DE20309702U1 - Gerät zur Erfassung der Bewegungsabläufe von Ventilen an Verbrennungsmotoren - Google Patents

Gerät zur Erfassung der Bewegungsabläufe von Ventilen an Verbrennungsmotoren

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Description

Erfinder
Bernd Mamerow, Gösselkoppel 49, 22339 Hamburg
Bezeichnung der Erfindung
Gerät zur Erfassung der Bewegungsabläufe von Ventilen an Verbrennungsmotoren
Beschreibung
Das Gerät misst und überwacht kontinuierlich das Öffnen/ Schließen sowie lastabhängige Drehen des Ventils im Verbrennungsmotor.
Stand der Technik
Eine kontinuierliche Überwachung der Ventilfunktion am laufenden Verbrennungsmotor ist nicht vorhanden.
Problem
Einlass- und Auslassventile sind wesentliche Bauteile des Verbrennungsmotors. Eine nicht frühzeitig erkannte Ventilstörung stellt für den Betrieb des Motors sicherheitstechnisch ein hohes Gefahrenpotential und ökonomisch einen hohen Schaden dar.
Lösung
Das Gefahrenpotential sowie der mögliche ökonomische Schaden infolge einer nicht erkannten Ventilstörung wird mit dem im Schutzanspruch beschriebenen Gerät minimiert bzw. vermieden.
Erreichte Vorteile
Mit der Erfindung wird erreicht, dass Ventile kontinuierlich überwacht werden und im Falle einer akuten Störung (Ventil öffnet nicht, Ventil schließt nicht bzw. Ventil dreht nicht) sofort Alarm ausgelöst wird. Weiterhin eignet sich das Gerät als Wartungsunterstützung im Falle einer allmählichen Verschmutzung der Ventilführung, sobald die Drehbewegung ein festgelegtes Limit unterschreitet.
Der Betreiber erhält hiermit die Möglichkeit einer kostensparenden zustandsabhängigen Instandhaltung des Bauteils Ventil und somit eine höhere Verfügbarkeit des Motors. Aufgrund einer kontinuierlichen Alarmüberwachung wird das Gefahrenpotential infolge gestörten Motorbetriebes minimiert.
.
Beschreibung
Nachfolgend wird ein Gerätebeispiel anhand von Figur 1und 2 erläutert. Es zeigt in:
Figur 1 präparierter Ventilschaft mit montiertem Sensor im
Ventilgehäuse und nachfolgender Auswerte- und
Anzeigeeinheit
1 - Ventil
2 - spiralförmig angeordnetes Messobjekt
3 - Sensor, montiert im Ventilgehäuse 4 - Auswerte- und Anzeigeeinheit
Figur 2 Ansicht eines abgewickelten Ventilschaftes mit Messobjekt
sowie beispielhaftem Signalbild
[A] - 360° - abgewickelter Ventilschaftabschnitt
[B] -Ventilhub
[C] - Zeitmessung
[D] - Gradmessung
Das Gerät besteht aus drei Hauptkomponenten:
- eines am Ventilschaft (1) über 360° spiralförmig aufgebrachten Messobjektes (2) mit ferromagnetischer oder Weg- Differenz
- einem Sensor (3) zur Erfassung der präparierten Differenzen des vorbeilaufenden Ventilschaftes
- eine Auswerte- und Anzeigeeinheit (4) mit integrierter Schnittstelle sowie Alarmausgang
Der Ventilschaft wird vor der Montage durch das Aufbringen eines Messobjektes (z.B. Fräsen des Schaftes, Aufbringen eines Messstreifens oder Aufsetzen einer präparierten Hülse) für die Messung vorbereitet. In das Ventilgehäuse wird unterhalb des vorbereiteten Ventilschaftbereiches der Sensor geschraubt. Jede Zylinderstation wird mit einer Sensoreinheit zu kontinuierlichen Messung ausgerüstet. Die Messsignale werden zur Auswerte- und Anzeigeeinheit übertragen, welche entweder einzeln für jede Zylinderstation vorgesehen wird oder eine gemeinsame Auswerte- und Anzeigeeinheit für alle Sensoreinheiten sein kann.
Das Messprinzip beruht darauf, dass das am Sensor vorbeilaufende Messobjekt (blaue Markierung in Figur 2) kontinuierlich einen Start-Stop- Impuls auslöst. Die Auswertung der Länge der Einzelimpulse (rote Markierung in Figur 2) sowie der Anzahl der Impulse je 360° Ventildrehung (Gradmessung [D] in Figur 2) sowie Zeiteinheit (Zeitmessung [C] in Figur 2) geben folgende Informationen:
- die veränderte Signallänge des nachfolgenden Impulses zum Vorgänger-Impuls informiert über das Drehen und den Drehwinkel des Ventils
- die Anzahl der Impulse je 360° Ventildrehung bzw. Zeiteinheit informieren über Drehzahl /Leistung des Motors und Drehgeschwindigkeit - das Fehlen des nachfolgenden Impulses innerhalb einer variablen Zeiteinheit informiert über eine akute Ventilstörung (Ventil „hängt" in geöffneter Position, bzw. öffnet nicht)

Claims (1)

  1. Gerät zur kontinuierlichen Erfassung der rotierenden und oszillierenden Bewegungsabläufe eines Ventils im Verbrennungsmotor ist gekennzeichnet dadurch, dass
    - am Ventilschaft ein Messobjekt zur Erzeugung einer ferromagnetischen bzw.. wegbeschreibenen Differenz zum Schaftmaterial des Ventils spiralförmig über 360° eingebracht bzw. aufgetragen wird,
    - ein geeigneter Sensor zur Erfassung der erzeugten Differenzen am Ventilschaft in das Ventilgehäuse eingesetzt wird
    - eine Auswerte- und Anzeigeeinheit mit integrierter Schnittstelle die gemessenen Zeit- und Ereignissignale auswertet
    - der Öffnungs- und Schließvorgang Ventils beschrieben und dargestellt wird
    - die Drehbewegung während jeder Öffnung gemessen wird
    - ein kontinuierliche Überwachung der vollen Funktion des Ventils erfolgt.
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