DE2742413A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der abnutzung der grundlager einer welle - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der abnutzung der grundlager einer welle

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Description

27A2A13
A AJLliilN 1AJN WAl-IJ. Mit ·> 2 Hamburg 70, ziesenisstr.i
-. TELEFON (040)652 96 56
DIPL. ING. H. SCHAEFER * Telegrammadresse:patentiw DIPL. PHYS. K. SCHAEFER DATUm 19. 9. 1977
UNSER ZEICHEN: fATENTANWALTE SCHAUER, U i HAMBURG 70, ZlESENISSTRASSF. * IHR ZEICHEN:
SOCIETE D1ETUDES DE MACHINES THERMIQUES S.E.M.T., 2, Quai de Seine, 93202 SAINT-DENIS, Frankreich
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Abnutzung der
Lager einer WeIIe.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Abnutzung der Lager einer sich drehenden Welle, z.B. der Kurbelwelle eines Dieselmotors großer Leistung. Insbesondere ist die Erfindung für halbschnell laufende Schiffsdiesel geeignet.
Es ist bekannt, daß die Abnutzung der Kurbelwelle großer Dieselmotoren beispielsweise bei Schiffsdieseln große technische Probleme aufwirft. Schon eine geringe Abnutzung an den Kurbelwellengrundlagern und zwar auf der Kurbelwellenoberfläche oder Insbesondere an den Lagerschalen kann auf grund der mangelnden Führung der Kurbelwelle an dieser Stelle
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COMMERZBANK HAMBURG 22/58226 (BLZ 200 400 00) ■ POSTSCHECKAMT HAMBURG 225058-208
zu zu großen radialen Auslenkungen und somit zum Bruch führen. Eine ständige Überwachung und Instandhaltung ist daher erforderlich, ohne daß dadurch solche Unfälle mit Sicherheit ausgeschlossen werden können. Beispielsweise werden regelmäßige Kontrollen im Abstand von 5000 Stunden durchgeführt. Dazu muß ein spezialisierter Techniker mit besonderem Werkzeug und großem Arbeitsaufwand eingesetzt werden. Dieser Aufwand ist zwar teuer aber notwendig, da ein Bruch der Kurbelwelle auf hoher See unbedingt vermieden werden muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bessere Überwachungsmöglichkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß die radialen Stellungen der Oberflächen der Lager der Welle ermittelt und mit Bezugsstellungen verglichen und daß ein Alarm- oder Rufsignal ausgelöst wird, wenn der Unterschied zwischen einer ermittelten radialen Stellung und einer entsprechenden Bezugesteilung größer als ein vorgegebener Wert oder gleich diesem Wert ist. Nach diesem Verfahren kann die Abnutzung der Kurbelwellenlager automatisch und im Be-
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trieb kontrolliert werden, so daß die mit hohen Kosten verbundenen periodischen Inspektionen vermieden werden können. Außerdem können Fehler schon vom Zeitpunkt ihrer Entstehung an nachgewiesen und in ihrer Entwicklung verfolgt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und insbesondere eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
In der Abbildung ist eine Kurbelwelle 10 eines mehrzylindrigen Motors z.B. eines halbschnell laufenden Schiffsdieselmotors großer Leistung dargestellt. Die Kurbelwelle 10 besitzt eine gewisse Anzahl von Grundlagerzapfen 11, an denen sie während ihrer Drehung gehalten ist. Sie weist ferner Kurbelzapfen 12 auf, an denen die Pleuelstangen angreifen.
AbStandsfühler C sind quer zu den Grundlagerzapfen 11 der Welle 10 im Inneren der Lagerabdeckungen 13 (durch Schraffur an-
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gedeutet) in einer entsprechenden Ausnehmung angeordnet. Die Fühler C können gegebenenfalls auch neben den Lagerabdeckungen jedoch den Lagerzapfenoberflächen gegenüberliegend angeordnet sein. Vorteilhaft sind die Fühler C direkt über den Oberflächen der Lagerzapfen der Welle 10 im wesentlichen vertikal über der Vellenlängsachse 14 vorgesehen, also an der Stelle, an der die nachzuweisenden Fehler eine maximale Amplitude aufweisen können.
Die AbStandsfühler C sind so ausgeführt, daß sie mit der Lageroberfläche, der sie zugeordnet sind, nicht in Berührung stehen, und können z.B. im Handel erhältliche Messfühler sein, wie der von "Vibrome*tre" angebotene Messfühler "TW 12" mit veränderlicher Induktion oder der von "Kernen" in den Handel gebrachte Messfühler "KD 2300" mit Feldveränderung.
Die Messfühler sind durch Leitungen 15 mit den Eingängen einer digitalen oder analogen Auswertungsschaltung 16 verbunden, die ständig die von den Messfühlern 0 ausgesandten Signale alt entsprechenden Bezugswerten, die von einer Schaltung 17 geliefert werden, vergleicht. Der Ausgang der Auswertungs- bzw· Verarbeitungsschaltung 16 ist mit einer Alarm- bzw. Anzeigeschaltung 18, wie in der Abbildung gezeigt, verbunden. 8098 13/0861
Ein beliebiger Fehler an einem der Lager 11 der Welle 10, z.B. eine schlechte Schmierung, wirkt sich als verhältnismäßig schwache Abnutzung des Oberflächenbelages des entsprechenden Lagers aus, was Risse in dem Lager hervorruft und nach einer gewissen Zeit zum Bruch der Velle führen kann. Die Messfühler C messen ständig den Abstand, der sie von der sich drehenden Oberfläche des entsprechenden Lagerzapfens 11 trennt, und übertragen die diesem Abstand entsprechenden elektrischen Signale an die Auswertungsschaltung 16. In dieser werden die Werte oder Amplituden dieser Signale ständig mit Bezugswerten, die z.B. eine kritische Schwelle darstellen, verglichen. Venn eines dieser Signale gleich oder größer ist als ein entsprechender Bezugswert, d.h., wenn die kritische Schwelle erreicht wird, löst die Auswertungsschaltung 16 über die Schaltung 18 einen Alarm aus.
Der oder die Bezugswert(e) können den Mittelwert der Stellungen der Lageroberflächen der Welle in einem entsprechenden Normalzustand mit normaler Abnutzung nach Ablauf der "Einlaufzeit" einer neuen Welle repräsentieren. Dann werden die Abweichungen zwischen den Lageroberflächen und diesem Mittelwert bestimmt und miteinander verglichen. Solange sie im wesentlichen einander gleich oder kleiner als ein vorgegebener kritischer Wert sind, sind sie ohne
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schwerwiegende Bedeutung für das Verhalten der Kurbelwelle und beweisen eine gleichförmige und normale Abnutzung, die nicht die Auslösung eines Alarmes benötigt. Venn jedoch die Unterschiede zwischen ihnen verhältnismäßig groß werden gegenüber dem vorgegebenen kritischen Schwellenwert oder diesen erreichen, wird der Alarm ausgelöst.
Die Schaltung 18 ist vorteilhaft so ausgeführt * daß sie die Amplituden der Signale der Messfühler C mit einem eine mittlere Stellung repräsentierenden Bezugswert, mit einem eine nicht zu überschreitende Schwelle darstellenden kritischen Wert und untereinander vergleichen kann. Diese Amplituden und/oder die Ergebnisse der Vergleiche können ständig an der Schaltung 18 angezeigt werden.
Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgt die Erkennung der Abstände, die die Messfühler C von den sich drehenden Oberflächen der entsprechenden Lager trennen, ebenso wie die Verarbeitung dieser Signale in der Schaltung 16 kontinuierlich. Jedoch kann diese Verarbeitung oder Auswertung nach Wunsch auch diskontinuierlich oder periodisch sein.
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Die Erfindung erlaubt es, äußerst störende und kostspielige Beanspruchungen bei Schiffsmotoren zu vermeiden und dabei doch in viel sicherer Weise als bisher die Betriebssicherheit der Motoren zu gewährleisten.
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L e e r s e i

Claims (1)

  1. • *
    PATENTAN"WA.LXE ι* 2 Hamburg 70, ziesenisstr.6
    \ ELEFON (040)652 96 56
    DIPL. ING. H. SCHAEFER Telegrammadresse= patentiwi
    DIPL. PHYS. K. SCHAEFER dahjm 19. 9. 1977
    UNSER ZEICHEN: IHR ZEICHEN
    PATENTANWAITf SCHAtKKR. O Ϊ HAMBUHCi 70, ZlKSKNISSTRASSE t.
    SOCIETE D1ETUDES DE MACHINES THERMIQUES S.E.M.T., 2, Quai de Seine, 93202 SAINT-DENIS, Frankreich
    Ansprüche:
    Verfahren zur Ermittlung der Abnutzung der Lager einer sich drehenden Welle, z.B. der Kurbelwelle eines Dieselmotors großer Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Stellungen der Oberflächen der Lager (11) der Welle (10) ermittelt und mit Bezugsstellungen verglichen werden und daß ein Alarm- oder Rufsignal ausgelöst wird, wenn der Unterschied zwischen einer ermittelten radialen Stellung und einer entsprechenden Bezugsstellung größer als ein vorgegebener Wert oder gleich diesem Wert ist.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugswert, der einer normalen mittleren Abnutzung entspricht, bestimmt wird, daß mit diesem Be-
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    COMMERZBANK HAMBURG 22/5822« (BLZ 200 400 00) POSTSCHECKAMT HAMBURG 225058-208
    ORIGINAL !NSPECTED
    zugswert und ait einem anderen, eine kritische Schwelle repräsentierenden Bezugswert die ermittelten Stellungen der Lageroberflächen vergliehen werden, daß die ermittelten Stellungen untereinander verglichen werden und daß ein Alarm ausgelöst wird, wenn wenigstens eine der ermittelten Stellungen im wesentlichen von dem ersten Bezugswert und/oder den anderen ermittelten Stellungen abweicht und/oder gleich der kritischen Schwelle wird.
    3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen radialen Stellungen der Lagerflächen ermittelt werden.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsschritte des Ermitteins und des Vergleichens kontinuierlich durchgeführt werden.
    5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie senkrecht zu den Lagern (11) der Welle (10) angeordnete Detektoren zur kontinuierlichen Ermittlung der
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    radialen Stellungen der Oberflächen der Lager der Welle und zur Erzeugung von diese Stellungen repräsentierenden Signalen sowie eine analoge oder digitale Verarbeitungsachaltung (16), die diese Signale empfängt und mit Bezugswerten vergleicht, und eine Alarm- oder Anzeigeschaltung (18) aufweist, die durch die Auswerte- oder Verarbeitungsschaltung betätigt wird, wenn wenigstens eines der Signale größer oder gleich einem entsprechenden Bezugswert ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren AbStandsfühler (C) vom Typ mit variabler Induktion sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren Abstandsfühler (C) vom Typ mit magnetischer Feldveränderung sind.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (C) in entsprechenden Ausnehmungen in oder neben den Lagerabdeckungen (13) untergebracht sind.
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    9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoren (C) genau über den Lageroberflächen der Welle (10) angeordnet sind.
    10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet« daß die Anzahl der Detektoren (C) wenigstens gleich der der Lager (11), die überwacht werden sollen.ist.
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DE19772742413 1976-09-24 1977-09-21 Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der abnutzung der grundlager einer welle Ceased DE2742413A1 (de)

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