DE1904879C3 - Vorrichtung zum Aufspüren und Anzeigen von durch Lagerbeschädigungen in einen Schmierölstrom gelangte Metallteilchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auf' spüren und Anzeigen von durch Lagerbeschädigungen in einen Schmierölstrom gelangte Metallteilchen ab einer bestimmten Größe, bestehend aus einer in eine Schmierölleitung eingesetzte Kammer, in welcher längliche elektrische Leiter parallel mit Abstand nebeneinander und quer zum Schmierölstrom angeordnet sind, wobei benachbarte Leiter an unterschiedliche elektrische Potentiale angeschlossen sind, die bei Überbrückung durch MetaHteilchen einen Alarmschaltkreis einschalten.

In der US-PS 2252222 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gezeigt, bei welcher die elekfrischen Leiter aus Stangen oder Stäben bestehen, die wechselweise an unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen. Wird durch ein Metallteilchen ein elektrischer Kontakt zwischen zwei benachbarten Stäben hergestellt, führt dies zum Auslösen eines

ίο Alarmsignals. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nachteilig, daß nur solche Metallteilchen erfaßt werden, deren Größe größer ist als der lichte Abstand zweier benachbarter Stäbe. Nicht erfaßt werden jedoch Metallteilchen, die kleiner sind als die zuvor erwähnten, selbst wenn diese in einer großen Anzahl an ölstrom vorliegen, also wenn bereits ein erheblicher Lagerschaden vorliegen kann, der angezeigt werden soll. Bei der bekannten Vorrichtung ist jeder Stab einzeln an eine elektrische Sammelleitung angeschlossen. Die Funktionssicherheit der Vorrichtung wird beeinträchtigt, wenn sich eine der Anschlußklemmen löst. Da die Stäbe jeweils an einem Ende durch einen Isolierflansch hindurchgeführt werden, entstehen Dichtungsprobleme, wenn das Öl unter hohem Druck steht.

Es besteht die Aufgabe, die eingangs genannte Vorrichtung so zu verbessern, daß Metallteilchen ab einer bestimmten Teilchengröße erfaßt werden, ohne daß diese Teilchengröße bestimmt wird durch den Abstand zweier benachbarter elektrischer Leiter unterschiedlichen elektrischen Potentials, insbesondere soll auch das starke Auftreten kleiner Metallteilchen erfaßt werden, d. h. der Zustand am Anfang eines Lagerschadens.

j3 Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einem starken Auftreten kleiner Metallteilchen es zu einer Akkumu- !ation solcher Teilchen an mindestens einer der Öffnungen kommt und zwar allerspätestens dann, wenn die Größe eines dieser Teilchen gleich dem Durchmesser der öffnungen ist. Die Isolierplatten können leicht ausgetauscht werden, wobei es durch Wahl verschiedener Leiterplatten möglich ist, die Alarmauslösung auf die Größe und Menge der Metallteilchen abzustimmen. Durch die leichte Auswechselbarkeit der Isolierplatte können diese auch ohne Aufwand gereinigt werden. Durch die Art der elektrischen An-

5C Schlüsse ist eine hohe Betriebssicherheit sowohl in bezug auf die elektrischen Erfordernisse, als auch in bezug aiii Abdichtprobteme gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiet der Erfindung wird nachfolgend! an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeig*

Ftg. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus der Vorrichtung und! ihres Anschlusses an einen Alarmschaltkreis,

Fig. 2einen Schnitt entlang der Längsachse der zylindrischen Kammer,

Fig. 3 einen Schnitt entlang Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Trägers

für die elektrischen Leiter und eines Detektorteils, das im eingebauten Zustand in dem in Fig. 2 dargestellten

Gehäuse angeordnet ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Trägers.

Gemäß Fig. 1 ist eine Ölleitung 10 vorgesehen, die

zu einem Ventil 12 führt, das eingangsseitig vor der Vorrichtung 15 angeordnet ist. Der ölstrom wird von einer Pumpe erzeugt, welche das Schmieröl zu den verschiedenen Maschinenlagern befördert. Das öl wird bevorzugt stromabwärts von der Pumpe durch die Vorrichtung 15 geführt, jedoch vor den ölfiltern und vor dem Rücklauf zur Maschine, Eine Ableitung 14 ist vorgesehen, in welcher ein Ventil 16 angeordnet ist. Das Ol gelangt über die Flüssigkeitsleitung 18 in das zylindrische Gehäuse 20 und wird von dort über die Flüssigkeitsleitung 22 und durch ein Ventil 24 ab- und der nicht dargestellten Maschine zugeführt.

Mit 25 ist eine mit Leiterstreifen versehene Isolierplatte bezeichnet, die im ölstrom von der Leitung 18 zur Leitung 22 angeordnet ist. Diese spricht auf Metallteilchen an, welche im Schmieröl mitgeführt werden. Werden benachbarte Leiterstreifen unterschiedlichen elektrischen Potentials durch Metallteilchen überbrückt, dann entsteht in den Leitungen 26 und 28 ein Signal. Diese Leitungen werden aus der Vorrichtung 15 herausgeführt und sind mit einem Relais 3Θ verbunden, das mit einer Sicherung 32, einem Ein-Aus-Schalter 34 und der Selkundärspule eines Transformators in Serie geschaltet ist. An die Leitungen 40 und 42 ist eine Spannungsquielle angeschlossen und der Transformator 36 dient dazu, die Spannung sekundärseitig auf einen geringeren Wert zu reduzieren, damit die Gefahr vermieden wird, daß eine gefährliche Spannung an den Leiterstreifen des Teils 25 anliegt. Eine Lampe 44 zeigt vorzugsweise den Betrieb der Maschine an, in deren ölstrom die Vorrichtung 15 angeschlossen ist. Die Lampe 44 wird durch die Relaiskontakte 30a eingeschaltet, die bei Inbetriebnahme der Maschine schließen. Eine rote Lampe 46 oder ein anderes geeignetes Alarmgerät wird durch die normalerweise geöffneten Relaiskontakte 306 eingeschaltet. Parallel zur Lampe 46 ist ein Abstellmagnet 48 geschattet, der zur Abstellung der Maschine dient.

Wenn vor dem Ausfallen eines Lagers Metallteilchen im Schmieröl auftreten, entsteht in den Leitungen 26,28 ein Signal, das das Relais 30 betätigt. Die Relaiskontakte 30fr werden geschlossen und damit die Maschine abgestellt. Gleichzeitig öffnen die Refaiskontakte 30a_r wodurch der Stillstund der Maschine angezeigt wird.

Die Vorrichtung 15 umfaßt einein Körper 50, welcher eine expfosionssichere Kammer aufweist, die durch eine abnehmbare Kappe 52 abgedichtet ist. Die Kappe 52 steht über das Gewinde SOa mit dem Gußkörper 50 in Verbindung und ist feist und dicht gegen den Gußköiper angezogen. Die Kappe 52 weist in ihrer Mitte angebrachte Ansätze 52« auf, die für ein leichtes Ansetzen des Werkzeugs dienen. Im Innern weist die Kappe 5ti eine Schutter auf, die gegen eine runde Metallplatte 54 drückt, welche mit einer aus Isolationsmaterial bestehenden Dichtung 56 von gleicher Umrißform zusammenwirkt. Ein Ringschlitz zur Aufnahme eines O-Ringes 58 bildet eine lecksichere Dichtung.

Das Gehäuse 50ist im wesentlichen zylindrisch, mit Ausnahme der verschiedenen Rohr- und Stromleitungsanschlüsse. Fig. 2 zeigt ein abgeflachtes Auge 506, welches in seiner Mitte eine mit Innengewinde versehene öffnung 50c zur Durchführung eines elektrischen Leitungskabels aufweist. Das untere Ende des Körpers 50 weist eine mit Innengewinde versehene öffnung SOd zum Einschrauben einer mit Außengewinde versehenen Kappe 60 auf. Die Kappe 60 hat zusätzliche Vorsprünge 6Oe zum Ansetzen eines Werkzeugs. Sie besitzt ferner eine breite Schulter 6Qi), die mit einem festen und dichten Sitz gegen die unterste Schulter des Körpers 50 drückt. Innerhalb der unteren Kappe 60 befindet sich eine Kammer 5Oe. Sie füllt etwa das untere Drittel des Körpers 50 aus. Sie ist explosionssicher ausgebildet. Zwei Leitungen 62 b mit Anschlußvorsprüngen sind von Isoliermaterial

'° umgeben. Die Anschlußvorsprünge ragen aus dem unteren Ende der Isolationspfosten 62a heraus. Sie sind so ausgebildet, daß sie eine mit 62 c bezeichnete Verschlußmutter aufnehmen können. Ein offener Kabelschuh oder eine Drahtschlinge sind mit den An-Schlüssen 62Z? verbunden und in ihrer Lage durch eine Mutter 62d festgehalten.

Gemäß Fig. 3 sind am Gehäuse Vorsprünge 50/, 50g vorgesehen. Diese Vorsprünge weisen jeweils mit Gewinde versehene Bohrungen 50/bzw. 50A auf, die zum Anschluß der Leitungen 18 und 22 dienen. Die Bohrungen 5Oi und 5OA fluchte^ miteinander und zwischen ihnen ist eine relativ große K&jnmer 50/ vorgesehen. Die Kammer 50/ ist ringsherum von Isoliermaterial 50A: umgeben. Das Isoliermaterial 5I>A: bedeckt die Seitenwände und den Boden 50m der Kammer 50/.

In Fig. 3 sind zwei U-fönnige Führungen 64 gezeigt, die in gegenüberliegenden Seitenwänden des Isolationsmaterials 50 k eingelassen sind und die sich gegenüberliegen. Sie dienen zum Einsetzen des Teils 25 in einer angenähert senkrecht zur Durchflußrichtung des Schmieröls durch die Kammer 50/ liegenden Ebene. Die U-förmigen Führungen 64 erstrecken sich bis zum oberen Ende der Kammer 50/ und berühren das Isoliermaterial der Dichtung 56 unterhalb der Kappe 52. Die U-förmigen Führungen 64 enden an ihren unteren Enden in den Leitungen 626, welche sich nach unten in die Kammer 50e erstrecken. Jede der Führungen 64 ist an allen Punkten durch das Material 50k, die Dichtung 56 und die Isolationspfosten 62a isoliert.

In Fig. 4 ist das Teil 25 im einzelnen gezeigt. Das Teil 25 besteht aus einer Isolierplatte 25g, deren gegenüberliegende Kanten von Leiterstücken 25a und 2Sb umgriffen werden. Die Leiterstücke 25α und 25b umgreifen die Kanten U-förmig, und verlaufen in Richtung der Führungen 64. Hierdurch werden drei Kontaktflächen mit den U-förmigen Führungen 64 erzeugt.

Jede der Leiterstücke 25a und 2Sb ist mit einer Mehrzahl von karpmartig ineinandergreifenden Leiterstreifen 25c und 2Sd verbunden. Man kann die Leiterstreifen 25 c, 25c auf beiden Flächen der Isolierplatte 25g anordnen. Die Streifen 25c und 2Sd

55· erstrecken sich quer über die Fläche der Isolierplatte 25g von den an den Kanten angeordneten Leherstükken 25a und 25fr. Die Leiterstreifen 25c, 2Sd sind im Abstand zueinander angeordnet und eine Vielzahl von kleinen öffnungen 25 e ist zwischen benachbarten

Leiterstreifen 25c und 25if vorgesehen.

Die Leiterstücke 25a oder 15 b liegen an unterschiedlichem elektrischem Potential.

Das Teil 25 ist ein rechteckiges Einsatzstück, welches in der Kammer 50/ vom Boden SOm bis zur Dichtung 56 verläuft, also die Kammer 50/ in zwei Hälften teilt. Das Öl muß somit durch die vielen öffnungen 25e fließen.

Bei der ersten Ausführungsform des Teils 25, das

in Fig. 4 dargestellt ist, reichen die öffnungen ISe in ihrer Zahl dafür aus, daß ihr Durchgangsquerschnitt größer ist als der der Leitung 18, 22. Dies verhindert einen Rückstau am Teil 25 und hierdurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die nicht gegen ein Unterbrechen des ölstroms empfindlich ist, da ein wesentlicher und ausreichender Durchflußquerschnitt für das Schmieröl auch dann noch verfügbar ist, wenn eine große Anzahl von öffnungen ISe verstopft ist.

In Fig. 5, die das Teil 25'zeigt, sind die Leiterstreifen in größerem Abstand zueinander angeordnet als bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Die Zahl der Offnungen ist vergrößert, um einen erhöhten ()ldurchfluß durch das Teil 25' zu erzielen. Der größere Abstand der Leiterstreifen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ändert die Ansammlung oder Menge der Metallteilehen vor ihrer Entdeckung. Bei-

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werden, welche unter Normalbedingungen ständig kleine Metallteilehen ohne besondere Bedeutung im Schmierteil aufweisen. Die kleinen Teilchen reichen mengenmäßig fur ein Überbrücken der Zwischenräume zwischen benachbarten ineinandergreifenden I.eiterstreifen nicht aus. Ab einem bestimmten Zeitpunkt kann der Anteil der Metallteilehen im Ol kritisch werden, was zu einem Verstopfen einzelner öffnungen führt, um die sich sodann weitere Metallteilchen ablagern, bis letztlich die Leiterstreifen kurzgeschlossen werden. Hierdurch wird dann der Alarmzustand angezeigt. Im Gegensatz dazu fängt der in F i g. 4 dargestellte Aufbau Metallteilchen schon in geringsten Mengen ab und löst Alarm vor einem möglichen Ausfall eines Lagers der Maschine aus. Von besonderem Interesse bezüglich des Unterschieds zwischen

"' den Teilen 25 und 25' ist die Tatsache, daß die Größe und Anzahl von Teilchen, die benötigt werden, bevor ein Alarm ausgelöst wird, im wesentlichen durch die Anordnung bzw. den Abstand der Leiterstreifen vcr ändert werden.

¹"' Bei einigen Anordnungen kann es notwendig sein, etwas größere öffnungen 25c vorzusehen, so daß ausgesprochen kleine Metallteilchen ohne Alarmanzeige

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nach der Vorrichtung 15 angeordneten Ölfilter zu-

-" rückgehaltcn werden.

Das Teil 25 ist leicht aus der Kammer 50/ für ein Reinigen herausnehmbar. Ein Auswechselteil kann in die Führungen :ingeset/t oder das Originalteil kann abgebürstet und dann in die Kammer 50/ wieder cin-

-'"' lieset/t werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspüren und Anzeigen von durch Lagerbeschädigungen in einen Schmierölstrom gelangte Metallteilchen ab einer bestimmten Größe, bestehend aus einer in eine Schmierölleitung eingesetzte Kammer, in welcher längliche elektrische Leiter parallel mit Abstand nebeneinander und quer zum Schmierölstrom angeordnet sind, wobei benachbarte Leiter an unterschiedliche elektrische Potentiale angeschlossen sind, die bei Überbrückung durch Metallteilchen einen Alarmschaltkreis einschalten, dadurch gekennzeichnet, daß

a) als Träger für die elektrischen Leiter (25c, 2Sd) eine mit einer Vielzahl von kleinen öffnungen (25 e), deren Gesamtquerschnitt mindestens dem Querschnitt der Flüssigkeitsleitung (18, 22) entspricht, versehene Isolierplatte (2Sg) dient,

b) die elektrischen Leiter aus zwei Reihen von kammartig ineinandergreifenden Leiterstreifen (25 c, 25 if) bestehen, die auf mindestens einer Plattenoberfläche angeordnet sind,

c) der gegenseitige Abstand der Leiterstreifen ist größer als der Durchmesser der öffnungen (250,

d) die eine Reihe von Leiterstreifen (25c) ist mit einem eine Kante der Platte (2Sg) umgreifenden Leiterstück (25fr) und die andere Reihe von Leiterstreif ep (2Sd) ist mit einem die gegenüberliegende Kante der Platte (25g) umgreifenden Leitstück (25a) verbunden,

e) die Platte (25g) mit den die Leiterstücke (25a, 25fr) aufweisenden Kanten ist in zwei Führungen eingesetzt, die aus elektrisch leitendem Material bestehen und die an den Alarmschaltkreis angeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierplatte (25g) mit dec Leiterstreifen (25c, 2Sd) eine gedruckte Leiterplatte ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isotierplatte (25g) in die Führungen (64) einschiebbar ist.

4. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Leiterstreifen (25c, 25d) an beiden Plattenoberflächen vorgesehen sind und die Leiterstücke (25a, 25fr) gegenüberliegende Kanten der Platte (25g) U-förmig umgreifen.