DE3640293A1 - Elektrische mess- und uebertragungseinrichtung fuer die ueberwachung beweglicher maschinensysteme - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meß- und Übertragungseinrichtung für die Überwachung beweglicher Maschinensysteme, insbesondere solche mit pendelnden, hubartigen oder exzentrischen Bewegungen, beispielsweise zur Messung von Lagertemperaturen und dergleichen in Pleuellagern.

Mit der zunehmenden Automatisierung der Produktionsprozesse ist es notwendig die im Einsatz befindlichen Maschinen bzw. einzelne vorwiegend schnell bewegte Maschinenteile zu überwachen. Bekannte mechanisch beweglich verlegte Leitungen oder Schleifkontakte zur Meßwertübertragung sind kennzeichnend von einer geringen Lebensdauer und hoher Unzuverlässigkeit. Sie sind an schnell bewegten Maschinenteilen völlig ungeeignet. Es wurde zwar gefunden (BRD-OS 30 07 705) ein von einem rotierend bewegten temperaturempfindlichen Sensor abgegebenes Signal durch Koppelglieder, insbesondere Induktionsspulen, kontaktlos zu übertragen. Die Ausbildung der Koppelglieder gestattet es aber nur an rotierenden Teilen Signalübertragungen zu realisieren. Außerdem besteht hierbei der weitere Nachteil, da sich die Induktionsspulen je Umdrehung nur einmal in Übertragungsstellung gegenüberstehen, daß das Gerät nicht kontinuierlich arbeitet und außerdem nur die Signalisierung zweier einmalig festgelegter Zustände ermöglicht. Weiterhin wurde gefunden in der BRD-OS 31 13 557 die Übertragungsanordnung aus einer eisenlosen ruhenden Ringspule und einer eisenlosen rotierenden Ringspule zu gestalten. Ebenso besteht hierbei der Nachteil, daß der Einsatz bei hubartig bewegten Maschinenteilen konstruktiv nicht möglich ist. Desweiteren lassen sich durch den Einsatz von Luftspulen unproblematischere Luftspalte realisieren, als bei eisengefüllten, jedoch können damit nur relativ geringe Leistungen für den Betrieb der elektronischen Schaltung übertragen werden.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Meß- und Übertragungseinrichtung für die Überwachung beweglicher Maschinensyteme zu schaffen, die kontinuierlich, weitestgehend störunanfällig und ohne besondere Präzision Meßwerte überträgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, mit der elektrische Werte an hubartig bewegten oder pendelnden Teilen ohne mechanisch belastete Übertragungselemente übertragen werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Übertragung eines Signals zwischen zwei bewegten Teilen ein Transformator angeordnet ist, der primärseitig eine Festspule auf einem Ferritkern und sekundärseitig eine bewegliche Spule in Form der oszillierenden Bewegung der Maschinenteile besitzt. Dabei kann auch zur Übertragung des Signals die bewegliche Spule auf der Sekundärseite angeordnet werden. Nach einem weiteren kennzeichnenden Merkmal der Erfindung kann die Signalübertragung über zwei oder mehrere hintereinander geschaltete Transformatoren erfolgen, je nach Überbrückung sich bewegender Maschinenelemente. Der letzte im Signalfluß angeordnete Transformator ist als Transvertertrafo ausgebildet. Zur Gewinnung des Nutzsignals aus dem Rückkopplungsstromkreis eines an sich benannten Gegentakttransverters in Emitterschaltung ist an die Rückkoppelspule ein Widerstand gegen Masse und ein Tiefpaß geschaltet.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung des Übertragungssystems an einer Maschine

Fig. 2: einen Übertragungstransformator

Fig. 3: eine Übertragungsschaltung

Die Meß- und Übertragungseinrichtung besteht aus einem bekannten Temperaturfühler 1, der unmittelbar an der zu messenden Stelle, beispielsweise einem Pleuellager 2 einer Kurbelwelle 3 angebracht ist. Dem Temperaturmeßfühler 1 ist eine Meßwertaufbereitungsschaltung 4 nachgeordnet, deren Signale einer festen Primärspule 5 eines ebenfalls auf dem Pleuel 2 angeordneten Übertragertransformator 6 zugeführt werden. Eine Sekundärspule 7 ist am Pressenschlitten 8 so angeordnet und gestaltet, daß ein an der Primärspule 5 und damit am Pleuel 2 befestigter Ferritkern 9 darin berührungslos bewegt werden kann. Da der Pressenschlitten 8 ebenfalls bewegt wird, müssen diese Hubbewegungen durch einen weiteren Übertragertransformator 10 mit beweglicher Primärspule 11, Ferritkern 12 und fester Sekundärspule 13 überbrückt werden. Der Übertragertransformator 10 als letzter in der Übertragerkette besitzt eine Rückkopplungswicklung 14 und bildet den Transvertertrafo für den in Emitterschaltung arbeitenden Gegentakttransverter 15. Dieser ist für die Spannungsversorgung der Meßwertaufbereitungsschaltung 4 vorgesehen. Die Meßwertselektierung erfolgt durch die Zwischenschaltung eines Widerstandes 16 zwischen den Mittelabgriff der Rückkopplungswicklung 14 und Masse und einem Tiefpaß 17. In einem Meßwertauswertegerät 18 erfolgt die Auswertung in der gewünschten Form. Am Pleuellager 2, beispielsweise einer schnellaufenden Kaltstauchpresse, ist ein Temperaturmeßfühler 1 angeordnet. Bei zu hoher Lagertemperatur wird damit selbige über eine Meßwertaufbereitungsschaltung 4, die am Pleuel 2 angeordnet ist, in ein impulsbreitenmoduliertes Signal umgeformt. Dieses Signal wird der Primärspule 5 des Übertragertransformators 6 zugeführt. Dabei ist der Trafokern 9 fest mit der Primärspule 5 verbunden und am Pleuel 2 befestigt. Die Sekundärspule 7 befindet sich am nächsten zu übertragenden Maschinenteil. Im Beispiel am Pressenschlitten 8. Dabei hat die Sekundärspule 7 die Form der Relativbewegung des Pleuels 2 zum Pressenschlitten 8. Das bedeutet, daß das Signal in jeder Lage des Pleuels 2 auf die Sekundärspule 7 übertragen werden kann. Da der Pressenschlitten 8 in Bezug auf das Maschinengestell ebenfalls bewegt wird, ist ein weiterer Übertragertransformator 10 erforderlich. Hierbei ist zur weiteren Signalübertragung die Primärspule 11 beweglich angeordnet und in Form der Relativbewegung gestaltet. Das so übertragene Signal induziert in der Rückkopplungswicklung 14 des Transvertertrafos 10 eine Spannung. Mit einem Tiefpaß 17 wird die Transverterfrequenz ausgefiltert und man erhält das impulsbreitenmodulierte Meßsignal, welches in einer entsprechenden Meßwertauswertung 18 verarbeitet wird.

• Aufstellung über die verwendeten Bezugszeichen  1 - Temperaturmeßfühler
   2 - Pleuellager/Pleuel
   3 - Kurbelwelle
   4 - Meßwertaufbereitungsschaltung
   5 - Primärspule
   6 - Übertragertransformator
   7 - Sekundärspule
   8 - Pressenschlitten
   9 - Ferritkern
  10 - Übertragertransformator
  11 - Primärspule
  12 - Ferritkern
  13 - Sekundärspule
  14 - Rückkopplungswicklung
  15 - Gegentakttransverter
  16 - Widerstand
  17 - Tiefpaß
  18 - Meßwertauswertegerät

Claims (5)

1. Elektrische Meß- und Übertragungseinrichtung, insbesondere der Lagertemperaturen an hochbeanspruchten Pleuellagern oder anderen hubartig bewegten oder pendelnden Lagern mit einem am Lager angeordneten Meßfühler, einer auf dem beweglichen Maschinenteil fest montierten Meßwertaufbereitungsschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung eines Signals zwischen zwei bewegten Teilen ein Transformator (6) angeordnet ist, der primärseitig eine Festspule (5) auf einem Ferritkern (9) und sekundärseitig eine bewegliche Spule (7) in Form der oszillierenden Bewegung der Maschinenteile besitzt.

2. Elektrische Meß- und Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung des Signals die bewegliche Spule (11) primärseitig und die Festspule (13) sekundärseitig angeordnet ist.

3. Elektrische Meß- und Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragung über zwei oder mehrere hintereinandergeschaltete Transformatoren (6; 13) erfolgen kann.

4. Elektrische Meß- und Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte im Meßsignalfluß angeordnete Transformator (13) als Transvertertransformator ausgebildet ist.

5. Elektrische Meß- und Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewinnung des Nutzsignals aus dem Rückkopplungsstromkreis eines an sich bekannten Gegentakttransverters (15) in Emitterschaltung an die Rückkoppelspule (14) ein Widerstand (16) gegen Masse und ein Tiefpaß (17) geschaltet ist.