DE4015782A1 - Vorrichtung zur ueberwachung von abriebprodukten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Abriebprodukten zur Überwachung der Menge von Abrieb, die sich in einer Flüssigkeit ansammelt, die in einer Maschine oder einem Hydrauliksystem zirkuliert.

In vielen Formen von mechanischen Vorrichtungen, wie z.B. Schaltgetrie­ ben, die durch eine Flüssigkeit geschmiert und/oder gekühlt werden, ist es eine bekannte Technik, den Zustand der Flüssigkeit zu überwachen, um den Zustand der Vorrichtung zu bestimmen. Wenn beispielsweise ein Getrie­ be beginnt, sich abzunutzen, werden kleine Teilchen des Metalls von den Zähnen des Getriebes abgerieben und in das Schmieröl des Getriebes ein­ gebracht. Die Menge von Abrieb, die sich in dem Öl ansammelt, kann als Anzeigemittel für die Abnutzung der Maschine benutzt werden und kann da­ mit als Anzeige dafür benutzt werden, wann die Maschine ersetzt werden sollte.

Es ist insbesondere sinnvoll, daß man dann, wenn eine Abnutzungsrate ge­ geben ist, die anzeigt, daß die Maschine nicht mehr sehr lange halten wird, einen Zeitpunkt für den Ersatz oder die Wartung der Maschine wählen kann, der für den Betreiber der Maschine am bequemsten ist. Beispielswei­ se kann die Maschine dann noch während der Arbeitswoche in Betrieb gehal­ ten werden und während eines Wochenendes zerlegt und in Stand gesetzt werden.

Es sind daher eine Menge von Verfahren und Vorrichtungen zur Überwachung des Zustandes der Flüssigkeit in einer Maschine bereits vorgeschlagen worden und diese umfassen auch einfache Vorrichtungen, bei denen in Zeit­ abständen Proben aus einem Sumpf oder einem Vorratstank der Maschine ent­ nommen werden und diese Proben werden dann analysiert und es wird eine Zählung der Abriebspartikel vorgenommen, nachdem die Probe durch einen Filter durchgegangen ist. Durch den Vergleich verschiedener Proben über einen Zeitraum kann jede Änderung des Abnutzungsmusters und eine Zunahme der Partikel festgestellt werden, und damit können über den Zustand der Maschine Vorhersagen getroffen werden.

Ein höher entwickeltes Verfahren zur Überwachung der Flüssigkeit benutzt ein bandförmiges on-line-Filterelement in einer Ausflußleitung. Flüssig­ keit von der Maschine wird dann durch dieses Filterband geleitet.

Die Partikel in dem Öl werden auf dem Band ausgefiltert und das Band wird regelmäßig ersetzt, indem man es durch den Überwachungsapparat vor­ anschiebt. Jeder Teil des Bandes wird dann mit einem Zeitpunkt markiert und es können dann Analysen des Bandes durchgeführt werden, beispielswei­ se für Vergleichszwecke. Unglücklicherweise ist diese Art von dauernden Überwachungsvorrichtungen sehr teuer und kompliziert und sie kann daher nicht in Anwendungsfällen benutzt werden, in denen sowohl die Kosten als auch eine rauhe Umgebung wichtige Faktoren in der Entscheidung über das Überwachungssystem, das verwendet werden soll, sind.

Wenn Teilchenzählungen des Abriebs und Informationen über die Art des Ab­ riebs in der Flüssigkeit erforderlich sind, kann das normalerweise nur unter Laborbedingungen durchgeführt werden. Diese sind normalerweise nur in großer Entfernung von dem Betriebsort der Maschine gegeben. Das be­ deutet, daß der Filter unter Bedingungen entnommen werden muß, die keine Verschmutzung der Filtermembran zulassen. Mit dem bandförmigen Filter ist dieses nicht immer möglich und es besteht eine große Gefahr der Ver­ schmutzung von äußeren Verschmutzungsquellen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Überwachung von Abriebsprodukten vorzusehen und zu verbessern, die in der Lage ist, durchgehend zu arbeiten und die Proben der gesammel­ ten Abriebsprodukte geben kann, die entweder am Betriebsort der Maschine oder von ihm entfernt analysiert werden können, ohne daß ein wesentli­ ches Verschmutzungsrisiko besteht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Über­ wachung von Abriebprodukten vorgesehen, die von der Maschine mit Flüssig­ keit versorgt wird und Pumpenvorrichtungen zur kontinuierlichen Entnahme von Proben mit einer konstanten Rate aus der Maschinenflüssigkeit umfaßt sowie eine Filterkartuschenvorrichtung umfaßt, die zur Filterung der ent­ nommenen Flüssigkeit dient und welches mit Volumenmeßeinrichtungen verse­ hen ist, die zur Bestimmung des Volumens der Flüssigkeit dienen, das über einen bestimmten Zeitraum untersucht worden ist.

Die Vorrichtung kann ebenfalls eine Druckanzeigevorrichtung enthalten, die die Überwachung des Drucks erlaubt, mit dem die Flüssigkeitsproben angeliefert werden. Weiterhin kann eine thermostatgesteuerte Flüssig­ keitserhitzungsvorrichtung vorgesehen sein, die sicherstellt, daß die Viskosität der Flüssigkeit, die dem Filter zugeführt wird, nicht extrem hoch wird.

Weiterhin können Überdruckablaßventilvorrichtungen in die Schaltungsan­ ordnung des Apparats eingebaut werden, um sicherzustellen, daß der Druck der Flüssigkeit, die dem Filter zugeführt wird, nicht extrem hoch wird. Weiterhin kann ein Bypass-Ventil eingebaut sein, so daß die Kartusche aus der Vorrichtung entfernt werden kann und sie ersetzt werden kann, ohne daß eine Unterbrechung des Stromes der Flüssigkeit eintritt. Gleichzei­ tig kann dadurch die Vorrichtung im wesentlichen gereinigt werden, ohne daß die Reinigungsflüssigkeit durch die Filterkartusche fließt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden eine erfindungs­ gemäße Vorrichtung zur Überwachung von Abriebprodukten im Hinblick auf die beiden Figuren der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Vorratstank einer Bergbaumaschine und

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie in den Zeichnungen dargestellt, wird die nicht gezeigte Maschine mit Öl geschmiert und dieses Öl wird von einem Vorratstank i abgezogen und der Maschine zugeführt. Von dort wird es herumgepumpt und es kehrt durch die Rohrleitung 2 in den Tank 1 zurück. Das offene Ende der Rohrleitung 2 erstreckt sich bis unterhalb des Pegels des Öls 3 in dem Tank 1. In der Nähe dieses offenen Endes ist eine Leitung 4 durch eine Stopfbuchse 5 ein­ geführt. Diese Leitung führt eine Probe des von der Maschine zurückkehren­ den Öles der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, über ein Rückschlagventil 19 zu. Der Rest des zurücklaufenden Öls fließt in den Tank 1.

Die Fig. 2 umfaßt im wesentlichen ein Gehäuse 6, das eine Membranpumpe 7 mit einem elektrischen Taktgeber enthält. Die Leitung 4 ist direkt mit der Pumpe 7 verbunden und die Pumpe 7 zieht das Öl aus der Leitung 2. Die Pumpe 7 führt das Öl einem thermostatisch gesteuerten Ölerhitzer 8 zu, der in dem vorliegenden Beispiel auf eine Temperatur von bis zu 60°C ein­ stellbar ist. Diese Maßnahme dient dazu, daß die Viskosität des Öls nicht extrem groß ist, wenn es über ein Bypass-Ventil 10 einer Filterkartusche 9 zugeführt wird. Die Filterkartusche 9 ist mittels eines Rückschlagven­ tils 11 mit einem weiteren Bypass-Ventil 12 mit einem Volumenmeßgerät 13 verbunden. Von hier wird die Probe über eine Leitung 14 in den Tank 1 zu­ rückgeführt.

Im Betrieb wird das Schmieröl dauernd in der Maschine umgewälzt und wird dann durch die Leitung 2 abgeleitet. Kontinuierlich wird durch die Lei­ tung 4 eine Probe gezogen und durch die Pumpe 7 gepumpt und der Membran des Filters 9 zugeführt. Alle in dem als Probe gezogenen Öl enthaltenen Partikel werden in der Membran des Filters zurückgehalten und das Öl wird dann durch das Volumenmeßgerät 13 in den Tank zurückgeleitet. Das Volumen­ meßgerät zeigt über einen Zeitraum die Menge von Öl an, die untersucht wor­ den ist.

Nach einer vorgegebenen Zeitdauer, beispielsweise 24 Stunden, wird die Filterkartusche 9 entfernt und ein neuer Filter eingesetzt. Der alte Fil­ ter wird dann zu einer Untersuchung weggenommen, bei der beispielsweise die Partikel gezählt und die ausgefilterten Elemente untersucht werden. Dadurch kann der Zustand der Maschine erkannt werden.

Zur Reinigung der Vorrichtung oder zum Ersatz der Filterkartusche ohne Unterbrechung des Betriebs der Maschine wird das Bypass-Ventil 10 in ei­ ne Stellung gebracht, in der es das Öl von dem Ölerhitzer 8 durch eine Leitung 15 zu dem Bypass-Ventil 12 und damit zurück in die Leitung 14 ab­ leitet. Das Rückschlagventil 11 verhindert ein Zurückfließen des Öls in den Filter 9.

Das Bypass-Ventil 12 kann jederzeit in seine andere Position gebracht wer­ den, damit man eine Probe des Öls an dem Entnahmepunkt 16 entnehmen kann. Die Ölprobe kann entweder durch den Filter 9 gefiltert werden oder sie kann ungefiltert entnommen werden, in Abhängigkeit von der Position des Bypass-Ventils 10.

An der Ausgangsseite der Pumpe 7 ist eine Druckanzeige 17 angebracht. Da­ mit wird der Druck angezeigt, mit dem die Ölprobe dem Filter zugeleitet wird. Ein Überdruckablaßventil 18 stellt sicher, daß der Öldruck nicht extrem hoch wird. Im vorliegenden Beispiel wird ein Höchstdruck von 7 bis 10 bar vorgesehen.

Das Rückschlagventil 19, das an dem tankseitigen Ende der Saugrohrleitung angebracht ist, verhindert, daß Luft in die Saugrohrleitung eindringt und dann die Pumpe ausfüllt, so daß sich in der Pumpe Blasen bilden, wenn sie für längere Zeit ausgeschaltet bleibt.

Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Überwachung von Ab­ riebprodukten vor, die einfach und zuverlässig zu gebrauchen ist, und die es erlaubt, daß ein Filter aus der Vorrichtung entfernt wird mit ei­ nem Minimum an Aufwand und ohne Unterbrechung des Betriebes. Es ist da­ bei unwahrscheinlich, daß die Filtermembran irgendeiner fremden Ver­ schmutzung unterliegt und sie kann entweder vor Ort oder entfernt unter­ sucht werden, je nachdem, wie es für den Betrieb bequemer ist.

Die gesamte Vorrichtung ist relativ einfach und auf diese Weise wesentlich preiswerter im Vergleich zu den bisher erhältlichen on-line-Überwachungs­ vorrichtungen.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen hervorge­ henden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich selbst als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

 1 Vorratstank
 2 Rohrleitung
 3 Öl
 4 Leitung
 5 Stopfbuchse
 6 Gehäuse
 7 Membranpumpe
 8 Ölerhitzer
 9 Filterkartusche
10 Bypass-Ventil
11 Rückschlagventil
12 Bypass-Ventil (weiteres)
13 Volumenmeßgerät
14 Leitung
15 Leitung
16 Entnahmepunkt
17 Druckanzeige
18 Überdruckventil
19 Rückschlagventil

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Überwachung von Abriebprodukten zur Überwachung von Flüssigkeitsproben aus einer Maschine, gekennzeichnet durch eine Pumpenvorrichtung (7), die kontinuierlich Proben der Flüssig­ keit in einer konstanten Rate zieht, eine Kartuschenfiltervorrichtung (9) zur Filterung der als Probe entnommenen Flüssigkeit und einer Volu­ menmeßvorrichtung (13) zur Bestimmung des Volumens der in einem bestimm­ ten Zeitraum als Probe entnommenen Flüssigkeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckanzeige­ vorrichtung (17).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ther­ mostatgesteuerten Flüssigkeitserhitzer (8).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Flüssigkeitsüberdruckablaßventil (18).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Flüssigkeitsumwegventil (10) für die Filterkartuschenvorrich­ tung (9).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Rückschlagventil (11), das mit dem Ausgang der Kartuschenfiltervorrichtung (9) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Eingang (4) der Vorrichtung zur Überwachung von Abrieb­ produkten ein Rückschlagventil (19) angebracht ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Bypass-Ventil (12) angebracht ist, um Proben der ge­ filterten Flüssigkeit an einem Probeentnahmepunkt (16) entnehmen zu kön­ nen.