DE2152848A1 - Vorrichtung zur Feststellung von Beschädigungen in Maschinenelementen - Google Patents

Description

Die Vorrichtung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur frühzeitigen Feststellung von Fehlern in Maschinenelementen, die rollend miteinander in Eingriff stehen« wie z.B. ein Lager oder Zahnradelemente·

Gegenwärtig verwendete Techniken zur Feststellung einer beginnenden Zerstörung von Lagern sind entweder visuell und erfordern eine kostspielige zerlegung und einen entsprechenden Zusammenbau oder hängen von der Amplitude der Vibrationssignale ab_t die durch das Lager selbst erzeugt werden· Die Amplitude der Vibrationssignale von dem Lager ist aber nicht notwendigerweise eine Anzeige für den Zustand des Lagers· Neue Lager von verschiedenen Herstellern erzeugen

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unterschiedliche Signalamplituden infolge der Unterschiede in den angewendeten Fertigschleif verfahren. Aber auch Unterschiede in der Amplitude der Vibrationssignale von Lagern» die von dem gleichen Hersteller hergestellt sind, können nicht zuverlässig mit dem Zustand der Lager icorreliert werden· Darüber hinaus sind Geräuschsignale von. neuen Lagern gewöhnlich größer als diejenigen von einem guten benutzten Lager, da die vielen bei der Herstellung des Lagers erzeugten Schleifriefen das Gesamtgeräuschsignal vergrößern. Durch die Benutzung werden die Lageroberflächen graduell poliert und ψ infolgedessen wird das davon erhaltene Geräuschsignal wesentlich verkleinert. Da das Lager ermüdet, werden Vertiefungen oder Risse gebildet, die zu großen Signalamplituden über einem nur kleinen Abschnitt eines Betriebszyklus führen. Zu dieser Zeit kann der Vibrationsgesamtwert noch klein sein.

Demzufolge sind Verfahren, die auf dem Gesamtwert des Vibrationssignales von dem Lager beruhen, nicht völlig zuverlässig oder nicht genügend empfindlich, um eine Anzeige der beginnenden Zerstörung zu liefern. Xn einer anderen Anmeldung der gleichen Anmelderin ist bereits ein Verfahren beschrieben zur Trennung der Spitzenwertsignale von Vibrations- oder ^ Schallsignalen aus Lager- oder Zahnradanordnungen und zur Korrelierung der Spitzenwertsignale mit lokalisierten Defekten in Elementen der Lager- oder Zahnradanordnungen, um eine beginnende Zerstörung zu bestimmen. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eine Vereinfachung des in der oben angegebenen Anmeldung beschriebenen Verfahrens zu schaffen, und zwar für eine Anwendung in gewiesen Fällen, in denen das Erfordernis hinsichtlich der Signalempfindlichkeit nicht ganz so hoch ist.

Es ist deshalb «ine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Verarbeitung von Vibrationssignalen zu schaffen, die außen auf einer Anordnung von miteinander in Eingriff

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stehenden, rollenden Elementen gemessen werden, um eine Information über die Existenz von Defekten in den rollenden Elementen zu liefern·

Ferner beinhaltet die Erfindung eine einfache Vorrichtung, um eine Anzeige vo^r orhandenen Spitzen in einem Signal zu liefern, die einer beginnenden Beschädigung oder zerstörung des Lagers entsprechen, und zwar unabhängig von dem absoluten Wert des von dem Lager kommenden Vibrationssignales.

Ferner soll eine Vibrationsverarbeitungseinrichtung zur Feststellung von Defekten in miteinander in Eingriff stehenden rollenden Elementen geschaffen werden, die auf einfache Weise automatisiert werden kann.

Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache Vorrichtung zu schaffen, die kleine Oberflächendefekte in Lagern feststellen kann, auch wenn sie normalerweise in geräuschreichen Umgebungen arbeitet.

Diese Aufgaben werden hinsichtlich der Feststellung einer Beschädigung in einer Lageranordnung unter anderem dadurch gelöst, daß die Vibrationen der Lageranordnung während des Betriebes der Lager abgetastet und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Das elektrische Signal wird in einem Breitbandfilter gefiltert, um dessen signifikante Signalkomponenten zu verstärken. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um von dem elektrischen Signal ein zweites Signal abzuleiten, das dem Spitzenwert des elektrischen Signales entspricht. Eine Signalverarbeitungsschaltung sorgt für die Ableitung eines dritten Signales von dem elektrischen Signal, das einem Mittelwert des gleichgerichteten elektrischen Signales entspricht. Eine Verhältnisschaltung sorgt für die Ableitung eines Verhältnissignales, das dem Verhältnis der Amplituden der zweiten und dritten Signale entspricht. Schließlich ist

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ein Indikator vorgesehen, der auf einen vorbestimmten Wert des Verhältnissignales anspricht, das einem Spitzenwert eines zweiten vorbestimmten Wertes in dem elektrischen Signal in Relation zu dessem Hittelwert entspricht.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen zweier Ausführungsbeispiele beschrieben.

_k Fig. 1 ist ein Seitenschnitt von einem Teil eines Lagers und "' zeigt die innere Lauffläche mit einem Defekt, eine

äußere Lauffläche und eine Kugel.

Fig. 2 ist ein teilweise schematisch dargestelltes Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung und zeigt ein Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Feststellung eines Defektes in dem in Fig. 1 dargestellten Lager.

Fig. 3 zeigt eine graphische Darstellung eines elektrischen Signales, das die verstärkte und gefilterte Ausgangsgröße des in Fig. 2 gezeigten Vibrationswandlers bei dem in dem Lager gezeigten Defekt darstellt·

Fig. 4 zeigt in teilweise schematischer Form eine Modifikation der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung hinsichtlich der Feststellung von Defekten in einer Zahnradübertragung.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung eines Signales, das am Ausgang der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung bei der Überwachung eines Zahnrades mit einen Defekt in der dort gezeigten Zahnradübertragung erhalten wird.

Ein Lager mit rollenden Elementen erfüllt seine Funktion, wenn es richtig ausgelegt und betrieben wird, ohne eine spürbare Abnutzung der Lageroberflächen· Aber selbst wenn die

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Abnutzung vernachlässigbar ist, führen die zyklischen Belastungen der rollenden Elemente, die über die Lagerflächen laufen, zu einer Ermüdung des Materials, so daß nach einer gewissen zeit Oberflächendefekte aufzutreten beginnen. Diese Defekte sind zunächst nur vereinzelt und lokal. Die Zeit, bevor die ersten Defekte auftreten, kann durch übermäßige Temperatur, Versagen der Schmierung, Korrosion usw. stark verkürzt und deshalb normalerweise nicht berechnet werden. Wenn sich aber erst einmal die ersten Oberflächenfehler entwickelt haben, tritt das Lager in eine neue Phase seines Lebens ein, die durch eine wesentlich höhere Abnutzungs- oder Zerstörungsrate gekennzeichnet ist. Schließlich kann das Lager seine Funktion nicht mehr erfüllen. Um eine Lagerzerstörung vorherzusagen, ist es deshalb entscheidend, die ersten Oberflächenfehler festzustellen, solange sie noch vereinzelt und lokal sind.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Lagers 1 mit einer inneren Lauffläche bzw. einem Innenring 2 mit einem darin befindlichen Defekt 3» einer äußeren Lauffläche bzw. einem Außenring 4 und einer Kugel 5» die zwischen den inneren und äußeren Laufflächen eingeschlossen ist. Die Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß jedesmal ein Stoß oder Schlag erzeugt wird, wenn ein Defekt in einer ansonsten glatten Oberfläche in Rollberührung mit einer anderen glatten Oberfläche kommt. Beispielsweise erzeugt der Eindruck 3 in der inneren Lauffläche 2 des Kugellagers 1 immer dann einen Stoß oder Schlag, wenn eine Kugel darüber rollt. Infolge der symmetrischen Form eines Lagers erzeugt der Defekt eine Folge von Stößen oder Schlägen in etwa gleichen Zeitabständen, vorausgesetzt, daß das Lager sich mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl dreht. Das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Stößen hängt von der Lagerdrehzahl, der Geometrie und der Anordnung des Defektes ab.

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Flg. 2 zeigt das Lager 1 im Schnitt, wobei der Innenring die Welle 10 trägt und der Außenring k auf der Halterung angebracht ist. Das Erfassungs- bzw. Warnsystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Beschleunigungsmeter 15» das neben dem Lager 1 auf der Halterung 11 angebracht ist, ein Bandpaßfilter 16, das einen vorbestimmten Frequenzbereich des Vibrationssignales von dem Beschleunigungsmeter durchläßt, und einen automatischen Verstärkungsregelverstärker 17 zur Verstärkung des Signales von dem Bandpaßfilter. Ferner sind enthalten ein Spitzenwertdetektor 18 mit einem Zeitkonstantenglied 19 zur Feststellung von Spitzenwerten des Signales, ein Effektivwertdetektor 20, durch den der Effektivwert des Signales von dem automatischen Regelverstärker 17 erhalten wird, eine Teilerschaltung 21, um das Verhältnis der Spitzenamplitude zum Effektivwert des Signales zu erhalten, ein Langzeitkonstantenglied 22 zur Minimierung des Einflusses eines vereinzelten transieten Geräusches und ein Meßrelais 23, das auf einen vorbestimmten signalwert anspricht und dabei eine geeignete Anzeigevorrichtung wie z.B. eine Alarmvorrichtung Zh betätigt· Das Beschleunigungsmeter 15 wandelt mechanische Vibrationen in ein elektrisches Signal um, in dem sich die Amplitude gemäß der Beschleunigungskomponente der mechanischen Vibrationen ändert. Eine derartige Vorrichtung ist besonders gegenüber Stoßen oder Schlägen empfindlich· Das Beschleunigungsmeter ist nahe dem Lager 1 auf der Halterung 11 angebracht, damit es auf Vibrationen von dem Lager gut anspricht. Das Filter 16 ist ein übliches Filter, das Hintergrundgeräusche eliminiert und die Spitzensignale durchläßt, die es feststellen soll. Auch der automatische Verstärkungsregelverstärker 17 ist ein üblicher hierfür geeigneter Verstärker. Die Verstärkung des Verstärkers wird vorzugsweise durch die Spitzenwerte des elektrischen Signales geregelt, um eine vorbestimmte Ausgangsgröße zu erhalten und zu vermelden, daß groß· Spitzen in dem elektrischen Signal abgeschnitten werden. Auf Wunsch

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kann die Verstärkung des Verstärkers auch in Abhängigkeit von einem Hittelwert des gleichgerichteten elektrischen Signalee geregelt werden. Die Ausgangsgröße des Verstärkers 17 wird dem Spitzenwertdetektor 18 und dem Effektivwertdetektor 20 zugeführt.

Der Spitzenwertdetektor 18 weist eine Eingangskiemme 30, eine Ausgangskiemme 31 und eine gemeinsame Eingangs-Ausgangsklemme 32 auf· Ferner enthält der Spitzenwertdetektor eine in eine Richtung leitende Vorrichtung oder einen Gleichrichter 33 mit einer Anode "}k und einer Kathode 35. Die Anode 3k ist mit der Eingangsklemme 30, die Kathode 35 ist mit der Ausgangsklemme 31 und die gemeinsame Klemme 32 ist mit Masse verbunden. Ein Kondensator J6 und ein Widerstand 37> die ein Zeitkonstantenglied 19 bilden, sind den Ausgangsklemmen 31 und 32 parallel geschaltet. Eine Wechselspannung von dem Verstärker 17 wird den Eingangsklemmen 30 und JZ des Spitzenwertd«tektors 18 zugeführt und gleichgerichtet und über den Ausgangsklemmen tritt dann eine Spitzenspannung auf. Die Amplitude dieser über den Klemmen 31 und 32 auftretenden Spitzenspannung klingt gemäß der Zeitkonstante des Gliedes 19 ab. Die Zeitkonstante des Gliedes 19 ist so gewählt, daß sie die an dem Glied 19 abfallende Spannung während des Intervalles zwischen den Spitzenwerten in dem elektrischen Signal im wesentlichen aufrechterhält, die durch die wiederholten Stöße in dem Lager erzeugt werden.

Die Ausgangsgröße vom Verstärker 17 wird auch über ein Potentiometer 38 einer Schaltung 20 zur Bestimmung eines Hittelwertes des elektrischen Signales zugeführt. Xn dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Detektor 20 als ein Effektivwertdetektor gezeigt. Der Effektivwertdetektor entwickelt eine Ausgangsgröße, die der Quadratwurzelwert des des Eingang suseführten Wechselsignales ist und den mittleren Energiesehalt des Signales darstellt. Der

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Effektivwef'tdetektor kann beispielsweise einer aus der Serie 742/97^2 sein, die von der Transmagnetics of Flushing, New York, hergestellt wird. Selbstverständlich könnten auch andere Schaltungen zur Ableitung eines Mittelwertes eines Signales verwendet werden. Die Ausgangsgröße des Effektivwertdetektors wird der Nennerklemme 41 eines Teilers 21 zugeführt. Die Ausgangsgröße von dem Spitzenwertdetektor wird über einen Trennverstärker 39 und ein Potentiometer der Zählerklemme 42 des Teilers 21 zugeführt. Von der Quotientenklemme 43 des Teilers 21 wird ein Signal erhalten, ■ das den Quotienten der den Zähler— und Nennerklemmen zugeführt en Signale und das Verhältnis des Spitzenwertes zum Effektivwert des Signales darstellt, das von dem Beschleunigungsmeter erhalten wird. Die Potentiometer 38 und 40 haben die Funktion, die Empfindlichkeit der Vorrichtung durch Einstellung der Verstärkungen der Signalkanäle zu verändern, die die Zähler- und Nennerklemmen des Teilers speisen. Der Teiler 21 kann irgendeiner von zahlreichen Teilern sein, wie beispielsweise die Analogteilerserie 450, die von der Transmagnetics of Flushing, New York, hergestellt wird.

Das Langzeitkonstantenglied 22 weist eine Eingangskiemme 50, ™ eine Ausgangskiemme 51 und eine gemeinsame Eingangs- und Ausgangsklemme 52 auf. Ferner enthält das Langzeitkonstantenglied 22 einen in Reihe geschalteten Strombegrenzungswiderstand 53» eine in eine Richtung leitende Vorrichtung oder einen Gleichrichter 54 mit einer Anode 55 und einer Kathode 56, ein Zeitkonstantenglied mit Kondensatoren 58 und 59 unterschiedlicher Kapazitäten, einen Widerstand 60 und einen Schalter 61 mit einem Schaltarm 62 und drei Kontakten 63, 64 und 65. Die Anode 55 des Gleichrichters ist über den Widerstand 53 mit der Eingangsklemme 50 und die Kathode 56 des Gleichrichters ist mit der Ausgangsklemme verbunden. Der Schaltarm 62 ist mit der Kathode 56 des

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Gleichrichters verbunden. Der Kondensator 58 ist zwischen den Kontakt 6k und die Klemme 52 und der Kondensator 59 ist zwischen den Kontakt 65 und die Klemme 52 geschaltet. Der widerstand 60 steht mit den Ausgangsklemmen 51 und 52 in Verbindung. Die Zeitkonstante des Ausgangskreises des Langzeitkonstantengliedes 22 kann durch Einstellung des Armes 62 des Schalters gesteuert werden, um die geeigneten Kondensatoren 58 oder 59 mit dem Widerstand 60 parallel zu schalten, um für die gewünschte Zeitkonstante zu sorgen. Die Zeitkonstante der Ausgangsgröße des Gliedes 22 wird so gewählt, daß sie in bezug auf die Rotationsperiode des untersuchten Lagerelementes relativ groß ist. Demzufolge hat sie einen mittelnden Einfluß auf die Ausgangsgröße des Teilers 21, wenn das Ausgangssignal von dem Beschleunigungsmeter 15 ein periodisches Spitzensignal aufweist, mag sie auch eine Ausgangsgröße erzeugen, die sich von einer Umdrehung zur nächsten infolge von Streuung und Zufälligkeiten ein wenig ändert. Die Ausgangsgröße von dem Langzeit konstant engli ed 22 wird einem Heßrelais 23 zugeführt. Das Meßrelais kann irgendeines von verschiedenen derartigen Vorrichtungen sein, die verfügbar sind. Beispielsweise kann es das kontaktlose Meßrelais sein, das von dem Instrument Department der General Electric Company in Lynn, Massachusetts, hergestellt wird, das auf einen gegebenen Eingangswert zur Betätigung eines Kontaktpaares anspricht. Das Schließen der Kontakte des Relais wird dazu benutzt, eine daran angeschlossene Alarmvorrichtung 2k zu betätigen. Dadurch wird eine Anzeige dafür geschaffen, daß dem Meßrelais 23 ein vorbestimmter wert eines Eingangssignales zugeführt worden ist. Der Knopf 25 auf dem Meßrelais stellt den zeiger 26 auf der Frontfläche des Meßrelais auf einen gewünschten Wert ein. Wenn das Eingangssignal dazu führt, daß ein Element des Meßrelais diesen Wert erreicht oder überschreitet, werden die Kontakte des Relais ohne eine Belastung des Eingangskreises des Meßrelais betätigt, um

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den Betrieb einer externen Vorrichtung, wie z.B. der Alarmvorrichtung 24, herbeizuführen.

Die Fig. 3 zeigt eine Kurve 7^ des durch das Lager 1 erzeugten und durch das Beschleunigungsmeter 15 in. Fig. 2 erfaßten Signales. Die Ordinate des Kurvenbildes stellt die Spannungsamplitude und die Abszisse die Zeit dar· Die Stoßspitzen 75 ⁱⁿ dem Signal sind durch eine Zeitperiode T voneinander getrennt, die die Umdrehungsperiode des Innenringes 2 des in Fig. 1 gezeigten Lagers darstellt, auf dem sich der Defekt 3 befindet. Der Zeiger 26 auf dem Heßrelais ist für einen vorbestimmten Wert des zugeführten Eingangssignales eingestellt. Beispielsweise kann dieser Wert einem Verhältnis des Spitzen- zum Effektivwert der Amplitude entsprechen, das in der Kurve gemäß Fig. 3 durch den Wert 76 dargestellt ist. Demzufolge würde irgendein Spitzenwert, der diesen Wert überschreitet, das Meßrelais 23 betätigen, das seinerseits die Alarmvorrichtung Zk betätigen würde, die dann eine visuelle oder akustische Anzeige von der Tatsache liefert, daß der Wert überschritten worden ist. Wenn in dem überwachten Lager jeder Defekt feh.lt, würden regelmäßig keine Spitzensignale auftreten, obwohl gelegentlich transiente Spitzen von Außenquellen auftreten

w könnten. Diese Spitzen wurden dann zwar von dem spitzenwertdetektor 18 festgestellt, aber durch das Langzeitkonstantenglied 22 ausgeschieden, und diese wurden infolgedessen das Meßrelais 23 nicht betätigen. Die Zeitkonstante des Zeitkonstantengliedes kann beispielsweise das 100-fache der Rotationsperiode des überwachten Lagerelementes sein. Sollte sich der Wert des Signales von dem Beschleunigungsmeter aus verschiedenen Gründen ändern, so würde sich im Betrieb des Systems das von dem Teiler erhaltene Verhältnis nicht ändern, da sich sowohl der Effektivwort als auch die Spitzenamplitude zur gleichen Zeit ändern würden. Demgemäß kann die Vorrichtung so eingestellt werden, daß sie

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ein Alarmzeichen gibt, wenn der Spitzen-/Mittelwert des Signales einen vorbestimmten Wert überschreitet, und eine derartige Einstellung brauchte nicht verändert zu werden, wenn die Vorrichtung bei verschiedenen Lagern verwendet wird·

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 könnte auch zur Feststellung von Defekten in Zahnrad- und desgleichen Lageranordnungen verwendet werden. Fig. 4 zeigt eine Zahnradübertragung 80 mit zahlreichen Zahnrädern 81, 82 und 831 die auf entsprechenden Wellen 84, 85 und 86 angebracht sind und in nicht gezeigten Lagern im Gehäuse der Übertragung gehaltert sind. Das Zahnrad 81 greift in das Zahnrad 82 ein, das seinerseits mit dem zahnrad 83 in Eingriff steht. Leistung kann der Welle 84 zugeführt und von der Welle 86 abgenommen werden. Das Zahnrad 84 weist die größte und das Zahnrad 83 die kleinste Zahnzahl auf. Dei* Zahn 87 des Zahnrades 82 hat einen Oberflächenfehler 88, indem er beispielsweise eingekerbt ist, und bildet eine ungleichmäßige Kämmoberfläche mit den Zahnrädern des Zahnrades 84. Eine Rotation des Zahnrades 84 mit konstanter Drehzahl erzeugt eine Reihe von im gleichen Zeitabstand angeordneten Stoßen bzw. Schlägen. Zahnradanordnungen erzeugen ein beträchtliches Geräusch, und in anderen Zahnradelementen als dem speziell überwachten können Defekte auftreten, so daß infolgedessen eine komplexe Reihe von Spitzenwerten erzeugt werden kann. Falls die Zahnradanordnung einige Elemente umfaßt, kann nahe dem überwachten Zahnradelement ein Sensor angebracht und das von diesem erhaltene Signal direkt in der Vorrichtung gemäß Fig· 2 verarbeitet werden, wie es für die Verarbeitung von Lagersignalen dargestellt worden ist. In Zahnradübertragungen mit einer großen Zahl von Zahnrädern müssen die Vibrationen von der durch einen Sensor überwachten Übertragung weiter verarbeitet oder das Signal muß verstärkt werden, um das Signal zu erhalten, das für

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diejenige Vibration repräsentativ oder charakteristisch, ist, die durch das bestimmte überwachte Zahnradelement erzeugt worden ist. Die Art und Weise, in der ein derartiges charakteristisches Vibrationssignal erhalten wird, ist ebenfalls in Fig. 4 dargestellt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 umfaßt einen Vorverstärker 91, der das signal von dem Beschleunigungsmeter verstärkt, ein Bandpaßfilter 92, das äußere Hintergrundvibrationen oder

fe Geräuschsignale eliminiert, einen Verstärker 93 für das gefilterte Signal, wahlweise einen Gleichrichter 9k und einen Summierungsanalysator 95, dem das gleichgerichtete Signal zugeführt wird. Die Gleichrichtung des verstärkten Signales dient dazu, eine Signalunterdrückung in Summierungsanalysatoren zu vermeiden, die anderenfalls auftreten könnte, falls aufeinanderfolgende, zu summierende Signalelemente hinsichtlich der zeit nicht genau identisch angeordnet sind. Eine Gleichrichtung ist jedoch nicht immer für eine weitere Analyse erforderlich. Ferner umfaßt die Vorrichtung einen Tachometer 96, der mechanisch mit der Antriebswelle 84 gekoppelt ist, einen Frequenzwandler und ein Summierungsanalysator-Synchronisiergerät 97· Das Syn-

ψ chronisiergerät 97 wandelt das Signal von dem Tachometer in ein Triggersignal mit der gleichen Periodizität wie die Periodizität des überwachten Zahnrades 82 um. Das Triggersignal wird dem Summierungsanalysator 95 zugeführt, um dessen Betrieb zu synchronisieren.

Der Summierungsanalysator 95 ist eine Vorrichtung, wie z.B. der Signal Analyzer Type 548OB, hergestellt von der Hewlett Packard Co. in Santa Clara, California, die zahlreiche Amplituden- bzw. Samplingzyklen eines Signales summiert, wobei jeder Zyklus zahlreiche Amplitudenwerte bzw. Samples aufweist, und die eine gemittelte Ausgangsgröße von einem Zyklus der summierten Amplitudenwert- bzw. Samplingzyklen

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liefert. Der Summierungsanalysator ist mit einer Eingangsklemme, der das zu analysierende Signal zugeführt wird, und einer Synchronisierklerame versehen, der die Synchronisier- oder Triggerimpulse von dem Synchronisiergerät 97 zugeführt werden, um die Samplingzyklen zu starten. Wenn der Summierungsanalysator einmal gestartet ist, nimmt er eine vorbestimmte Anzahl von Amplitudenwerten bzw. Samples in einer Folge auf und speichert den Signalwert von jedem Sample in seinem Gedächtnis. Wenn er durch einen nachfolgenden Triggerimpuls wieder getriggert wird, wird der Samplingzyklus wiederholt und jedes Sample des Zyklus wird zu einem entsprechenden Sample des vorhergehenden Zyklus oder der Zyklen hinzuaddiert· Nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Zyklen durchlaufen und gemittelt worden sind, wird der Summierungsanalysator automatisch in den Ausgabe oder Readout-Mode gebracht, in dem die gemittelte Summe der Zyklen der signalsamples der Ausgangsklemme der Vorrichtung zugeführt wird, um je nach Wunsch ausgegeben oder weiterverarbeitet zu werden. Die Anzahl der pro Zyklus aufgenommenen Samples kann nach Wunsch eingestellt werden, und desgleichen kann die Dauer des Samplezyklus wunschgemäß eingestellt werden, um sie den untersuchten zyklischen Erscheinungen anzupassen. Die Ausgangsgrüße von dem Summierungsanalysator 95 kann dem Eingang des automatischen Verstärkungsregelungsverstärker 17 in Fig. 2 zugeführt werden, anstatt daß dieser das Signal von dem Bandpaßfilter 16 erhält. Das Signal am Ausgang des Ve^rstärkers 17 wird in der gleichen Weise verarbeitet, wie bei der Feststellung von Lagerdefekten, d.h. durch den Spitzenwertdetektor 18, den Effektivwertdetektor 20, den Teiler 21, das Langzeitkons tantenglied 22, das Meßrelais 23 und die Alarmvorrichtung 2k, um eine Anzeige eines Zahnraddefektes zu liefern.

Fig. 5 zeigt eine Vibrationskurve 98 mit Spitzenwerten 99» die von dem Summierungsanalysator 95 aufgenommen werden und

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durch, den Defekt 88 in dem Zahnrad 82 erzeugt sind. Die Ordinate der Kurvendarstellung stellt die Spannungsamplitude und die Abszisse die Zeit dar. Ein vorbestimmter Wert 100 des Spitzenwertes 99 in Relation zu dem Effektivwert des Gesamtsignales 98 wird automatisch mittels der in Fig. gezeigten Vorrichtung durch eine solche entsprechende Einstellung des Meßrelaiszeigers 26 auf seiner Skala angegeben, die dem Spitzenwert 100 entspricht. Bin besonderer Vorteil der die Erfindung verkörpernden Vorrichtung besteht darin, daß sie nicht von absoluten Werten des Signales, sondern nur von relativen Messungen abhängig ist· Somit ist die Vorrichtung nicht empfindlich gegenüber Veränderungen in der Empfindlichkeit des Sensors oder Verstärkers, noch von der exakten Anordnung des Sensors, solange der Sensor sich nahe an dem Gehäuse des Lagers oder des Zahnrades befindet.

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Claims (6)

1. Patentansprüche ι

   System zur Feststellung einer Beschädigung an einem rollenden Element in einem Paar miteinander in Eingriff stehender rollender Elemente, wobei die Beschädigung eine Vibration '^nponente mit einer Periodizität, die der Rotationsperiodizität des rollenden Elementes entspricht, und mit einem Spitzenwert erzeugt, der über dem Wert anderer Vibrationen der rollenden Elemente liegt, gekennzeichnet durch einen mit dem rollenden Element (1; 80) verbundenen Vibrationssensor (15; 90) zur Abtastung dessen Vibrationen und zur Umwandlung der Vibrationen in ein elektrisches Signal, eine Einrichtung (18) zur Ableitung eines zweiten Signales von dem ersten elektrischen Signal, das dem Spitzenwert des ersten elektrischen Signales entspricht, eine Einrichtung (20) zur Ableitung eines dritten Signales aus dem signal, das dem Mittelwert der Amplitude des elektrischen Signales entspricht, eine Einrichtung (21) zur Ableitung eines Signales, das dem Verhältnis der Amplituden des zweiten und dritten Signales entspricht, und eine die festgestellte Beschädigung nach außen hin angebende Anzeigevorrichtung (23» 25), die auf einen vorbestimmten Wert des dritten Signales anspricht, der der Spitze der Vibrationskomponente entspricht.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Verstärkereinrichtung (17) vorgesehen ist, durch die die Amplitude der Vibrationskomponente in Relation zur Amplitude anderer Vibrationen verstärkbar ist.
3. 3· Syβtem nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das rollende Element Teil eines Lagers (1) ist.

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4. 4« System nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch. gekennzei chnet , daß das Paar rollender Elemente Zahnräder (81, 82, 83) sind, bei denen die Zähne von einem der Zahnräder mit den Zähnen der anderen Zahnräder in Eingriff stehen.
5. 5· System nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (2ü) zur Ableitung eines dritten Signales ein Mittelwertsignal ableitet, das dem Durchschnittswert der Gleichrichtung des ersten elektrischen Signales entspricht .
6. 6. System nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung (20) zur Ableitung eines dritten Signales ein Mittelwertsignal ableitet, das dem Effektivwert des ersten elektrischen Signales entspricht.

   7· System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß in den Signalpfad von der Einrichtung (20) zur Ableitung des dritten Signales zu der Anzeigevorrichtung (23t 25) eine Schaltung (22) eingefügt ist, deren Zeitkonstante in Relation zur Rotationsperiode des rollenden Elementes groß ist.

   0M6MAL INSPECTED

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