DE1904879B2

DE1904879B2 - Vorrichtung zum aufspueren und anzeigen von durch lagerbeschaedigungen in einen schmieroelstrom gelangte metallteilchen

Info

Publication number: DE1904879B2
Application number: DE19691904879
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Lowe, Charles B, Bridge City, Tex. (V.StA.)
Priority date: 1968-02-02
Filing date: 1969-01-31
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE1904879A1; GB1256291A; JPS499799B1; DE1904879C3; US3422417A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspüren und Anzeigen von durch Lagerbeschädigungen in einen Schmierölstrom gelangte Metallteilchen ab einer bestimmten Größe, bestehend aus einer in eine Schmierölleitung eingesetzte Kammer, in welcher längliche elektrische Leiter parallel mit Abstand nebeneinander und quer zum Schmierölstrom angeordnet sind, wobei benachbarte Leiter an unterschiedliche elektrische Potentiale angeschlossen sind, die bei Überbrückung durch Metallteilchen einen Alarmschaltkreis einschalten.

In der US-PS 2252222 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gezeigt, bei welcher die elektrischcn Leiter aus Stangen oder Stäben bestehen, die wechselweise an unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen. Wird durch ein Metallteilchen ein elektrischer Kontakt zwischen zwei benachbarten Stäben hergestellt, führt dies zum Auslösen eines Alarmsignals. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß nur solche Metallteilchen erfaßt werden, deren Größe größer ist als der lichte Abstand zweier benachbarter Stäbe. Nicht erfaßt werden jedoch Metallteilchen, die kleiner sind als die zuvor erwähnten, selbst wenn diese in einer großen Anzahl im Ölstrom vorliegen, also wenn bereits ein erheblicher Lagerschaden vo.liegen kann, der angezeigt werden soll. Bei der bekannten Vorrichtung ist jeder Stab einzeln an eine elektrische Sammelleitung angeschlossen. Die Funktionssicherheit der Vorrichtung wird beeinträchtigt, wenn sich eine der Anschlußklemmen löst. Da die Stäbe jeweils an einem Ende durch einen Isolierflansch hindurchgeführt werden, entstehen Dichtungsprobleme, wenn das öl unter hohem Druck steht.

Es besteht die Aufgabe, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß Metallteilchen ab einer bestimmten Teilchengröße erfaßt werden, ohne daß diese Teilchengröße bestimmt wird durch den

jo Abstand zweier benachbarter elektrischer Leiter unterschiedlichen elektrischen Potentials, insbesondere soll auch das starke Auftreten kleiner Metallteilchen erfaßt werden, d. h. der Zustand am Anfang eines Lagerschadens.

j5 Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einem starken Auftreten kleiner Metallteilchen es zu einer Akkumulation solcher Teilchen an mindestens einer der Öffnungen kommt und zwar allerspätestens dann, wenn die Größe eines dieser Teilchen gleich dem Durchmesser der Öffnungen ist. Die Isolierplatten können leicht ausgetauscht werden, wobei es durch Wahl verschiedener Leiterplatten möglich ist, die Alarmauslösung auf die Größe und Menge der Metallteilchen abzustimmen. Durch die leichte Auswechselbarkeit der Isolierplatte können diese auch ohne Aufwand gereinigt werden. Durch die Art der elektrischen An-Schlüsse ist eine hohe Betriebssicherheit sowohl in bezug auf die elektrischen Erfordernisse, als auch in bezug auf Abdichtprobleme gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Vorrichtung und ihres Anschlusses an einen Alarmschaltkreis,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Längsachse der zy_b0 lindrischen Kammer,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Trägers

für die elektrischen Leiter und eines Detektorteils, das im eingebauten Zustand in dem in Fig. 2 dargestellten

_b5 Gehäuse angeordnet ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Trägers.

Gemäß Fig. 1 ist eine Ölleitung 10 vorgesehen, die

zu einem Ventil 12 führt, das eingangsseitig vor der Vorrichtung 15 angeordnet ist. Der Ölstrom wird von einer Pumpe erzeugt, welche das Schmieröl zu den verschiedenen Maschinenlagern befördert. Das Öl wird bevorzugt stromabwärts von der Pumpe durch die Vorrichtung 15 geführt, jedoch vor den Ölfiltern und vor dem Rücklauf zur Maschine. Eine Ableitung 14 ist vorgesehen, in welcher ein Veniil 16 angeordnet ist. Das Öl gelangt über die Flüssigkeitsleitung 18 in das zylindrische Gehäuse 20 und wird von dort über die Flüssigkeitsleitung 22 und durch ein Ventil 24 ab- und der nicht dargestellten Maschine zugeführt.

Mit 25 ist eine mit Leiterstreifen versehene Isolierplatte bezeichnet, die im Ölstrom von der Leitung 18 zur Leitung 22 angeordnet ist. Diese spricht auf Metallteilchen an, welche im Schmieröl mitgeführt werden. Werden benachbarte Leiterstreifen unterschiedlichen elektrischen Potentials durch Metallteilchen überbrückt, dann entsteht in den Leitungen 26 und 28 ein Signa). Diese Leitungen werden aus der Vorrichtung 15 herausgeführt und sind mit einem Relais 30 verbunden, das mit einer Sicherung 32, einem Ein-Aus-Schalter 34 und der Sekundärspule eines Transformators in Serie geschaltet ist. An die Leitungen 40 und 42 ist eine Spannungsquelle angeschlossen und der Transformator 36 dient dazu, die Spannung sekundärseitig auf einen geringeren Wert zu reduzieren, damit die Gefahr vermieden wird, daß eine gefährliche Spannung an den Leiterstreifen des Teils 25 anliegt. Eine Lampe 44 zeigt vorzugsweise den Betrieb der Maschine an, in deren Ölstrom die Vorrichtung 15 angeschlossen ist. Die Lampe 44 wird durch die Relaiskontakte 30a eingeschaltet, die bei Inbetriebnahme der Maschine schließen. Eine rote Lampe 46 oder ein anderes geeignetes Alarm gerät wird durch die normalerweise geöffneten Relaiskontakte 3Oi eingeschaltet. Parallel zur Lampe 46 ist ein Abstellmagnet 48 geschaltet, der zur Abstellung der Maschine dient.

Wenn vor dem Ausfallen eines Lagers Metallteilchen im Schmieröl auftreten, entsteht in den Leitungen 26, 28 ein Signal, das das Relais 30 betätigt. Die Relaiskontakte 30 b werden geschlossen und damit die Maschine abgestellt. Gleichzeitig öffnen die Relaiskontakte 30a, wodurch der Stillstand der Maschine angezeigt wird.

Die Vorrichtung 15 umfaßt einen Körper 50, welcher eine explosionssicher Kammer aufweist, die durch eine abnehmbare Kappe 52 abgedichtet ist. Die Kappe 52 steht über das Gewinde 50a mit dem Gußkörper 50 in Verbindung und ist fest und dicht gegen den Gußkörper angezogen. Die Kappe 52 weist in ihrer Mitte angebrachte Ansätze 52a auf, die für ein leichtes Ansetzen des Werkzeugs dienen. Im Innern weist die Kappe 52 eine Schulter auf, die gegen eine runde Metallplatte 54 drückt, welche mit einer aus Isolationsmaterial bestehenden Dichtung 56 von gleicher Umrißform zusammenwirkt. Ein Ringschlitz zur Aufnahme eines O-Ringes 58 bildet eine lecksichere Dichtung.

Das Gehäuse 50 ist im wesentlichen zylindrisch, mit Ausnahme der verschiedenen Rohr- und Stromleitungsanschlüsse. Fig. 2 zeigt ein abgeflachtes Auge SOb, welches in seiner Mitte eine mit Innengewinde versehene Öffnung 50c zur Durchführung eines elektrischen Leitungskabels aufweist. Das untere Ende des Körpers 50 weist eine mit Innengewinde versehene Öffnung 5Oi/ zum Einschrauben einer mit Außenge

winde versehenen Kappe 60 auf. Die Kappe 60 hat zusätzliche Vorsprünge 60« zum Ansetzen eines Werkzeugs. Sie besitzt ferner eine breite Schulter 60b, die nvt einem festen und dichten Sitz gegen die unterste Schulter des Körpers 50 drückt. Innerhalb der unteren Kappe 60 befindet sich eine Kammer 50c. Sie füllt etwa das untere Drittel des Körpers 50 aus. Sie ist explosionssicher ausgebildet. Zwei Leitungen 62b mit Anschlußvorsprüngen sind von Isoliermaterial umgeben. Die Anschlußvorsprünge ragen aus dem unteren Ende der Isolationspfosten 62« heraus. Sie sind so ausgebildet, daß sie eine mit 62c bezeichnete Verschlußmutter aufnehmen können. Ein offener Kabelschuh oder eine Drahtschlinge sind mit den Anschlüssen 62b verbunden und in ihrer Lage durch eine Mutter 62d festgehalten.

Gemäß Fig. 3 sind am Gehäuse Vorsprünge 50/, 50g vorgesehen. Diese Vorsprünge weisen jeweils mit Gewinde versehene Bohrungen 50/ bzw. 5OA auf, die zum Anschluß der Leitungen 18 und 22 dienen. Die Bohrungen 50/ und SOh fluchten miteinander und zwischen ihnen ist eine relativ große Kammer 50/ vorgesehen. Die Kammer 50; ist ringsherum von Isoliermaterial 5Oi; umgeben. Das Isoliermaterial 50k bedeckt die Seitenwände und den Boden 5Ow der Kammer 50/.

In Fig. 3 sind zwei U-förmige Führungen 64 gezeigt, die in gegenüberliegenden Seitenwänden des Isolationsmaterials SOk eingelassen sind und die sich gegenüberliegen. Sie dienen zum Einsetzen des Teils 25 in einer angenähert senkrecht zur Durchflußrichtung des Schmieröls durch die Kammer 50/ liegenden Ebene. Die U-förmigen Führungen 64 erstrecken sich bis zum oberen Ende der Kammer 50/ und berühren das Isoliermateria! der Dichtung 56 unterhalb der Kappe 52. Die U-förmigen Führungen 64 enden an ihren unteren Enden in den Leitungen 62b, weiche sich nach unten in die Kammer 5Oe erstrecken. Jede der Führungen 64 ist an allen Punkten durch das Material 50/c, die Dichtung 56 und die Isolationspfosten 62a isoliert.

In Fig. 4 ist das Teil 25 im einzelnen gezeigt. Das Teil 25 besteht aus einer Isolierplatte 25g, deren gegenüberliegende Kanten von Leiterstücken 25a und 25 b umgriffen werden. Die Leiterstücke 25 a und 25 b umgreifen die Kanten U-förmig, und verlaufen in Richtung der Führungen 64. Hierdurch werden drei Kontaktflächen mit den U-förmigen Führungen 64 erzeugt.

Jede der Leiterstücke 25a und 25b ist mit einer Mehrzahl von kammartig ineinandergreifenden Leiterstreifen 25c und 2Sd verbunden. Man kann die Leiterstreifen 25c·, 25d auf beiden Flächen der Isolierplatte 25g anordnen. Die Streifen 25c und 25</ erstrecken sich quer über die Fläche der Isolierplatte 25g von den an den Kanten angeordneten Leiterstükken 25a und 25b. Die Leiterstreifen 25c, 2Sd sind im Abstand zueinander angeordnet und eine Vielzahl von kleinen Öffnungen 25«? ist zwischen benachbarten Leiterstreifen 25c und 25i/ vorgesehen.

Die Leiterstücke 25a oder 25 b liegen an unterschiedlichem elektrischem Potential.

Das Teil 25 ist ein rechteckiges Einsatzstück, welches in der Kammer 50; vom Boden 50w bis zur Dichtung 56 verläuft, also die Kammer 50y in zwei Hälften teilt. Das Öl muß somit durch die vielen Öffnungen 25e fließen.

Bei der ersten Ausführunpsform des Teils 25, das

in Fig. 4 dargestellt ist, reichen die Öffnungen 25c in ihrer Zahl dafür aus, daß ihr Durchgangsquerschnitt größer ist als der der Leitung 18, 22. Dies verhindert einen Rückstau am Teil 25 und hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die nicht gegen ein Unterbrechen des Ölstroms empfindlich ist, da ein wesentlicher und ausreichender Durchflußquerschnitt für das Schmieröl auch dann noch verfügbar ist, wenn eine große Anzahl von Öffnungen 25c verstopft ist.

In Fig. 5, die das Teil 25' zeigt, sind die Leiterstreifen in größerem Abstand zueinander angeordnet als bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Die Zahl der Öffnungen ist vergrößert, um einen erhöhten Öldurchfluß durch das Teil 25' zu erzielen. Der größere Abstand der Leiterstreifen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ändert die Ansammlung oder Menge der Metallteilchen vor ihrer Entdeckung. Beispielsweise kann das Teil 25' bei Maschinen eingebaut werden, welche unter Normalbedingungen ständig kleine Metallteilchen ohne besondere Bedeutung im Schmierteil aufweisen. Die kleinen Teilchen reichen mengenmäßig für ein Überbrücken der Zwischenräume zwischen benachbarten ineinandergreifenden Leiterstreifen nicht aus. Ab einem bestimmten Zeitpunkt kann der Anteil der Metallteilchen im Öl kritisch werden, was zu einem Verstopfen einzelner Öffnungen führt, um die sich sodann weitere Metallteilchen ablagern, bis letztlich die Leiterstreifen kurzgeschlossen werden. Hierdurch wird dann der Alarmzustand angezeigt. Im Gegensatz dazu fängt der in Fig. 4 dargestellte Aufbau Metallteilchen schon in geringsten Mengen ab und löst Alarm vor einem möglichen Ausfall eines Lagers der Maschine aus. Von besonderem Interesse bezüglich des Unterschieds zwischen den Teilen 25 und 25' ist die Tatsache, daß die Größe und Anzahl von Teilchen, die benötigt werden, bevor ein Alarm ausgelöst wird, im wesentlichen durch die Anordnung bzw. den Abstand der Leiterstreifen verändert werden.

Bei einigen Anordnungen kann es notwendig sein, etwas größere Öffnungen 25 e vorzusehen, so daß ausgesprochen kleine Metallteilchen ohne Alarmanzeige durch die Vorrichtung hindurchgehen und durch den nach der Vorrichtung 15 angeordneten Ölfilter zurückgehalten werden.

Das Teil 25 ist leicht aus der Kammer 5Oy für ein Reinigen herausnehmbar. Ein Auswechselteil kann in die Führungen eingesetzt oder das Originalteil kann abgebürstet und dann in die Kammer 50; wieder eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspüren und Anzeigen von durch Lagerbeschädigungen in einen Schmierölstrom gelangte Metallteilchen ab einer bestimmten Größe, bestehend aus einer in eine Schmierölleitung eingesetzte Kammer, in welcher längliche elektrische Leiter parallel mit Abstand nebeneinander und quer zum Schmierölstrom angeordnet sind, wobei benachbarte Leiter an unterschiedliche elektrische Potentiale angeschlossen sind, die bei Überbrückung durch Metallteilchen einen Alarmschaltkreis einschalten, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Träger für die elektrischen Leiter (25c, 2Sd) eine mit einer Vielzahl von kleinen öffnungen (2Si'), deren Gesamtquerschnitt mindestens dem Querschnitt der Flüssigkeitsleitung (18, 22) entspricht, versehene Isolierplatte (25g) dient,

b) die elektrischen Leiter aus zwei Reihen von kammartig ineinandergreifenden Leiterstreifen (25c, 25d) bestehen, die auf mindestens einer Plattenoberfläche angeordnet sind,

c) der gegenseitige Abstand der Leiterstreifen ist größer als der Durchmesser der Öffnungen (2Se),

d) die eine Reihe von Leiterstreifen (25c) ist mit einem eine Kante der Platte (25g) umgreifenden Leiterstück (2Sb) und die andere Reihe von Leiterstreifen (25d) ist mit einem die gegenüberliegende Kante der Platte (25g) umgreifenden Leiterstück (25a) verbunden,

e) die Platte (25g) mit den die Leiterstücke (25a, 2Sb) aufweisenden Kanten ist in zwei Führungen eingesetzt, die aus elektrisch leitendem Material bestehen und die an den Alarmschaltkreis angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (25g) mit den Leiterstreifen (25 c, 2Sd) eine gedruckte Leiterplatte ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierplatte (25g) in die Führungen (64) einschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterstreifen (25c, 25d) an beiden Plattenoberflächen vorgesehen sind und die Leiterstücke (25a, 25b) gegenüberliegende Kanten der Platte (25g) U-förmig umgreifen.