DE2909342C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung und insbesondere auf ei­ ne Lageranordnung mit einem geschmierten Lager sowie eine Einrichtung für die Überwachung der Schmiermittelströmung durch das Lager.

Es ist bekannt, das die reibungsarme und langlebige Funktion von Lagern in einer Maschine von einer wirksamen Schmierung der Lager abhängt. Deshalb ist es wichtig, in der Lage zu sein, die Schmiersysteme einer Maschine überwachen zu können und eine frühzeitige Warnung zu erhalten, wenn irgend­ etwas in dem System nicht funktioniert. Das Schmiersystem ist jedoch oft relativ einfach und billig und deshalb ist es auch wichtig, daß jedes Über­ wachungssystem seinerseits ebenfalls sowohl kostengünstig als auch zuver­ lässig ist. Bisher hat es sich zumindest als schwierig erwiesen, ein sol­ ches Schmierüberwachungssystem zu schaffen.

Es wurde vorgeschlagen, die Temperatur eines Lagers mit einem temperatur­ empfindlichen Element zu überwachen, beispielsweise mit einem Thermistor (US-PS 35 48 396). Der Thermistor wird in oder nahe dem Lager angeordnet und falls eine Störung sich in dem Lager selbst entwickelt oder auch im Schmiersystem, steigt die Temperatur des Lagers und ändert damit den Wider­ stand des Thermistors.

Diese Widerstandsänderung des Thermistors wird dann benutzt, um irgendeine Alarmeinrichtung auszulösen. Anordnungen dieser Art sind jedoch nicht sehr befriedigend, da die Temperatur des Lagers erheblich schwankt, und zwar be­ reits unter normalen Betriebsbedingungen, beispielsweise als ein Ergebnis von Änderungen der Umgebungstemperatur, so daß ein Überwachungssystem die­ ser Art wenig zuverlässig ist. Darüber hinaus spricht das Überwachungssy­ stem erst dann an, wenn die Lagertemperatur ansteigt, zu einem Zeitpunkt also, bei dem das Lager bereits eine Beschädigung erlitten haben kann.

Es wurde auch in der Vergangenheit vorgeschlagen, einen druckempfindlichen Meßgeber beispielsweise in den Schmiermitteleinlaß eines Hauptlagergehäu­ ses einzusetzen, um den Druck des in das Lager eintretenden Schmiermittels zu überwachen. Bestimmte Störungen treten jedoch in der Schmierung der Be­ triebsteile des Lagers auf, die den Druck des Schmiermittels nur wenig be­ einflussen, welches in das Lager eintritt, und solche Fehler würden durch einen druckempfindlichen Meßgeber unerfaßt bleiben. Darüber hinaus sind druckempfindliche Meßgeber ziemlich delikate Bauteile und teure Komponen­ ten, so daß die Kosten eines solchen Überwachungssystems entsprechend hoch wären.

Eine Vorrichtung, die die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist, ist aus der US-PS 33 12 966 bekannt, wobei das zu über­ wachende strömende Medium zwar nicht genannt ist, aber auch ein Lager­ schmiermittel sein könnte. Der Thermistor ragt unmittelbar aus dem Strö­ mungsweg, so daß er mit einem relativ großen Fluidvolumen in Wärmeaustausch steht. Die Ansprechzeit der Vorrichtung ist entsprechend lang.

Aufgabe der Erfindung ist es, die gattungsgleiche Vorrichtung dadurch zu verbessern, daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung auf Änderungen der Schmiermittelströmung vergrößert und ihre Ansprechzeit verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Die Unteransprüche definieren zweckmäßige Wei­ terbildungen dieses Konzepts.

Als Beispiele werden nachstehend Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer Lageranordnung, deren Schmierung überwacht wird.

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm eines Schmierüber­ wachungssystems, angeschlossen an eine mechanische Presse.

Fig. 3 bis 9 sind Schaltkreise verschiedener Teile des Überwachungssystems.

Fig. 10 ist ein Zeitverlaufdiagramm.

Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm der Stromver­ sorgung für das System.

Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm eines Teils des Überwachungssystems, und

Fig. 13 ist ein Schaltkreisdiagramm, das eine abge­ wandelte Ausführungsform für die Schaltung gemäß Fig. 5 demonstriert.

Fig. 1 zeigt eine Lageranordnung mit einem Lagergehäuse 103, das einen Schmiermitteleinlaß 120 aufweist. Dieser führt zu einer zylindrischen Kammer mit einer Lagerschale 100, die in nicht im einzelnen dargestellter Weise eingebaut ist, und man erkennt eine Meßgeberbaugruppe 121, die in den Schmiermitteleinlaß 120 eingeschraubt ist.

Die Baugruppe 121 weist ein T-förmiges hohles Gehäuse 122 auf. Der zentrale Schenkel des Gehäuses ist in den Einlaß 120 geschraubt und ver­ längert den Schmiermitteleinlaß 120 des Lagers längs eines Durchlasses 123. Ein Seitenschenkel des Gehäuses weist eine Innengewindebohrung 124 auf, in die ein Schmiermittel führendes Rohr einschraubbar ist sowie einen Durchtritt 125, der sich von der Stoßstelle 124 in Richtung des Zentrums des T-förmigen Gehäuses erstreckt. Der andere Seitenschenkel 129 des Gehäuses 122 ist eben­ falls hohl und weist eine Innengewindebohrung auf, durch welche hindurch ein Meßgeber in die Baugruppe eingebaut ist.

Ein Meßgeber mit einem Thermistor 104 ist in einer Hülse 126 eingebaut, mit der er verklebt ist. Die Hülse 126 sitzt ihrerseits in einem Träger 127 und ist mit diesem verklebt. Der Träger 127 wird an Ort und Stelle im Gehäuse 122 durch eine Verriegelungsmuffe 128 gehalten, die in den Schenkel 129 des Gehäuses 122 eingeschraubt ist und an einem Abdichtring 130 zum Aufsitzen kommt, der seinerseits Druck auf den Träger 127 ausübt. Das abgewandte Ende der Verriegelungsmuffe 128 enthält einen elektrischen Miniatursteckkontakt 159, dessen Klemmen mit den Zuleitungen 105 zum Ther­ mistor verbunden sind.

Eine kleine Kammer 131 ist in dem Träger 127 rings um den Kopf des Ther­ mistors 104 ausgebildet. Die Kammer 131 kommuniziert mit dem Durchlaß 123 über ein Paar enger Durchlässe 132 sowie mit dem Durchlaß 125 über einen engen Einlaß 133.

Im Betrieb gelangt Schmiermittel in die Wandlerbaugruppe 121 durch den Durchlaß 125, strömt durch den Einlaß 133 in die Kammer 131, wo es auf den Ther­ mistor 104 auftrifft, und dann durch die Durchlässe 132 und den Durchlaß 123 in das Lager 100.

Der Thermistor 104 ist so angeschlossen, daß er im Selbstheizmodus arbeitet, derart, daß der Kopf des Thermistors durch hindurchfließenden Strom aufgeheizt wird. Der Strom bewirkt, daß von dem Thermistorkopf Wärme abgeführt werden kann, so daß die Temperatur des Schmiermittels in der Kammer 131 ansteigt. Der Heizstrom für den Thermistor ist auf irgendeinen Wert derart begrenzt, daß ein thermisches Weglaufen der Anordnung verhindert wird. Die Temperatur des Thermistors und demgemäß sein Widerstand hängen ab von der Abfuhrrate der Wärme, aus der um den Thermistor herum herrschenden Umgebung, und deshalb von der thermischen Leitfähigkeit des Fluids rings um den Thermistor und ebenso von der Strömungsrate (falls eine solche vorliegt) des Fluids relativ zum Thermistor. Im vorliegenden Falle spricht der Thermistor auf Änderungen in der Strömungsrate des Schmiermittels durch die Kammer 131 an.

Um eine maximale Empfindlichkeit der Anordnung zu erzielen, wird die Kammer 131 klein bemessen, so daß die vom Thermistor 104 abgegebene Wärme in jedem Augenblick auf ein kleines Fluidvolumen beschränkt bleibt. Um sicherzustellen, daß die vom Thermistor abgegebene Wärme im wesentlichen auf die Kammer 131 beschränkt bleibt, ist der Ein­ laß 133 eng ausgebildet,. Da die Kammer 131 klein ist, ist die Strö­ mungsgeschwindigkeit durch die Kammer entsprechend hoch, so daß eine wirksame Kühlung des Thermistors erzielt wird; dies vergrößert auch die Empfindlichkeit des Thermistors gegenüber irgendwelchen Änderungen in der Schmiermittelströmung. Ein weiterer Vorteil einer kleinen Kammer 131 besteht darin, daß selbst bei niedrigen Fluidströmungsraten das Schmier­ mittel in der Kammer 131 schnell ausgetauscht wird, so daß das Ansprechen des Thermistors auf irgendeine Strömungsratenänderung sehr geschwind ist.

In einem verwirklichten Modell der Erfindung werden bei einer Schmiermittel­ strömungsrate von 0,1 cm²/min der Einlaß 133 mit 1,5 mm Durchmesser ausge­ bildet und die Kammer 131 in Zylinderform mit einem Durchmesser von 5,2 mm und einer Länge von 5 mm.

Der dem Thermistor 104 zugeführt Strom ist so hoch, daß die Temperatur des Schmiermittels in der Kammer 131 während Normalbetrieb deutlich höher ist als die Temperatur des übrigen Schmiermittels. Dies verringert erheblich den Effekt irgendwelcher Änderungen in der umgebenden Schmiermitteltemperatur auf den Widerstand des Thermistors.

Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm eines Schmierüberwachungssystems, das einer mechanischen Presse zugeordnet ist, wobei die Schmierstellen durch die Bezugszeichen 101 markiert wurden. Jede Schmierstelle weist einen Thermistor 104 auf zum Überwachen der Strömung von Schmiermittel zu einem geschmierten Teil, wie dies in Fig. 1 angedeutet wurde. Die Thermistoren 104 sind alle an ein Multiplexsystem an einem Gehäuse 106 angeschlossen, das seinerseits für die Betätigung einer Alarmsirene 111 für den Fall angeschlossen ist, daß irgendeiner der Thermistoren einen Fehler in dem Schmiersystem anzeigt, wobei außerdem mittels lichtemittieren­ der Dioden 112 angezeigt wird, an welcher Schmierstelle der Fehler festge­ stellt wurde. Die Thermistoren 104 arbeiten alle so, daß sie eine Änderung der Schmiermittelströmungsrate an den Schmierstellen feststellen können.

Eine Schmiermittelpumpe 107 ist vorgesehen, um das Schmiermittel durch die Leitungen 108 und Verbindungsstellen 109 zirkulieren zu lassen. Die Pumpe umfaßt ein Schmiermittelreservoir, in dem sich ein Thermistor 110 befindet. Der Thermistor 110 arbeitet nach dem Selbstheizmodus zum Erfassen von Ände­ rungen des Schmiermittelpegels im Reservoir, indem erfaßt wird, ob Luft oder Schmiermittel ihn umgibt und dies wird an das Gehäuse 106 gemeldet und be­ tätigt die Alarmsirene 111, während eine entsprechende lichtemittierende Diode 113 aufleuchtet, falls auf diesem Wege ein zu niedriger Schmiermittelpegel erfaßt worden ist. Eine weitere elektrische Verbindung (nicht dargestellt) zwischen einem Druckschalter in dem Schmierpumpenauslaß und dem Gehäuse 106 ist so ausgebildet, daß bei einem Pumpenausfall die Sirene 111 ertönt und eine lichtemittierende Diode 114 aufleuchtet. Eine weitere lichtemittierende Diode 115 ist vorgesehen und leuchtet während des Betriebs der Anlage zum Nachweis dafür auf, daß das Multiplexüberwachungssystem selbst fehlerfrei arbeitet.

In Fig. 2 sind 12 Schmierstellen dargestellt, obwohl das Gehäuse 106 mit 15 lichtemittierenden Dioden bestückt ist, was der Maximalkapazität des ent­ sprechenden Multiplexsystems entspricht, das in dem betreffenden Ausführungs­ beispiel Anwendung fand. Bei der Beschreibung des Multiplexsystems in den nachfolgenden Abschnitten soll der Einfachheit angenommen werden, daß die mechanische Presse 15 Schmierstellen anstatt 12 aufweist. Das Multiplex­ system kann mit weniger Schmierstellen arbeiten, indem die Kapazität der nicht benutzten Kanäle abgeklemmt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 soll zunächst der Anlauf des Überwachungs­ systems beschrieben werden. Bei Betriebsbeginn des Schmiersystems öffnet ein Druckschalter 1, weil der Druck von der Schmierpumpe 107 innerhalb des Schmiersystems angehoben wird, und das Öffnen dieses Schalters triggert ein Verzögerungsglied 9 über Leitung L 13. Falls aus irgendeinem Grund das Schmiersystem den Druck nicht ansteigen läßt, wird ein Zeitgeber 6 ge­ triggert und nach einer voreingestellten Zeitperiode, festgelegt durch ein Widerstand 3 und einen Kondensator 4, wird am Ausgang L 1 des Zeit­ gebers 6 ein Alarmsignal erzeugt, was eine lichtemittierende Diode LED 8 entsprechend der Diode 114 in Fig. 2 aufleuchten läßt zur Anzeige eines Pumpenversagens. Ein Widerstand 7 begrenzt den Strom durch die Diode 8 und ein Kondensator 5 dient als Rauschunterdrückfilter zwischen der Leitungsversorgung für den Zeitgeber und Masse. Ein Widerstand 2 be­ grenzt den Triggerstrom für die Zeitgeber. Es sei nun angenommen, daß die Schmierpumpe korrekt arbeitet. Dann arbeitet der Verzögerungszeit­ geber 9 während einer vorgegebenen Zeitperiode, eingestellt durch das Widerstandskondensatornetzwerk aus Widerständen 10 und 11 und einem Konden­ sator 12. Dieser Verzögerungszeitgeber hält das Überwachungssystem ausge­ schaltet, bis das Schmiermittel begonnen hat zu strömen, womit erst eine richtige Überwachung ermöglicht wird. Nach Ablauf der Verzögerungszeit­ periode wird ein bistabiler Flip-Flop 21 betätigt durch ein Signal auf Leitung L 15, so daß das Überwachungssstem durch ein Signal auf Leitung L 2 vom Flip-Flop 21 entsperrt wird. Die Entsperrung des Systems wird durch LED 23 angezeigt, entsprechend der Diode 115 in Fig. 2, und ein Widerstand 22 begrenzt den Strom durch die Diode 23.

Der übrige Teil der Fig. 3 ist bei dem Anlauf des Systems nicht invol­ viert und wird deshalb später beschrieben.

Ein Haupttaktgeber 13 ist in Fig. 4 dargestellt. Seine Zeitperiode wird eingestellt durch die Widerstände 14 und 15, sowie einen Kondensator 16 und er weist einen Ausgang CH 2 auf, der benutzt wird, um alle Logikkompo­ nenten in dem Überwachungssystem zu takten.

Gemäß Fig. 5 sind die Kanäle CH 2 bis CH 16 die 15 Kanäle für die Überwachung für die Schmierung an den 15 Schmierstellen. An jeder Schmierstelle ist ein Thermistor 24 vorgesehen, entsprechend einem der Thermistoren 104 nach Fig. 1. Jeder Thermistor 24 ist in Reihe mit einem Widerstand 25 geschaltet, so daß ein Spannungsteiler entsteht, der mit Spannung von Leitung 28 gespeist wird. Auf diese Weise wird jede Änderung der Ausgangswiderstände eines der Thermisto­ ren als eine Spannungsänderung an der Verbindungsstelle 29 des Thermistors und des Widerstands angezeigt. Die Spannungsänderung wird an einen von 16 Eingängen eines Multiplexschalters 26 geführt, der die Spannungen seinerseits einem einzigen Ausgang L 30 zuführt und der entsperrt wird durch ein Signal auf Leitung L 2. Das Multiplexen der Spannungen wird erreicht über einen Binärkodezähler 27, der gesteuert wird vom Ausgang C 1 des Haupttaktgebers 13. Der Binärkodeausgang des Zählers 27 wird dem Multiplexschalter 26 zugeführt, der jeden Kanal im Zyklus an den gemein­ samen Ausgang L 30 schaltet. Der analoge Ausgang auf Leitung L 30 gelangt zu einem Analogdigitalwandler, der in Fig. 6 dargestellt ist und aus einem Spannungskomparator und einer Treiberstufe besteht. Der Spannungskomparator besteht aus einem Operationsverstärker 31 mit einer Bezugsspannungseinstellung durch einen Spannungsteiler aus Widerständen 32 und 33. Der Ausgang vom Spannungskomparator wird über einen Strombegrenzungswiderstand 34 einem Treibertransistor 35 zugeführt, der über einen Widerstand 36 gespeist wird. Schließlich wird der Ausgang von der Treiberstufe vor der Übertragung zu der Alarmsirene und der Alarmleitung L 38 invertiert. Das Signal auf dieser Leitung ist auf Logikpegel 1 im Zeitband entsprechend einem Thermistor, der ein Fehlen von Schmierung feststellt und auf Logikpegel 0 für den Rest der Zeitbänder.

Gemäß Fig. 7 wird der Ausgang von L 38 einem acht-Bit- auf-vier-Bit-Schalter 39 zugeführt. Dieser Schalter 39 arbeitet wie folgt: Der Binärkodeausgang vom Zähler 27 (Fig. 5) auf Leitungen L 4, L 5, L 6 und L 7 wird vier der acht Bits zugeführt, und die anderen vier werden an Masse gelegt, so daß eine Übertragung von entweder Nullen oder Binärkodeausgang zu den vier Bits des Schalters 39 erfolgt. Die Entscheidung, welche vier Bits der Daten (Binär­ kode oder Nullen) zu den vier Bitausgängen transferiert wird, erfolgt durch das Signal auf Leitung L 38. Wenn beispielsweise ein Fehler auftritt, erscheint eine logische eins auf Leitung 38 und veranlaßt, daß ein Binärkodeausgang vom Zähler 27 zu dem Vierbitausgang des Schalters 39 übertragen wird; wenn kein Fehler auftritt, werden zu dem Vierbitausgang des Schalters 39 Nullen übertragen. Demgemäß zeigt der Ausgang vom Schalter 39 den Status jeder Schmierstelle nacheinander an, während der Abtastperiode, und sollte während des Abtastens ein Versagen festgestellt werden, so präsentiert der Ausgang des Schalters 39 die betreffende Schmierstelle in dem Binärkode, während, wenn kein Fehler erfaßt worden ist, der Ausgang des Schalters 39 aus vier Nullen besteht. Der Binärkode vom Schalter 39 wird dann den Dateneingängen die Null, die Eins, die Zwei, die Drei eines Schnellzugriffsspeichers 40 zugeführt, das an den Klemmen A 0, A 1, A 2, A 3 von den gleichen Binärkodeaus­ gängen auf Leitungen L 4, L 5, L 6 und L 7 vom Zähler 27 wie der Schalter 39 adressiert wird. Die Daten werden in den Schnellzugriffspeicher 40 bei jedem Taktpuls eingeschrieben und an den Ausgängen 00, 01, 02, und 03 des Schnellzugriffsspeichers während des Komplements des Taktimpulses ausge­ lesen. Wenn demgemäß ein Fehler beim Schmiersystem vorliegt, werden kodierte Daten entsprechend der betreffenden Schmierstelle in den Schnellzugriffs­ speicher 40 eingeschrieben und ein kodierter Ausgang der Schmierstellenloka­ lisierung wird aus dem Speicher ausgelesen. Der Schnellzugriffsspeicher 40 wird in den Einspeichermodus entsperrt durch ein Eingangssignal auf Leitung L 11 vom Haupttaktgeber 13 Ausgang auf Leitung C 1 (Fig. 4) und dem Ausgang des bistabilen Flip-Flops 21 auf Leitung L 2 über ein UND-Gatter 41, und er ge­ langt in den Lesemodus durch den Takt 13 Ausgang auf Leitung C 1 über einen Wärter 42 als Komplement zu dem Einschreibmodus auf Leitung L 12. Man erkennt demgemäß, daß die kodierten Daten bezüglich des Zustands der Schmierstellen an den Ausgängen des Schnellzugriffsspeichers 40 in binär kodierter Form präsentiert werden.

Es verbleibt nun die Aufgabe, die kodierten Daten in Form einer lesbaren und hörbaren Anzeige zu präsentieren. Gemäß Fig. 8 werden die kodierten Daten den Vierbiteingängen eines "Eins aus sechzehn Dekoders" 43 zuge­ führt, der gleichzeitig entsperrt wird wie der Auslesemodus des Speichers 40 (während des Komplements des Taktausgangs) durch ein Signal auf Leitung L 8.

Die Ausgänge vom Dekoder 43 werden zyklisch geschaltet und jeder Ausgang wird über einen Inverter 44 und einen Strombegrenzungswiderstand 45 einer lichtemittierenden Diode 46 zugeführt, so daß diese aufleuchtet, sollte an der betreffenden Schmierstelle des Systems ein Fehler festgestellt worden sein. Die LED's 46 entsprechen den LED's 112 in Fig. 2.

Zusätzlich zur Sichtanzeige eines Fehlers ist es nützlich, ein Audio­ warnsystem vorzusehen. Ein solches System ist in Fig. 9 dargestellt, wo der Ausgang des Zeitgebers 6 auf Leitung L 1 (Fig. 3) über ein Oder- Gatter mit dem Ausgang des Analogdigitalwandlers auf Leitung L 38 über ein Oder-Gatter 47 gegattert ist, dessen Ausgang in einen Sirenenan­ steuertransistor 48 gelangt, so daß eine Sirene oder ein Summer 49 (entsprechend der Sirene 111 in Fig. 2) ertönt. Der Widerstand 50 be­ grenzt den Strom in das Oder-Gatter 47 und liefert den Strom für den Betrieb des Transistors.

Gemäß Fig. 3 wird das Überwachungssystem am Ende der Abtastperiode zurück­ gestellt durch Einspeisung des Ausgangs von Zähler 27 auf Leitung L 4, L 5, L 6 und L 7 über Und-Gatter 18 und 19, deren Ausgänge dem Und-Gatter 20 zu­ geführt werden, dessen Ausgang auf Leitung L 9 seinerseits an den Flip-Flop 21 gelangt, womit das System rückgesetzt wird und damit vorbereitet wird für den nächsten Zyklus. Der Flip-Flop 21 wird gesetzt durch Übertragung des binärkodierten Ausgangs von Zähler 27 auf Leitung L 4, L 5, L 6 und L 7 in ein Nichtoder-Gatter 17, von dem der Ausgang auf Leitung L 10 zu dem Voreinstellpunkt des bistabilen Flip-Flops geführt wird, so daß das Über­ wachungssystem für den nächsten Abtastzyklus voreingestellt wird.

Fig. 10 zeigt den Zeitablauf des Logiksystems. In dem Zeitdiagramm wurde angenommen, daß ein Fehler an den Schmierstellen festgestellt wurde, die von den Thermistoren in den Kanälen 3 und 8 (Fig. 5) überwacht wurden, repräsentiert durch die binärkodierten Ausgänge von 2 bis 7 von dem Schalter 39. Wie man an dem Fußteil der Fig. 10 erkennen kann, liegen die Dioden D 3 bzw. D 8 (Fig. 8) an den Spannungen VD 3 bzw. VD 8, so daß diese Dioden Licht für einen Impuls bei jeder Abtastung emittieren; die Pulsfolgefrequenz ist jedoch so, daß die Dioden dauernd eingeschaltet zu sein scheinen. Der Span­ nungseingang zu dem Summer ist ebenfalls ein Impulseingang, doch bleibt der Summer, wenn er einmal durch ein Puls angeworfen ist, angeschaltet, wie durch die letzte Zeile B des Zeitdiagramms angedeutet, bis er durch eine Bedie­ nungsperson ausgeschaltet wird.

Fig. 11 zeigt die Stromversorgung, die verwendet wird zur Versorgung des elektrischen Systems, wobei die 12 Volt und 5 Volt Ausgänge der Stromversorgung die Spannungen V bzw. V _cc bzw. V _DD in den Figuren führen.

Fig. 12 ist ein Schaltungsdiagramm des Teils des Überwachungssystems für das Schmiermittelpegel in dem Ölpumpenreservoir. Ein Thermistor 51 (entsprechend dem Thermistor 110 in Fig. 2) ist in dem Reservoir an dem Minimalpol angeordnet, um das Vorhandensein oder Fehlen von Schmier­ mittel an diesem Pegel festzustellen.

Der Thermistor 51 wird mit einem konstanten Strom, gesteuert durch einen Transistor 52, einen Emitterwiderstand 53 und Vorspannwiderstände 54 und 55 gespeist. Wenn demgemäß das Schmiermittel in Kontakt mit dem Thermistor 51 steht, steht auch eine Spannung an dem Kollektor des Transistors 52. Wenn der Schmiermittelpegel gegenüber dem Thermistor 51 absinkt, fällt sein Augenblickswiderstand infolge der Verringerung der Wärmeabfuhr, weil dann seine Temperatur steigt. Diese Widerstandsverringerung des Thermistors 51 führt dazu, daß die Spannung am Kollektor des Transistors 52 ansteigt, weil der Thermistor 51 von einem konstanten Strom durchflossen ist. Die Spannung am Kollektor des Transistors 51 ist einem Spannungskomparator angelegt, be­ stehend aus einem Operationsverstärker 50, dessen Eingangsschwellenspannung einstellbar ist durch einen Spannungsteiler aus Widerständen 56 und 57. Ein Rückkopplungswiderstand 59 bewirkt eine Hysterese, um Regelschwingungen des Komparators zu unterbinden. Wenn demgemäß die Spannung am Kollektor des Tran­ sistors 52 über den Schwellenpegel des Operationsverstärkers 58 ansteigt, erscheint eine ins Positive gehende Spannung an seinem Ausgang. Die Ausgangs­ spannung bei 58 wird dann einem Spannungsteiler zugeführt, bestehend aus Widerständen 66 und 67, und die Mittelanzapfung dieses Spannungsteilers liegt auf der Leitung L 14 und damit an einem Eingang des Oder-Gatters 47 aus Fig. 9. Wenn demgemäß im Schmiermittelreservoir ein zu niedriger Pegel vorliegt, er­ tönt das Warnsignal. Auch eine Sichtanzeige kann auf folgende Weise ermög­ licht werden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 58 in Fig. 12 wird außerdem den Vorspannungswiderständen 60 und 61 zugeführt, und die Mittelanzapfung der Widerstände wird über eine Diode 62 an die Basis eines Transistors 63 gelegt. Der Emitter des Transistors 63 liegt an Masse und der Kollektor liegt an einer LED 64 (entsprechend der LED 113 in Fig. 2) über einen strombegrenzenden Widerstand 65.

Eine Diode 62 ist an die Basis des Transistors 63 angeschlossen, um ein korrektes Funktionieren des Transistors 63 sicher zu stellen. Wenn demge­ mäß der Schmiermittelpegel in dem Reservoir zu weit absinkt, wird die LED 64 gleichzeitig mit dem Audiowarnsignal angeschaltet.

Das Überwachungssystem, das oben beschrieben wurde, bildet eine relativ preisgünstige, zuverlässige und einfache Anordnung für die Überwachung der Schmiermittelströmung zu einzelnen Lagern in einem Schmiersystem. Das Überwachungssystem kann so angeordnet werden, daß sich eine Sicht- und/oder Tonanzeige irgendeines der folgenden Fehler ermöglichen läßt:
Ausfall der Schmiermittelpumpe, Bruch einer Schmiermittelzufuhrleitung, blockierte Zumeßeinheit, unterbrochene Rücklaufleitung, Heißlaufen des Lagers und zu niedriger Schmierstoffpegel in einem Reservoir.

Während ein bestimmtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung oben beschrieben wurde, können an diesem noch zahlreiche Abwandlungen vor­ genommen werden.

Fig. 13 zeigt eine Abwandlung der Schaltungsanordnung nach Fig. 5. Während in Fig. 5 die Stoßstelle 29 zwischen jedem Thermistor 24 nach dem zugeordneten Widerstand 25 direkt mit dem Multiplexerschalter 26 verbunden ist, ist in der Ausführung nach Fig. 13 jede Stoßstelle 29 (nur eine ist in Fig. 13 dargestellt) über einen Zeitgeberkreis mit dem Multiplexerschalter 26 verbunden. Der Zeit­ geberschalter umfaßt einen Kondensator 151, angeschlossen zwischen die Stoß­ stelle 29 und den jeweiligen Eingang des Multiplexerschalters 26 sowie einen Widerstand 152, angeschlossen zwischen dem Eingang des Multiplexerschalters 26 und Masse. Die Zeitkonstante des Zeitgeberkreises ist viel höher als die Zeit, die der Thermistor 24 benötigt, auf einen Schmierfehler anzusprechen, so daß eine Änderung im Widerstand eines Thermistors 24 infolge eines Schmier­ fehlers auf den Multiplexerschalter 26 übertragen wird. Allmähliche Änderungen des Widerstands eines Thermistors 24 infolge Änderungen der Umgebungstempera­ tur jedoch werden nicht zu dem Multiplexerschalter 26 übertragen.

Es kann wünschenswert sein, nur die kritischen Schmierstellen in einer Maschine zu überwachen, wie etwa im Falle einer Presse, die Hauptlager, die Kurbellager und die Gleitlager.

In der beschriebenen Ausführungsform wird ein einen Fehler anzeigendes Signal nur verwendet, um eine Geräusch- oder Sichtanzeige zu liefern, doch kann man das Signal auch für andere Zwecke einsetzen. Wenn beispiels­ weise das System an eine rechnerprogrammgesteuerte Maschine angeschlossen wäre, könnte das Signal dazu verwendet werden, das Programm auf eine Sicher­ heitsüberprüfungssubroutine zu schalten. Das würde bedeuten, daß bei Auf­ treten eines Schmierfehlers die Steuerung der Maschine auf ein Unterprogramm oder eine Subroutine geschaltet würde. Die Subroutine würde das Hauptprogramm unterbrechen und das Werkzeug auf die Ausgangsstellung des Programms zurück­ führen, wo es sich in der unbelasteten Position befinden würde, bevor die Maschine selbst angeschaltet würde. Demgemäß könnte eine Werkzeugbeschädigung vermieden werden und damit würden Stillstandzeiten infolge Maschinenbruch auf ein Minimum gebracht. Ein weiteres Beispiel für die Verwendung eines Signals ist in einer zyklisch arbeitenden Maschine, die erst dann still­ setzen muß, wenn ein bestimmter Arbeitszyklus beendet ist. Ein Beispiel dafür ist eine Presse, die üblicherweise an dem oberen Ende ihres Hubes gestoppt wird, um eine Werkzeugbeschädigung zu vermeiden. Dies wird übli­ cherweise erreicht durch logische Schaltmittel, die eine Wiederholung des Zyklus am Ende jedes Pressenhubes bewirken. Das Überwachungssystem könnte mit dem Pressensteuersystem zusammen geschaltet werden, derart, daß bei Auftreten eines Fehlers während des Zyklus eine Verriegelungs­ steuerung eingesetzt würde, um zu verhindern, daß die Presse ihren Ar­ beitszyklus wiederholt. Aus Vorstehendem ergibt sich, daß jede Möglich­ keit der Sicherheitssteuerung ermöglicht wird, unter der Voraussetzung, daß eine korrekte Zusammenschaltung erfolgt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Überwachungssystem an einer mechanischen Presse angeordnet. Das Überwachungssystem kann jedoch bei irgendeiner anderen Maschine vorgesehen werden, die ein Schmiersystem aufweist. Beispielsweise kann das System in einem Kraftfahrzeug angewandt werden.

Ein Multiplexsystem ist vorteilhaft, wenn eine erhebliche Anzahl von Schmierstellen überwacht werden muß, doch ist ein solches System nicht unabdingbar, insbesondere dann, wenn nur eine geringe Zahl von Schmier­ stellen überwacht werden muß.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der erste Kanal des Multi­ plexschalters 26 abgeklemmt. Dieser abgeklemmte Kanal wird repräsentiert durch einen binärkodierten Ausgang von Null vom Zähler 27 und kann deshalb nicht unterschieden werden vom Nullausgang des Schalters 39, wenn kein Feh­ ler ermittelt wird. Wenn der 16. Kanal jedoch benötigt wird, ist es möglich, weitere Schaltungselemente vorzusehen, damit die Ausgänge unterscheidbar werden.

Während oben eine bestimmte Ausführungsform eines Multiplexsystems beschrie­ ben wurde, versteht es sich, daß zahlreiche andere Ausführungsformen von Systemen verwendet werden können. In einer Abwandlung des unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschriebenen Systems wird jede Sektion des Schnellzu­ griffsspeichers 40 während der Verzögerungsperiode, die dem Öffnen des Druck­ schalters 1 folgt, mit Signalen geladen, entsprechend der Erfassung eines Fehlers an jedem Punkt des Systems. Nach Ablauf der Verzögerungszeit be­ ginnt das System die Abtastung und an jeder abgetasteten Schmierstelle wird unter der Voraussetzung, daß sie richtig mit Schmiermitteln versorgt wird, das Fehlersignal, das in den Schnellzugriffsspeicher 40 eingeschrieben wurde, gelöscht; wenn die Schmierstelle jedoch nicht richtig geschmiert wird, wird das in den Speicher 40 eingeschriebene Fehlersignal nicht gelöscht. Die Ab­ tastung aller Schmierstellen wird zyklisch fortgesetzt, bis der Druckschalter 1 schließt, was bei dieser Ausführungsform nach einigen Abtastzyklen eintritt, von denen der letzte nicht vollständig zu sein braucht. Bei Schließen des Druckschalters 1 wird der Schnellzugriffsspeicher 40 ausgelesen und alle Fehler durch zugeordnete LED angezeigt. Die Periode, während der der Druck­ schalter 1 offen ist, ist eine Funktion der Viskosität des Schmiermittels, so daß mit einem höher viskosem Schmiermittel die Schmierstellen während einer längeren Zeitperiode abgetastet werden, damit sicher gestellt ist, daß das Schmiermittel auch alle Schmierstellen erreichen konnte. Demgemäß enthält das System eine automatische Kompensation für alle Änderungen in der Viskosität des Schmiermittels. Da außerdem die Schmierstellen während der gesamten Zeit abgetastet werden, während der das Überwachungssystem ent­ sperrt ist, gibt es eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß irgendein elektri­ sches Rauschen durch das System übertragen wird und dadurch eine Fehlanzeige bewirkt.

In der dargestellten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist für jede Schmierstelle, die überwacht wird, eine LED zugeordnet. Eine alternative Anordnung bestünde darin, eine Siebensegment-LED-An­ zeige vorzusehen, die im Falle der Ermittlung eines Schmierfehlers die Ziffer oder die Zahl der Schmierstelle anzeigt, an welcher ein Fehler festgestellt wurde. Je nach der Zahl der Schmierstellen, die überwacht werden, können LED-Anzeigeeinheiten mit ein oder zwei Stellen vorgesehen werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Überwachung der Schmiermittelströmung durch ein Lager, mit einem im Wärmeaustausch mit dem Schmiermittel stehenden Thermi­ stor, der in dem Strömungsweg durch das Lager, zu dem Lager oder von dem Lager angeordnet und in einen elektrischen Stromkreis im Selbstheizmodus geschaltet ist, um auf nachteilige Veränderungen in der Strömung von Schmiermittel längs des Strömungsweges anzusprechen, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kopf des Thermistors in einer ihn in geringem Abstand umgeben­ den Gehäusekammer aufgenommen ist, daß der Strömungsweg des Schmiermittels über die Gehäusekammer führt, und daß der Einlaß für den Eintritt des Schmiermittels in die Gehäusekammer so eng bemessen ist, daß Schmiermittel in der Kammer im wesentlichen thermisch isoliert ist von dem Schmiermittel stromaufwärts der Kammer.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermistor (104) zwischen Laufringen des Lagers positioniert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Thermistor (104) Anzeigemittel angeschlossen sind, die auf eine Än­ derung in dem elektrischen Ausgang des Thermistors ansprechen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ zeigemittel (112) eine Lichtemissionsdiodenanzeige umfassen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das An­ zeigemittel (111) ein hörbarer Alarm ist.