DE3416343A1

DE3416343A1 - Lagerkontrolleinrichtung

Info

Publication number: DE3416343A1
Application number: DE19843416343
Authority: DE
Inventors: Bruno Dipl.-Ing. 6500 Mainz Auchter; Karl-Heinz 6228 Eltville Wagner
Original assignee: RHEINHUETTE VORM LUDWIG BECK G
Current assignee: RHEINHUETTE VORM LUDWIG BECK G
Priority date: 1984-05-03
Filing date: 1984-05-03
Publication date: 1985-11-07

Description

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Lagerkontrolleinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontrolleinrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Verschleißes im Lagerbereich von Wellen, insbesondere von Pumpenwellen.

Nach dem bekannten Stand der Technik erfolgt der Ausbau und die verschleiBbedingte Reparatur von Pumpenwellen zumeist erst nach dem eingetretenen Schadensfall beziehungsweise in regelmäßigen Inspektionen nach etwa 10.000 bis 20.000 Betriebsstunden, zusammen mit anderen auszuwechselnden Verschleißteilen. Bei unerwartet eintretenden Schadensfällen kann die Reparatur Monate dauern, * zudem können nachteilig infolge des Störfalles auch die Reparaturkosten dadurch erhöht werden, daß ansonsten nicht verschleißende Maschinenteile mitbeschädigt werden.

Bei Tauchpumpen, beispielsweise für die Förderung von Methan als Flüssiggas in Tankern bei - 160 C, sollte «ein Ausbau der Pumpenwelle aus Kostengründen nur dann erfolgen, wenn das infolge Verschleiß dringend geboten ist. Ferner wäre eine Vorwarnzeit hinsichtlich des zu erwartenden'Schadenfalls vorteilhaft, da dann eine, geeignete Materialbevorratung und Personalbereitstellung kostensenkend geplant werden' kann. Das ist insbesondere deshalb möglich und auch sinnvoll, weil bis zum tatsächlich eintretenden Schadensfall, bei dem die Pumpe abgeschaltet' werden muß, noch eine Nachlaufzeit von mindestens 100 Stunden gegeben ist.

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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Lagerkontrolleinrichtung vorzustellen, mittels der eine kontinuierliche Verschleißüberwachung und Anzeige des bevorstehenden Schadensfalles ermöglicht wird. Der Schadensfall soll dadurch zeitlich kalkulierbar hinsichtlich Materialbevorratung und Personalbereitstellung werden. Die Reparaturzeiten und damit Reparaturkosten sollen minimiert werden. j

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in < einem bestimmten Abstand von der Wellenhülse mindestens j ein Meßfühler angeordnet ist. Der Meßfühler bekommt j Kontakt im vorgesehenen Kontaktbereich, sobald die Welle mit der darauf befestigten Wellenhülse das vorgesehene Lagerspiel überschreitet. Der geschlossene Stromkontakt wird als Signal einem Anzeigegerät aufgegeben. Hierdurch kann der Lagerverschleiß auf einfache Weise kontinuierlich überwacht werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das radiale und/oder axiale Lagerspiel überwacht wird. Hierdurch wird eine optimale Verschleißüberwachung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhaft vorgesehen, daß der oder die Meßfühler im Bereich der Lagerbuchse "· angeordnet sind. Eine Anordnung dieser Art gestattet eine besonders einfache Montage.

Ferner ist mit der Erfindung vorgesehen, daß der oder die Meßfühler als Stromabnehmer ausgebildet und in Isoliermaterial eingebettet sind. Derartige Ausbildungen haben sich in anderen Bereichen der Technik bestens bewährt, beispielsweise in der Verschleißüberwachung von

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Bremsbelägen bei Kraftfahrzeugen.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht mit Vorteil vor, daß als Isoliermaterial vorzugsweise Teflon, das heißt Polytetrafluoräthylen, verwendet wird, das die Meßfühler auch im vorgesehenen Kontaktbereich zur Wellenhülse umgibt. Entsprechend dem zu fördernden Medium kann aber auch ein anderes geeignetes Material verwendet werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Dicke der Isolierschicht im vorgesehenen Kontaktbereich etwa 1 mm beträgt. In der Praxis hat sich ein solcher Abstand als zweckmäßig herausgestellt.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß zur Überwachung des radialen Lagerspiels die Meßfühler die Wellenhülse umschließen.

Zweckmäßigerweise ist mit der Erfindung auch vorgesehen, daß die Meßfühler als zwei ringförmige metallische Scheiben ausgebildet sind, die mit einem Abstand von etwa 1 - 2 mm voneinander in das Isoliermaterial eingebettet sind.

Mit Vorteil ist vorgesehen, daß der radiale berührungsfreie Abstand zwischen der Isolierschicht vor den Meßfühlern und der Wellenhülse etwa 1 - 2 mm beträgt.

In weiterer Ausgestaltung der Lagerkontrolleinrichtung ist vorgesehen, daß zur Überwachung des axialen Lagerspiels die Meßfühler, bestehend aus zwei Halbschalen, die Lagerbuchse umschließen. Diese Anordnung hat sich als besonders robust und einfach beim Einsatz erwiesen.

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Ferner ist es besonders zweckmäßig, daß der axiale Längenunterschied zwischen der Isolierschicht vor dem Meßfühler und der Lagerbuchse etwa 1 - 2 mm beträgt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mehrere Meßfühler um die Wellenhülse verteilt angeordnet sind. Hierduch kann die Lagerkontrolleinrichtung nahezu allen Anwendungsgegebenheiten optimal angepaßt werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 Lagerkontrolleinrichtung zur Überwachung
des radialen Lagerspiels im Schnitt

Lagerkontrolleinrichtung gemäß Fig. 1
in Draufsicht

Lagerkontrolleinrichtung zur Überwachung
des axialen Lagerspiels im Schnitt

Lagerkontrolleinrichtung gemäß Fig. 3
in Draufsicht

In Figur 1 ist das Oberteil mit dem oberen Lagerbereich einer vertikalen Tauchpumpe für die Förderung von Flüssiggas in geschnittener Darstellung zu sehen. Die Pum-

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penwelle 1 ist umgeben von der Wellenhülse 2, die zusammen mit der Welle 1 in der Lagerbuchse 3 drehbeweglich angeordnet ist. Die Lagerbuchse 3 ist umgeben vom Lagergehäuse 4, verschlossen durch den Endlagerdeckel 5. Die Lagerkontrolleinrichtung zur Überwachung des radialen Lagerspiels weist zwei Meßfühler 10, 11 auf, die als ringförmige metallische Scheiben ausgebildet und mit Abstand voneinander in ein Isoliermaterial 12, vorzugsweise Teflon, eingebettet sind. Im vorgesehenen Kontaktbereich umschließen die Meßfühler 10, 11 die Wellenhülse 2, wobei ein berührungsfreier Abstand 16 je nach zulässigem Lagerspiel eingestellt werden kann. In die Meßfühler 10, 11. sind Kabel 14, 15 an einer bestimmten Stelle eingelötet und werden durch das Gehäuse 4 nach außen geführt und dort an ein geeignetes Kontroll- Anzeigeinstrument angeschlossen. Bei Betrieb der Pumpe haben die Meßfühler 10, 11 normalerweise keinen Kontakt. Erst wenn infolge stark vergrößerten Lagerspiels die Isolierschicht 12 im Kontaktbereich teilweise zerstört wird, erfolgt ein Stromfluß zwischen den beiden Meßfühlern 10 und 11 über die Wellenhülse 2, der als Signal zur Anzeige gebracht wird. Figur 2 zeigt die Lagerkontrolleinrichtung in Draufsicht.

¹In Figur 3 ist das Unterteil mit dem unteren ^ Lagerbereich einer vertikalen Tauchpumpe für die Förderung von Flüssiggas in geschnittener Darstellung zu sehen, wobei in Figur 4 die Lagerkontrolleinrichtung in Draufsicht gezeigt ist. Die Pumpenwelle 1 ist umgeben von der unteren Wellenhülse 20, die zusammen mit der Welle 1 in der unteren Lagerbuchse 21 drehbeweglich angeordnet ist. Die Lagerbuchse 21 ist umgeben vom unteren Lagergehäuse 22. Die Lagerkontrolleinrichtung zur Überwachung des axialen Lagerspiels weist Meßfühler 23 und 24 auf, bestehend aus zwei Halbschalen, die um die Lagerbuchse 21

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angeordnet und nach außen vom Lagerdeckel 25 umschlossen sind. Die Meßfühler 23, 24 sind in Isoliermaterial 26 eingebettet, vorzugsweise Teflon. Im vorgesehenen Kontaktbereich haben die Meßfühler 23, 24 zur Wellenhülse 20 einen axialen und im Normalfall berührungsfreien Abstand 27 von etwa 1 bis 2 mm, wobei der Abstand je nach toleriertem Lagerspiel eingestellt werden kann. Die Meßfühler 23 und 24, beziehungsweise die Halbschalen, sind mit Kabeln 28, 29 verbunden, die gemeinsam durch das Gehäuse 22 nach außen geführt und dort an ein geeignetes Kontroll- Anzeigeinstrument angeschlossen sind. Die Kabel können an der Stelle durch das Gehäuse geführt werden, wo die Kabeldurchführung für die Radiallagerkontrolleinrichtung erfolgt. Bei Betrieb der Pumpe haben die Meßfühler 23, 24 normalerweise keinen Kontakt. Erst wenn infolge starken Lagerverschleißes der Abstand 27 verkleinert und die Isolierschicht 26 im Kontaktbereich zur Wellenhülse 20 teilweise zerstört wird, erfolgt ein Stromfluß zwischen den beiden Halbschalen 23 und 24, und zwar über die Wellenhülse 20. Dieser Strom wird über die beiden Kabel 28 und 29 als Signal zur Anzeige gebracht.

Die Erfindung kann, ohne ihren Rahmen zu verlassen, nicht nur bei allen Kreiselpumpen, sondern auch für die 'Verschleißüberwachung anderer Lager, für die eine ähnliche Problemstellung gilt, beispielweise auch in Turbinen und Verdichtern eingesetzt werden. Die Erfindung ist außerdem nicht auf die beispielhaft beschriebenen Stromabnehmer zur Meßwertaufnahme beschränkt. Darüberhinaus können auch andere in der Technik bekannte Meßfühler, wie Thermolemente und sonstige geeignete Sensoren, eingesetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Kontrolleinrichtung zur kontinuierlichen Überwachung des Verschleißes im Lagerbereich_s von Wellen", ' insbesondere von Pumpenwellen, dadurch gekennzeichnet. daß in einem bestimmten Abstand (16, 27) von der Wellenhülse (2, 20) mindestens ein Meßfühler (10, 11, 23, 24) angeordnet ist. . ·

2. Lagerkontrolleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale und/oder axiale Lagerspiel

,überwacht wird. _:

3. Lagerkontrolleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Meßfühler (10, 11, 23, 24) im Bereich der Lagerbuchse (3, 21) angeordnet sind.

4. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3', dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Meßfühler (10, 11, 23, 24) als Stromabnehmer ausgebildet und in Isoliermaterial (12, 26) eingebettet sind.

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5. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermaterial (12, 26) vorzugsweise Teflon verwendet wird, das die Meßfühler (10, 11, 23, 2A) auch im vorgesehenen Kontaktbereich zur Wellenhülse (2, 20) umgibt.

6. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Isolierschicht im vorgesehenen Kontaktbereich etwa ,1 mm beträgt.

7. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des radialen Lagerspiels die Meßfühler (10, 11) die Wellenhülse (2) umschließen.

8. Lagerkontrolleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (10,11) als zwei ringförmige metallische Scheiben ausgebildet sind, die mit einem Abstand von etwa 1 - 2 mm voneinander in das Isoliermaterial (12) gemeinsam eingebettet sind.

9. .Lagerkontrolleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale berührungsfreie Abstand (16) zwischen der Isolierschicht vor den Meßfühlern (10, 11) und der Wellenhülse (2) etwa 1 - 2 mm beträgt.

10. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des axialen Lagerspiels die Meßfühler (23, 24), bestehend aus zwei Halbschalen, die Lagerbuchse (21) umschließen.

11. Lagerkontrolleinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Längenunterschied (27)

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zwischen der Isolierschicht vor den Meßfühlern (23, 24) und der "Lagerbuchse (21) etwa 1 - 2 mm beträgt.

12. Lagerkontrolleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Meßfühler um die Wellenhülse (2, 20) verteilt angeordnet sind.

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