DE29915776U1 - Einrichtung zur Erfassung des Lagerspieles und der Durchbiegung von Motorwellen - Google Patents

Description

Dipi. mg. Fried rich Meier

Patentanwalt - European Patent Attorney

Einrichtung zur Erfassung des Lagerspieles und der Durchbiegung von Motorwellen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung des Lagerspieles und / oder der Durchbiegung von Antriebswellen insbes. von Elektromotoren mit einem auf das Motorgehäuse abtriebsseitig aufgesetztem Lagerschild, das die Antriebswelle umschliesst und das Motorlager abdeckt.

Bei elektrischen Antrieben insbes. bei Schwerlastantrieben mit einseitig wirksamer Kraftübertragung durch Keilriemen oder dergleichen, werden einseitig Kräfte wirksam, die nicht nur die Motorlager beanspruchen, sondern auch die Antriebswellen samt dem Rotor durchbiegen. Hat nun das Lager ein geringes Spiel und / oder treten unter Belastung Durchbiegungen der Motorwelle auf, so kann dies wegen der geringen Spaltbreite zwischen Stator und Rotor des Motors auch zur Zerstörung des gesamten Antriebsmotors führen.

Da bei derartigen Schwerlastantrieben, wie z. B. bei Pelletieranlagen für die Herstellung von Futtermitteln, mit einem erheblichen Lärmpegel zu rechnen ist, wird ein unrundes Laufen oder gar ein Schlagen in den Lagern meist erst bemerkt, wenn der Antriebsmotor irreparable Schäden aufweist, also zerstört ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ohne Eingriff in die Steuerungsanlagen des Motors, den Einsatz von Einrichtungen zur Erfassung von Schwingungen oder anderen bekannten, aufwendigen Überwachungsanlagen, eine weitgehende Erfassung von Veränderungen in den Lagern ebenso, wie unzulässig grosse Durchbiegungen oder Schwingungen der Antriebswelle so rechtzeitig zu ermöglichen, dass mit dem Austausch von Lagern, oder die Einstellung vom Riemenspannungen, ein zu erwartender Motorschaden vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass am Lagerschild oder an einer entsprechenden Lagerabdeckung im Bereich desWellenumschlusses, mit geringem Abstand ein elektrisch leitender Kontaktring isoliert angeordnet ist, der bei Berührung mit der Antriebswelle, einen dem Motor, insbes. der Antriebswelle zugeordneten Signalstromkreis schliesst

Vorteilhaft ist es, den Kontaktring auf der Innenseite des Lagerschildes zu befestigen,

wo er auch gegen äussere Einflüsse, wie Schmutz, mechanische Angriffe und auch gegen Flüssigkeiten weitgehend geschützt ist.

Zur Sicherstellung einer eindeutigen Störungsmeldung ist es vorteilhaft den Kontaktring nicht nur gegen das Lagerschild und damit auch gegen die Lagerwelle in einer widerstandfähigen Isolierung zu haltern, sondern auch die der Welle zugekehrte Fläche des Kontaktringes mit einer dünnen Isolierschicht zu versehen.

Bei Vorhandensein einer solchen, z. B. aus Isolierlack bestehenden Schicht, kann eine übliche Verschmutzung auch dann keine elektrische Verbindung herstellen und damit ein Signal auslösen, wenn entgegen eines Ergänzungsvorschlages, der Signalkreis nicht niederohmig ausgelegt ist. Der Signalstromkreis kann bei einer dünnen Isolierschicht auf dem Kontaktring nur dann geschlossen werden, wenn diese Isolierschicht durch mechanischen Berührung zwischen Kontaktring und Motorwelle abgeschliffen, also zumindest teilweise beseitigt ist.

An Hand der Zeichnung wird das Prinzip der Erfindung erläutert.

Die Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Elemente der Erfindung, die als Teile eines Elektromotors der Erfindung zugehörig sind.

Die Fig. 2 zeigt in einer Ausschnittvergrösserung die für die Erfindung wesentlichen Elemente mit der Befestigung des Kontaktringes am Lagerschild.

Gleiche Teile haben in den Figuren gleiche Bezeichnungen.

Die Welle 1 eines Elektromotors ist über das Motorlager 2 im Gehäuse 3, dem Stator gelagert. Das Motorgehäuse 3 ist mit einem Lagerschild 4 versehen, das die Lagerwelle 1 mit einem dem Spalt zwischen Stator und Rotor entsprechenden Spalt umschliesst In das Lagerschild 4 ist ein Kontaktring 5 unter Zwischenlage einer Isolierung 6 eingesetzt.

Der Kontaktring 5 ist mit einem elektrischen Anschluss 7 versehen, der durch eine Bohrung im Lagerschild 4 unter Verwendung einer Isolierung 8 so befestigt ist, dass zwischen der Motorwelle 1 und dem Anschluss 7 bei Berührung des Kontaktringes durch die Welle 1, ein beliebig gestalteter Signalstromkreis geschlossen werden kann.

Die Fig. 1 zeigt die Lagerung der meist vorhandenen Wellendichtung 9 im Gehäuse-

teil 10. Nach der Erfindung, kann der Kontaktring auch im Bereich dieser Wellendichtung angeordnet oder in diese integriert sein.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Kontaktring 5 gegenüber dem, die Welle 1 umschliessendes Lagerschild 4 etwas gegen die Welle 1 derart vorsteht, dass der Spalt zwischen Kontaktring 5 und Welle 1 nur geringfügig grosser ist, als das zulässige Lagerspiel plus der betriebsbedingten Durchbiegung der Antriebswelle 1 im Bereich des Lagerschildes 4 bzw. dem betriebsbedingten Spalt zwischen Rotor und Stator des Motors. Damit wird der Kontakt des Signalstromkreises geschlossen, ehe eine Berührung der Welle 1 mit dem Lagerschild 4 stattfindet.

Der Kontaktring 5 ist nach dem Beispiel der Fig. 2, in eine Ringnut des Lagerschildes 4 von der Rückseite her eingelegt und mit einem Klemmring 11 befestigt

Da Elektromotoren auch grosser Leistung, sehr häufig nicht nur in einem Bereich grosser Schmutzanhäufung und grosser Feuchtigkeit oder sogar Nässe arbeiten, könnte Schmutz den kleinen Spalt zwischen der Welle 1 und dem Lagerschild 4 überbrücken und damit den Signalstromkreis sch Hessen, also ein falsches Signal liefern.

Zur Vermeidung dieses Fehlsignales ist es vorteilhaft, die der Welle 1 zugekehrte Fläche des Kontaktringes 5 mit einer nicht gezeichneten, abreibbaren Isolierschicht aus Isolierlack oder dgl. zu versehen. Bei unzulässigem Lagerspiel oder bei überhöhten Durchbiegungen der Welle 1 reibt der mechanische Kontakt zwischen Welle und Kontaktring 5 die Isolierschicht ab und schliesst damit den Signalstromkreis.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann bei jeder Art drehender Wellen mit Vorteil eingesetzt werden, wenn die Gefahr von Veränderungen in den Lagern und / oder der Durchbiegung der Antriebswelle durch einseitige Abtriebsbelastung gegeben ist.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Erfassung des Lagerspieles und oder der Durchbiegung von Antriebswellen insbes. von Elektromotoren mit einem auf das Motorgehäuse aufgesetztem Lagerschild oder dgl. das die Antriebswelle umschliesst und das Lager abdeckt, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerschild (4) oder an einer entprechenden Lagerabdeckung, im Bereich des Wellenumschlusses mit geringem Abstand, ein elektrisch leitender Kontaktring (5) isoliert angeordnet ist, der bei Berührung mit der Antriebswelle (1) einen dem Motor, insbes. der Antriebswelle (1) zugeordneten Signalstromkreis schliesst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) gegenüber dem Wellenumschluss des Lagerschildes (4) derart vorsteht, dass der Spalt zwischen Kontaktring (5) und Welle (1) nur geringfügig grösser ist, als das zulässige Lagerspiel plus der betriebsbedingten Durchbiegung der Antriebswelle (1) im Bereich des Lagerschildes (4), bzw. dem betriebsbedingten Spalt zwischen Rotor und Stator des Motors.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) zumindest auf der der Welle (1) zugekehrten Fläche mit einer abreibbaren Isolierschicht z. B. aus Isolierlack versehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) auf der Innenseite des Lagerdeckels (4) vorzugsweise in einer Ringnut angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) in die dem Gehäuseteil (10) zugehörige Wellendichtung (9) elektrisch isoliert eingelassen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalstromkreis derart niederohmig ausgelegt ist, dass nur direkte, niederohmige Kontakte den Signalstromkreis schliessen.