist.
Schwingungsaufnehmer gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (18) an seinem dem Gehäuse (12) zugewandten Ende mit einem Kopf (20) zum Ansetzen eines Schraubwerkzeugs versehen ist.
Schwingungsaufnehmer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (20) an seinem dem Stutzen zugewandten Ende eine sich in axialer Richtung verjüngende Anschlagsfläche (28) aufweist.
Verfahren zum Befestigen eines Schwingungsaufnehmers (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche an einer Maschine (100) mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Schwingungsaufnehmers (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, Anschrauben des Schwingungsaufnehmers (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schwingungsaufnehmer unter Verwendung des Innengewindes (22), des Außengewindes (24) oder sowohl des Innengewindes als auch des Außengewindes an einer Messstelle der Maschine angeschraubt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (18) mit dem Außengewinde (24) in eine in der Maschinenoberfläche (30) vorgesehene Ausnehmung (32) mit Innengewinde (34) eingeschraubt wird oder dass der Stutzen (18) mit dem Außengewinde (24) in einen auf der Maschinenoberfläche (30) aufgeklebten Klebeadapter (40) mit Innengewinde (42) eingeschraubt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stutzen (18) mit dem Innengewinde (22) auf einen in die Maschinenoberfläche (30) eingeschraubten Gewindebolzen (50, 150) mit Außengewinde (56) aufgeschraubt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindebolzen (50) in eine Ausnehmung in der Maschinenoberfläche (30) mit einer Ansenkung (54) für das sich verjüngende freie Ende (26) des Stutzens (18) eingeschraubt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Maschinenoberfläche (30) ein Adapter (60, 70) vorgesehen ist, der eine Ansenkung (64, 74) für das sich verjüngende freie Ende (26) des Stutzens (18) aufweist, wobei der Adapter (60) mit einer ebenen Auflagefläche (62) für die Maschinenoberfläche (30) oder mit einer konvexen Auflagefläche (72) für eine Ansenkung (154) der Maschinenoberfläche (30) ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Außengewinde (24) des Stutzens (18) eine Kontermutter (66) aufgeschraubt wird, die auf der Maschinenoberfläche (30) aufliegt, wobei das auf der Maschinenoberfläche (30) aufliegende Ende (68) der Kontermutter (66) als Lackfräse ausgebildet ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Maschinenoberfläche (30) ein Klebeadapter (40) aufgeklebt wird, in den das Außengewinde (24) des Stutzens (18) eingreift, wobei der Gewindebolzen (50) als Hilfsfixierung während des Aushärtens des Klebeadapters wirkt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abschnitt des Gewindebolzens (150) als Flansch (152) ausgebildet ist, der auf einem Abdeckelement (82) auf der Maschinenoberfläche (30) aufliegt, wobei der Flansch (152) auf der von der Maschinenoberfläche abgewandten Seite eine umlaufende Ansenkung (156) für das sich verjüngende freie Ende (26) des Stutzens (18) aufweist.