DE2136809A1

DE2136809A1 - Einrichtung zur ueberwachung der temperatur von bewegten maschinenteilen

Info

Publication number: DE2136809A1
Application number: DE2136809A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr Maurer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-07-23
Filing date: 1971-07-23
Publication date: 1973-02-01
Also published as: DE2136809C3; DE2136809B2

Description

Einrichtung zur Überwachung der Temperatur von bewegten Ma schinente ilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der remperatur von bewegten Maschinenteilen, insbesondere zur Überwachung der temperatur von in Bewegung befindlichen Lagern großer Kolbenmaschinen, wie Qchiffsdiesel.
Bei derartigen Maschinen ist es sehr wichtig, die infolge Störung der Ölversorgung in den Pleuel- oder Kreuzkopflagern auftretende Temperaturerhöhung rechtzeitig und schnell zu erkennen, um sofort Gegenmaßn3hmen treffen zu können.
Es sind derartige Einrichtungen bekannt, bei denen im Geberteil mit Hilfe temperaturabhängiger Widerstände ein Schwingkreis beeinflußt wird, der Teil eines Senders zur drahtlosen Übertragung der Temperaturmeßwerte zu einem fest angeordneten Empfänger ist. Derartige Einrichtungen sind aufwendig, störanfällig und bei Verwendung von Widerst.ndsthermometern relativ träge, so daß sie den hohen Ansprüchen an Betriebssicherheit und Wartungefreiheit, wie sie im Schiffsbetrieb gestellt werden, in den meisten Fällen nicht gewachsen sein werden.
Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine Einrichtung zur Ubcri'acbung der Temperaturen von bewegten Maschinenteilen zu schaffen, die einfach und robust aufgebaut ist, einen kleinen Platzbedarf aufweist und ohne besonderte Schwierigkeit in die bewegten Maschinenteile einzubauen ist.
Bei der IJösung der Aufgabe wurde von der Uberlegung ausgegangen, daß eine ständige, genaue Messung der Temperatur in den bewegten Maschinenteilen, insbesondere in den bewegten Lagern von Großmaschinen, nicht unbedingt notwendig ist, daß aber auf jeden Fall eine beim Reißen des Scbmierfilms im Lager plötzlich auftretende Temperaturerhöbung sofort angezeigt werden muß.
Demgemäß soll eine Einrichtung zur TJberwashung der Temperatur von bewegten Maschinenteilen gekennzeichnet sein durch einen Geber mit einem Thermoelement, das derart ill das Maschinenteil eingebaut ist, daß es auf den Temperaturgrädienten zwischen Innentemperatur und Umgebungstemperatur anspricht und einen, aus Eisenkern und vom Thermostrom gespeister Wicklung gebildeten Elektromagneten mit die Feldstreuung nach außen begünstigendem Polschuh; einen Empfänger, der magnetfeldempfindliche Elemente enthält, die in unmittelbarer Nähe der Bahn des Polschuhs angeordnet sind.
Ein niederohmige 5 Thermoelement, vorzugsweise ein Mantelthermoelement, ist robust und spricht schnell an. Durch seine Form läßt es sich leicht einbauen, seine heiße Lötstelle kann in unmittelbarer Nähe der hauptsächlich durch Temperaturerhöhung gefährdeten Stellen im Innern des Naschinenteils, beispielsweise an die Rückseite der Lagerschalen mit gutem Wärmekontakt angebracht werden.
Die drahtlose Einspeisung von Fremdenergie zum Betrieb des Gebers, wie sie bei einigen bekannten Einrichtungen notwendig ist, entfällt hier.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungs- und Anwendungsbeispiel schematisch dargestellt und im folgenden brschrieben.
Die an ihrem oberen Ende mit einem Kolben einer mehrzylindrigen Großdieselmaschine verbundene Pleuelstange 1 ist im Pleuellager 2 an die Kurbelwelle 7 angelenkt. Um die Temperatur im Pleuellager 2 zu überwachen, ist eine den Geber 4 und den Empfänger 5 umfassende Einrichtung vorgesehen. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind Geber und Empfänger in bezug auf die Maschinenteile nicht maßstäblich gezeichnet.
Der Geber 4 besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, dem Thermoelement 6 und dem Elektromagneten 7. Die heiße Lötstelle des Thermoelements 6 steht in gutem Wärmekontakt mit der Lagerschale 8 des Pleuellagers 2. Die kalte Lötstelle ist aus der Bohrung 9 im Eopf der Pleuelstange 1, in die der Geber 4 eingebaut ist, herausgeführt, als Bezugstemperatur gilt die in dem mit Ölnebel erfüllten Kurbelwellengehäuse herrschende Temperatur.
Der Elektromagnet 7 besteht aus einem stabförmigen Eisenkern 10 und einer Wicklung 11, die vom Thermostrom des Thermoelements 6 durchflossen wird. Das nach außen ragende Ende des Elektromagnets 7 ist als ein die Feld streuung nach außen begünstigender Polschuh 12 ausgebildet. Bei kleinem Temperaturgradienten zwischen Lagerschale 8 und Umgebungstemperatur, wie er bei Normalbetrieb der Maschine auftritt, fließt ein relativ schwacher Ehermostrom durch die Wicklung Ii des Elektromagneten 7, die magnetische Feldstärke in der Nähe des Polschuhs 12 ist entsprechend gering. Reißt der tragende Ölfilm 13 im Pleuellager 2 auf, so wird infolge der auftretenden Reibungswärme die Temperatur der Lagerschale 8 sehr schnell erhöht, es tritt ein starker Temperaturgradient zwischen Innen- und Außentemperatur auf und die magnetische Feldstärke des Elektromagnets 7 wächst mit der steigenden Temperatur.
In unmittelbarer Nähe der Umlaufbahn 14 des Polschuhs 12 des Elektromagnets 7 sind magnetfeldempfindliche Elemente des Empfängers 5 angeordnet. Es kann sich dabei um magnetfeldabhängige Widerstände, sogenannte Feldplatten 15 handeln, oder um Reed-Xontakte 16. Wird der Polschuh 12 des Elektromagneten 7 im Geber 4 bei jeder Umdrehung der Kurbelwelle 3 an der Feldplatte 15 vorbeigeführt, so wird der Widerstand der Feldplatte 15 in Abhängigkeit von dem auf sie einwirkenden Magnetfeld des Elektromagneten 7 verändert. Diese dem Temperaturgradienten und damit der Temperatur der tagerschale 8 im Pleuellager 2 annähernd proportionale Widerstandsänderung der Feldplatte 15 wird im Empfänger 5 in elektrische Signale umgesetzt, die registriert und angezeigt Oder deren Spitzenwerte allein verarbeitet werden können. Als Grenzwertschalter ist zusätzlich der Reed-Xontakt 16 vorgesehen, der so angeordnet und eingestellt ist, daß bei sehr hohem Temperaturgradienten und damit hoher Feldstärke die Naschine zum Stillstand gesteuert wird.
Als Thermoelement 6 ist vorzugsweise ein robust aufgebautes niederohmiges Thermoelement, insbesondere ein Halbleiter-Mantelthermoelement, zu verwenden, da diese Art einen relativ hohen Wirkungsgrad hat. Je nach Bedarf kann der Empfänger 5 auch nur mit. Reed-Kontakten 16 bzw.
Feldplatten 15 als magnetfeldempfindliche Elemente ausgerüstet sein.
Bei einer anderen Ausführungsform des Empfängers 5 ist vorgesehen, mehrere Reed-Kontakte 16 mit unterschiedlichen Ansprechschwellen so anzuordnen, daß verschiedene Temperaturstufen; angezeigt oder gemeldet werden können.
In ähnlicher Weise kann die Temperatur eines oszillierenden Kreuzkopflagers einer Kolbenmaschine überwacht werden.
7 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche (9 Einrichtung zur Überwachung der Temperatur von bewegten Maschinenteilen, gekennzeichnet durch einen Geber (4) mit einem Thermoelement (6), das derart in das Maschinenteil eingebaut ist, daß es auf den Temperaturgradienten' zwischen Innentemperatur und Umgebungstemperatur anspricht und einen, aus Eisenkern (10) und vom Thermostrom gespeister Wicklung (11) gebildeten Elektromagneten (7) mit einem die Feldstreuung nach außen begünstigenden Polschuh (12); einen Empfänger (5), der magnetfeldempfindliche Elemente enthält, die in unmittelbarer Nähe der Bahn des Polschuhs (12) angeordnet sind.
2. Einriehtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (6) ein niederohmiges Thermoelement ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement (6) ein Halbleiter-Nantelthermoelement ist.
4. Æinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (5) als magnetfeldempfindliches Element mindestens eine Feldplatte (15) enthält.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gek?nnzeichnet, daß der Empfänger (5) als magnetfeldempfindliches Element mindestens einen Reed-Kontakt (16) enthält.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reed-Kontakte (16) mit unterschiedlichen Ansprechschwellen verwendet sind.
7. sinxichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekenn7eichnet durch ihre Anwendung in Pleuel- und/oder Kruzk'opflagorn großer Kolbenmaschinen.

L e e r s e i t e