DE1069430B

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Publication number: DE1069430B
Application number: DENDAT1069430D
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Description

Anordnung zur Uberwachung der Abnutzung von Lagern insbesondere von Grundlagern der Kurbelwelle von Kolbenkraft-oder Arbeitsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung der Abnutzung von Lagern, insbesondere von Grundlagern der Kurbelwelle von Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen, bei der nach unzulässig starker Abnutzung der Lager durch die Welle selbst ein elektrischer Kontakt und damit ein zur Auslösung eines Alarmgerätes oder einer Vorrichtung zum Stillsetzen der Welle dienender Stromkreis geschlossen wird.
Um äußerlich die Lagerschäden, die häufig Ursache von Wellenbrüchen sind, bei laufender Maschine nach außen sichtbar zu machen, hat man bisher Einrichtungen, z. B. Thermoelemente, verwendet, die den durch Lagerschäden hervorgerufenen Anstieg der Lagertemperatur anzeigen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die Temperatur eines z. B. durch mangelnde Schmierölzufuhr schadhaft gewordenen Lagers auf den drei- bis vierfachen Wert der Normaltemperatur ansteigt, um dann, nachdem sich das Lagerspiel wieder etwas vergrößert hat und Schmieröl aus dem Kurbelraum seitlich in das Lager eindringen kann, nach einiger Zeit wieder auf die Normaltemperatur abzufallen. Dadurch, daß die Lagertemperatur nur vorübergehend ansteigt, besteht die Gefahr, daß ein Lagerschaden nicht rechtzeitig erkannt wird und die Kurbelwelle infolge der durch das Lagerspiel ermöglichte Biegeschwingungen früher oder später zu Bruch geht.
Es sind auch Kontrolleinrichtungen bekanntgeworden, bei denen bei unzulässig starker Abnutzung der Lager durch die Welle selbst ein elektrischer Kontakt und damit ein zur Auslösung eines Alarmgerätes oder einer Vorrichtung zum Stillsetzen der Welle dienender Stromkreis geschlossen wird. Hierbei sind die Kontrolleinrichtungen außerhalb der Lagerschale angeordnet. So sind Ausführungen bekannt, bei denen die Lage der Welle durch einen Schwinghebel abgetastet wird, dessen eines Ende die Welle stets berührt und dessen freies Ende als Kontakthebel ausgebildet ist. Bei einer anderen Ausführung trägt die Welle außerhalb der Lagerschale einen isolierten, stromleitenden Ring, dem zwei im Lagerkörper befestigte, voneinander isolierte Ringe bei zentrischer Lage der Welle in gewissem Abstand gegenüberstehen, so dat bei unzulässig großer Exzentrizität nach irgendeiner Richtung hin der Stromkreis geschlossen und dadurch die Maschine abgestellt oder ein Signal gegeben wird.
Das Abtasten det Welle außerhalb der Lagerschale hat grundsätzlich den großen Nachteil, daß dem Ansprechen der Überwachungsanlage eine radiale Versetzung der Welle unbedingt vorausgehen muß, d. h., die Einrichtung spricht nur dann an, wenn entweder der normale Verschleiß das zulässige Maß erreicht oder das Lagerspiel durch Zubruchgehen der Laufschicht ein bestimmtes Maß erreicht hat. Auf Anzeichen, die einem Zubruchgehen vorauszugehen pflegen, wie Temperaturanstieg infolge zu starker Reibung, Schmieren u. dgl., reagieren diese bekannten Einrichtungen nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontrolleinrichtung zu schaffen, die es dem Bedienungspersonal ermöglicht, die Gefahrenanzeichen vor Zubruchgehen des Lagers so frühzeitig zu erkennen, daß ihm noch die Möglichkeit bleibt, ein vollständiges Zubruchgehen des Lagers zu verhindern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische Kontakt, bezogen auf die Lagerlängsachse, innerhalb der Lagerschale im Bereich der stärksten Belastung derselben angeordnet ist und durch die Lagerschale selbst und ein in diese elektrisch isoliert eingebettetes Metallstück gebildet ist.
Hierdurch wird erreicht, daß zu jeder Zeit unmittelbar sowohl bei Maschinen im Betrieb wie auch bei Maschinen im Stillstand der Zustand der Lager überprüft werden kann. Sobald das Lager verschleißt, sammelt sich Metallabrieb im Hohlraum zwischen der Welle und dem gegenüber der Lagerlauffläche etwas zurückstehenden Metallstück, oder der Lagerausguß schiebt sich infolge der Reibungswärme auf das Metallstück, wodurch der Stromkreis über die Lagerschale und das Metallstück geschlossen ist und das in dem Stromkreis angeordnete, beispielsweise optische oder akustische Gerät in Tätigkeit gesetzt wird. In dem Stromkreis kann auch ein Ohmscher Widerstand zur Erzeugung einer Steuerspannung liegen.
Bei serienmäßiger Ausrüstung von Maschinen mit den erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtungen werden die Lagerschalen mit Vorteil von vornherein mit darin eingebetteten Metallstücken versehen, die den Lagerabmessungen entsprechend verschiedene Größen haben.
Nach der Erfindung werden Metallstücke über einen radial und gegen die Lagerschale isoliert nach außen geführten Kontaktstift an die Stromquelle angeschlossen. Dies hat den Vorteil, daß für alle Metallstückgrößen ein und dasselbe Anschlußteil verwendet werden kann.
Um auch Brüche in der Lagerlaufschicht feststellen zu können, die nicht immer unmittelbar zum Fressen des Lagers führen, jedoch die Lebensdauer stark herabsetzen, ist die Isolation am Grund der das Metallstück aufnehmenden Aussparung in der Lagerschale nach Stärke und Material so gewählt, daß sie durch schlagartiges Aufsetzen der Welle auf das Metallstück bei Zuhruchgehen der Lagerlaufschicht mit Sicherheit so weit zerstört wird, daß ein metallischer Schluß zwischen der Lagerschale und dem Metall stück entsteht. Da hierbei das Metallstück eine Bewegung vollführt. ist der nach außen führende Kontaktstift zweckmäßig Iängsverschiebbar in das eingehettete Metallstück eingesetzt.
In der Zeichnung sind Ausführungsheispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. 1 zeigt ein Schaltschema der Kontrolleinrichtung; in den Abb. 2 und 3 sind Lager im Längsschnitt gezeigt mit dem in der Lagerschale eingebetteten Metallstück, das in verschiedener Weise an die Stromquelle angeschlossen ist.
In Abb. 1 ist mit 1 die Lagerschale bezeichnet, in der die Welle 2 lagert. In der Lagerschale 1 ist ein Metallstück 3 eingehettet, das mit einer Isolation 4 gegen die Lagerschale 1 abgeschirmt ist. Das Metallstück 3 und die Lagerschale 1 sind über eine Lampe 5 mit einer Stromquelle 6 verbunden. Gegenüber der Lagerlauffläche 7 ist das Metallstück 3 um ein dem zulässigen Lagerverschleiß entsprechendes Ntaß a zurückliegend angeordnet. Bei eintretenden Lagerschäden füllt sich der Hohlraum zwischen dem Metallstück 3 und der Welle mit Metallabrieb, so daß der Stromkreis geschlossen ist und die Lampe aufleuchtet.
In Abb. 2 ist in der Lagerschale 1 eine Bohrung 8 angeordnet. In die Bohrung ist ein aus elektrischem Isoliermaterial bestehender Zylinder 4 und in diesem das Metallstück 3 eingesetzt. Das Metallstück 3 liegt mit seiner Unterseite auf einem am Grund der Bohrung 8 vorgesehenen Isolierring 9 auf, der so beschaffen ist, daß er durch schlagartiges Aufsetzen der Welle auf das Metallstück beim Zubruchgehen der Lagerlaufschicht 10 zerstört wird, so daß sich das Metallstück 3 und Lagerschale 1 berühren. Hierdurch wird der Stromkreis geschlossen. In das Metallstück 3 ist ein mit der Stromquelle verbundener Kontaktstift 11 eingeführt, der gegen die Lagerschale 1 durch einen Kunststoffmantel 12 isoliert ist.
In Abb. 3 ist der Kontaktstift 11 längsverschiebbar in einer im Metallstück 3 vorgesehenen Bohrung 13 eingeführt. Hierbei ist der Kontaktstift 11 und eine aus einer formsteifen Isoliermasse bestehende Umhüllung 14 zu einem auswechselbaren Bauelement vereinigt.
Für die Unteransprüche wird nur Schutz im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 begehrt.

Claims

PATENTANsPRÜcHE: 1. Anordnung zur Überwachung der Abnutzung von Lagern, insbesondere von Grundlagern der Kurbelwelle von Kolbenkraft- oder Arbeitsmaschinen, bei der nach unzulässig starker Abnutzung der Lager durch die Welle selbst ein elektrischer Kontakt und damit ein zur Auslösung eines Alarmgerätes oder einer Vorrichtung zum Stillsetzen der Welle dienender Stromkrei-s geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt, bezogen auf die Lagerlängsachse. innerhalb der Lagerschale (1) im Bereich der stärksten Belastung derselben angeordnet ist und durch die Lagerschale (1) selbst und ein in diese elektrisch isoliert eingebettetes Metallstück (3) gebildet ist.
2. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das das in die Lagerschale (1) eingebettete Metallstück~ (3) über einen radial und gegen die Lagerschale isoliert nach außen geführten Kontaktstift (11) an die Stromquelle angeschlossen ist.
3. Kontrolleinrichtung nach den Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (4) am Grund der das Metallstück (3) aufnehmenden Aussparung in der Lagerschale (1) nach Stärke und Material so gewählt ist, daß sie durch schlagartiges Aufsetzen der Welle auf das Metallstück (3) bei Zubruchgehen der Lagerlaufschicht (7) mit Sicherheit so weit zerstört wird, daß ein metallischer Schluß zwischen der Lagerschale (1) und dem Metallstück (3) entsteht.
4. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gelsenuzeichnet, daß der nach außen führende Kontaktstift (11) längsverschiebbar in das in die Lagerschale (1) eingebettete Metallstück (3) eingesetzt ist.
5. Kontrolleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (11) und eine aus einer formsteifen Isoliermasse bestehende Umhüllung (14) zu einem auswechselharen Bauelement vereinigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 336 660, 156 222; britische Patentschrift Nr. 313 348.