用于支撑尤其是舵轴的轴或舵叶的轴承、电子轴承间隙测量装置、包括用于支撑轴或舵叶的轴承的舵以及用于测量支撑轴或舵叶的轴承的磨损的方法与流程

文档序号:11527602阅读:282来源:国知局
用于支撑尤其是舵轴的轴或舵叶的轴承、电子轴承间隙测量装置、包括用于支撑轴或舵叶的轴承的舵以及用于测量支撑轴或舵叶的轴承的磨损的方法与流程

本发明涉及用于支撑轴或舵叶的轴承,包括第一轴承元件和第二轴承元件,其中第一轴承元件具有用于以滑动方式接触第二轴承元件的滑动表面,以及具有用于以滑动方式接触第二轴承元件的磨损表面的被测传感器。本发明还涉及轴承间隙测量装置、包括用于支撑轴或舵叶的轴承的舵以及用于测量支撑轴或舵叶的轴承的磨损的方法。

在大舵的情况下,例如,用于集装箱船的,已知的是当舵被设计为全悬挂舵时通过舵主干将舵轴远距引入舵叶内部。一般地,在舵主干自由端处的舵轴安装到轴颈轴承中,轴颈轴承布置在舵主干与舵轴之间且设计为例如普通轴承。普通轴承能够可替代地或者另外地还布置在舵主干与舵轴之间的其它位置处。轴颈或其它普通轴承还可以布置在舵主干与舵叶之间,也即,放置在舵主干的外侧。然而,这种普通轴承或类似的普通轴承还能够用于例如支撑轴。该轴承或类似的轴承尤其用于大集装箱船的螺旋桨轴的情况。

在使用过程中,轴承变得磨损,并且因此必须实施轴承的非常复杂的更换,其中舵叶和/或螺旋桨必须从舵轴和/或螺旋桨轴分别去除。



背景技术:

ep1780118b1公开了测量轴颈轴承间隙以检查轴承的磨损已经进展多远的带手柄的装置。该装置能够经由舵叶中的襟翼例如通过俯冲机插入轴承中,从而能够在不去除舵叶的情况下测量轴颈轴承间隙以及因此测量轴承的磨损。

wo2011/117301a1公开了包括用于将舵叶或舵轴支撑在船体上的至少一个轴承的用于船的舵。该轴承具有内轴承部和以滑动方式抵靠内轴承部的外轴承部。磨损销布置在外轴承部上或内轴承部上,外轴承部或内轴承部以滑动方式抵靠内轴承部和外轴承部中的另一个。磨损销从外部插入外轴承部的通孔并且穿过该通孔,从而其以滑动方式接触内轴承部。磨损销能够从外轴承部外部去除。

这在上述现有技术中产生了已知的磨损销相对于剪力脆弱并且因此存在由于随着磨损销与轴承部的滑动接触而发生的摩擦力和剪力而对磨损销造成损坏的风险的问题。

此外,存在布置在通孔中的磨损销中会有游隙尤其是径向游隙的问题,这会意味着磨损性不是持续地可滑动地布置在内轴承部上,并且轴承磨损不能被可靠地测量。此外,由于通孔的相对角度的尺寸,而通孔不得不接收磨损销,因此外轴承部的结构弱化会发生。

发明概述

本发明的目的是解决规定的问题以及提供用于安装尤其是舵轴的轴或舵叶的轴承,利用该轴承,能够持续地监视、确定以及任选地记录轴承间隙或者轴承磨损。该目的是通过根据本发明的用于支撑尤其是舵轴的轴或舵叶的轴承来实现的。该目的还通过轴承间隙测量装置以及通过用于船的舵和用于测量轴承的磨损的方法来实现。

根据本发明,提出了用于支撑尤其是舵轴的轴或者舵叶的轴承,包括第一轴承元件和第二轴承元件,其中该第一轴承元件具有用于以滑动方式接触第二轴承元件的滑动表面,以及具有以滑动方式接触第二轴承元件的磨损表面的至少一个被测传感器,其中所述至少一个被测传感器不是销形的。

在根据本发明的用于支撑轴的轴承的实施方案中,轴承能够形成为例如用于舵轴的轴承。然而,用于支撑轴的轴承还能够设计为用于螺旋桨轴的轴承,尤其是用于水运工具的螺旋桨轴。另外,根据本发明的轴承原理上适用于任何轴或轴承,尤其是高负载轴或轴承,在该情况下,由于轴磨损或轴承磨损会存在轴游隙或轴承间隙或轴颈轴承间隙。特别地,根据本发明的轴承适合于尤其在高负载下其中会发生磨损以及因此轴承间隙增加的任何普通轴承。轴承能够设计为普通轴承,例如设计为包括普通轴承的轴颈轴承。轴承还能够优选地设计为径向轴承,然而,本发明还适合于轴向轴承或组合式径向和轴向轴承。在本发明的意义下,轴承能够因此设计为普通轴承、轴颈轴承、径向轴承、轴向轴承、组合式径向和轴向轴承以及规定的轴承类型以及还有任何其它适合的轴承的组合。

如果根据本发明的轴承设计为支撑舵轴,则该轴承可因此布置在舵轴的下端区域中,例如,在舵轴的下端区域与舵主干之间。另外,然而,还可能是根据本发明的轴承布置在舵轴的上端区域中,尤其是布置在船体内的舵轴的上端区域中。用于支撑尤其是舵轴的轴的一个或多个这样的轴承能够布置在轴上,尤其是布置在舵轴上。轴承还能够布置在舵轴的任何适合的位置处。轴承的第一轴承元件形成有用于以滑动方式接触第二轴承元件的滑动表面,其中第二轴承元件优选地布置在轴上,尤其是在舵轴上和/或在螺旋桨轴上,并且第一轴向元件优选地布置在引导元件上,诸如舵主干或用于螺旋桨轴的壳体。根据本方面的被测传感器还设计有用于以滑动方式接触第二轴承元件的磨损表面。由于设有被测传感器的磨损表面,有益的是被测传感器的磨损表面的磨损有可能代表轴承的磨损或者与轴承的磨损相关。被测传感器的磨损因此能够指示用于支撑轴的轴承的磨损。在此,尤其由于磨损表面相对于第二轴承元件的滑动而发生被测传感器的磨损表面的磨损。

在当前的情况下,被测传感器也应理解为是指传感器或探针或测量设备。尤其是,术语被测传感器包括任何能够确定被测传感器的磨损表面的磨损并且任选地能够转送有关磨损的信息或数据的装置。

特别的优点源自于被测传感器不是销形的事实,其中术语“销形的被测传感器”应理解为是指具有圆柱形主体和基本细长设计的被测传感器。优选地,当被测传感器的纵轴线的长度与被测传感器的垂直于纵轴线的长度或范围之比大于1.2时,优选地大于1.5时,尤其优选地大于2.0时,提供细长设计。术语“销形的被测传感器”还可以包括具有多边形形式的截面并且具有大致细长设计的被测传感器。特别地,销形被测传感器应理解为是指具有圆柱形主体或者多边形形式的截面以及大致细长设计的被测传感器,其中磨损表面优选地基本垂直于或横向于被测传感器的纵轴线。

虽然新的被测传感器可以具有多边形形式的截面以及大致细长设计的主题,但是磨损表面则不布置在被测传感器的一个端面上或者不布置在一侧,即大致垂直于或横向于被测传感器的纵轴线的外侧或平面。在该情况下,新的被测传感器如此优选地不是销形,以磨损表面不垂直于或横向于被测传感器的纵轴线的方式。被测传感器的磨损表面优选地大致平行于被测传感器的纵轴线。在该情况下,磨损表面不布置在端面上,而是布置在与被测传感器的纵轴线平行的侧面上。

圆柱形磨损销是现有技术已知的,其在圆柱形磨损销的一个端面上具有磨损表面。已知的磨损销布置在外轴承部中,使得它们穿过外轴承部,并且磨损销的纵轴线垂直于内轴承部。由于已知的磨损销的定向和形状,所述销关于剪力是脆弱的。因此,存在由于随着磨损销接触内轴承部而发生的摩擦力和剪力引起的对磨损销的损坏的风险。

如果新的被测传感器不是销形,其中其实际上可以具有大致细长设计,虽然磨损表面则不大致垂直于或横向于被测传感器的纵轴线,但是反而优选地取向成相对于被测传感器的纵轴线大致平行,所述被测传感器能够因此经由磨损表面而与第二轴承元件滑动接触,通过该方式,轴承轴线不垂直于所述第二轴承元件。因此有益地降低了由于随着被测传感器与第二轴承元件的滑动接触而发生的摩擦力和剪力引起的对被测传感器的损坏的风险。

由于销形被测传感器省去,用于支撑轴的轴承,包括被测传感器,能够承受高负荷,尤其是在支撑舵轴的轴承中出现的高负荷。非销形被测传感器优选地固定连接到第一轴承元件,并且尤其是不能从第一轴承元件拆卸或去除。

本发明的有益发挥咱的特征在于从属权利要求。

被测传感器的磨损表面优选地以对应于圆柱体或圆锥体的横向表面的一部分的方式来设计。

在当前情况下圆柱体或圆锥体的横向表面的一部分表示圆柱体或圆锥体的横向表面的任何子区域,尤其还是整个区域。圆柱体或圆锥体的横向表面的一部分还应当理解为意指圆柱体或圆锥体的横向表面的内侧的一部分以及圆柱体或圆锥体的横向表面的外侧的一部分,使得,取决于视点,当观看圆柱体或圆锥体的横向表面的外表面的部分时,圆柱体或圆锥体的横向表面的部分具有凸形,或者当观看圆柱体或圆锥体的横向表面的内表面的部分时,具有凹形。根据本发明的优点源自于如下事实:即,由于第二轴承元件具有与被测传感器的磨损表面的形状互补的滑动表面,在该滑动表面上,被测传感器的磨损表面能够以滑动方式布置,在被测传感器的磨损表面与第二轴承元件的互补的滑动表面之间总是存在平齐接触。尤其是,因此有利的是第二轴承元件的滑动表面同样具有圆柱体或圆锥体的横向表面的一部分的形状,在该滑动表面上能够布置有被测传感器的磨损表面以便进行滑动接触,其中对应的虚拟圆柱体具有与形成被测传感器的磨损表面的形状的基础的对应的虚拟圆柱体具有基本相同的半径。由于根据本发明的被测传感器的磨损表面以及所得到的被测传感器的磨损表面与第二轴承元件的滑动表面之间的平齐接触,被测传感器的磨损以及因此用于支撑轴的轴承的磨损的持续检测或判定是可能的,因为由于被测传感器的磨损表面与第二轴承元件的滑动表面的平齐接触而使得被测传感器的磨损表面的磨损代表了轴承的磨损或者与轴承的磨损直接相关。

更优选地,被测传感器插座或凹部,尤其是优选地狭槽形的盲孔,或者凹槽或通道或台阶布置在第一轴承元件的滑动表面中,其中至少一个被测传感器布置在被测传感器插座或凹部中,并且其中被测传感器能够插入被测传感器插座和/或能够唯一地从滑动表面的侧部从被测传感器插座去除。

尤其是利用呈狭槽形的或细长盲孔或凹槽或通道或台阶形式的被测传感器插座或凹部的设计,其优选地在其滑动表面中沿第一轴承元件的纵向设置,具有大致细长设计和不垂直于或横向于被测传感器的纵轴线延伸的磨损表面的被测传感器能够布置在或者布置在被测传感器插座或凹部中,使得被测传感器的纵轴线不垂直于滑动表面,并且在轴承衬垫的情况下不与轴承沉淀成径向。被测传感器的纵向或纵轴线则优选地平行于轴承元件的纵向,或者在轴承衬垫的情况下沿轴承衬垫的纵向或者大致沿轴承衬垫的周向取向。因此,降低了由于剪力和摩擦力导致损坏被测传感器的风险。

由于被测传感器在被测传感器插座或凹部的有益布置,尤其是被测传感器在狭槽形盲孔或凹槽或通道或台阶中的有益布置,被测传感器能够凹陷到轴承元件中,并且因此,被测传感器的磨损表面尤其是与第一轴承元件的滑动表面成排布置或者总是与第一轴承元件的滑动表面平齐。特别地,被测传感器不从第一轴承元件的滑动表面突出。这有益地意味着,由于第一轴承元件与第二轴承元件的平齐的滑动接触,被测传感器的磨损表面同时也以平齐的方式接触第二轴承元件。另外,有益的是,由于被测传感器布置在第一轴承元件的被测传感器插座或凹部中,不必提供用于被测传感器的另外的保持件或者安装或紧固装置,从而得到了包括被测传感器的轴承的简化生产。优选地为狭槽形的盲孔或凹槽或通道或台阶尤其有益地在此适合于接收优选地不是销形的被测传感器。另外,呈狭槽形或细长盲孔或凹槽或通道或台阶形式的被测传感器插座或凹部的设计意味着,不仅基本在某点或者以极其局域化方式测量磨损,而且能够在通过被测传感器插座或凹部或被接纳在凹部中的被测传感器的细长设计所确定的某扩展区域上测量磨损。因此确保了磨损测量的精度提高。

由于被测传感器有益地能够插入被测传感器插座和/或能够唯一地从滑动表面的侧部从被测传感器插座去除,现有技术中的布置在通孔中的磨损销会在通孔内具有游隙的问题,尤其径向游隙的问题得以弥补。被测传感器在此插入被测传感器插座,优选地从滑动表面的侧部,通过滑动表面,然后尤其在径向上被优选地设在被测传感器插座或凹部中的被测传感器插座或凹部的底部或底座支撑,使得被测传感器在轴向元件中的径向游隙以简单的方式得以避免。尤其是当被测传感器插座或凹部形成为盲孔、凹槽、通道或台阶时,盲孔、凹槽、通道或台阶具有从滑动表面的方向考虑时优选地限定盲孔、凹槽、通道或台阶的最低点的底部或底座。底座或底部则形成了被测传感器的尤其是在径向接触面上的接触面,使得该接触面相对于径向上的运动受阻,尤其是利用轴承衬垫时。

被测传感器插座或凹部能够优选地沿纵向或者沿横向或周向布置在第一轴承元件的滑动表面中,使得被测传感器随后也优选地沿纵向或者沿横向或周向布置在第一轴承元件的滑动表面中。如果第一轴承元件形成为用于支撑舵轴的轴承的部分,尤其是形成为轴承衬垫,则当舵轴布置在用于支撑舵轴的轴承中时,轴承元件的纵向如此对应于舵轴的纵向。然而,被测传感器插座或凹部还能够在任何其它适合的取向上设置在第一轴承元件的滑动表面中。

通过沿轴承元件的纵向布置被测传感器或被测传感器插座或凹部,被测传感器的简化生产是可能的,因为被测传感器的磨损表面不必适应滑动表面的曲线或者仅需要少量地适应滑动表面的曲线,尤其当第一轴承元件形成为轴承衬垫时。此外,轴承或轴承元件的任何磨损也能够有益地在轴承元件的纵向上的较大的测量区域内确定,而无需任何附加的被测传感器。

在用于支撑轴的轴承的优选实施方案中,做出规定使得第一轴承元件是轴承衬垫,和/或第一轴承元件能够布置在舵主干的主干管的内侧尤其是内壁上,和/或第一轴承元件能够布置在舵主干的主干管的外侧上,和/或第二轴承元件能够布置在舵轴上或者可以形成为舵轴的部分,和/或第二轴承元件能够布置在舵叶上,和/或轴承能够布置在主干管与舵轴之间,和/或轴承能够布置在主干管与舵叶之间。

在有益的实施例中,第一轴承元件因此能够布置在舵主干的主干管的内侧,并且第二轴承元件能够布置在舵轴上或者能够形成为舵轴的部分。在该有益的实施方案中,第一轴承元件和第二轴承元件因此形成将舵轴支撑在舵主干内或者舵主干的主干管内的轴颈轴承或径向轴承。由此有益的实现了,舵轴的支撑,尤其在舵轴的下端区域中的支撑,在最大剪力、扭力和压缩力和应力作用于舵轴、舵主干的主干管和轴承上的沿舵轴的位置处的舵主干中的支撑。由于有益的布置,在存在最高负荷以及因此轴承的最大磨损风险的位置因此确定轴承的磨损。

此外,能够有益地规定,使得第二轴承元件形成为舵轴的部分。在该有益的实施方案中,因此不必将独立的第二轴承元件布置在舵轴上,而是舵轴或者舵轴的表面的一部分形成了第二轴承元件。省去第二轴承元件或者将第二轴承元件形成为舵轴的部分使得简化构造以及有较低的维护和生产成本。

还有益的是,第一轴承元件能够布置在舵主干的主干管的外侧,并且第二轴承元件布置在舵叶上,尤其是在用于舵主干的舵叶中的接纳空腔的内侧。该有益的实施方案尤其适合于舵叶由布置在舵叶与舵主干的主干管之间的轴承来支撑时。

同样在该有益的实施方案的情况下,原理上有可能使得第一轴承元件形成为舵主干的主干管的部分或者第二轴承元件形成为舵叶的部分。

另外,原理上还可能的是,第一轴承元件和第二轴承元件的辊被交换,从而例如第一轴承元件能够布置在舵轴上或者能够形成为舵轴的部分后者第一轴承元件能够布置在舵叶上。

此外,还可能的是,被测传感器具有用于以滑动方式接触第一轴承元件的磨损表面,然而,具有用于以滑动方式接触第二轴承元件的磨损表面的被测传感器是优选的。

轴承的有利的发展做出规定,使得被测传感器具有导电材料,导电材料布置在被测传感器的磨损表面的区域中,用于测量被测传感器的磨损,并且导电材料优选地形成为至少一层或导体层和/或至少一个导体电路和/或至少一个导体通路。

该实施方案的优点在于,被测传感器的磨损表面的磨损以及因此用于支撑轴承的轴承的可能的磨损,能够通过持续地测量导电材料的导电性或电阻或短路来确定。因此,有益的是轴颈轴承的磨损的自动的、故障耐受检测、确定或监视是可能的。

轴承的磨损优选地借助电子被测传感器来测量,其完全在没有任何移动部件的情况下工作。还优选的是,轴承的磨损的测量能够在轴承的干燥状态和湿的状态下实施。如果轴承被设计为用于舵轴或用于螺旋桨轴的轴承,则轴承的磨损的测量也能够在轴承的浸没状态下实施。在该浸没状态下,被测传感器的磨损表面通常由水围绕,尤其是海水。

进一步有利的实施方案做出规定,使得导电材料被设计为至少两层或导体层和/或设计为至少两个导体电路或者设计为至少两个导体通路,其中在被测传感器的未磨损状态下,至少两层或导体层和/或至少两个导体电路和/或至少两个导体通路彼此电绝缘。

在被测传感器的未磨损状态下,因此在至少两个导体通路和/或导体电路和/或导体层之间没有导电连接,并且因此至少两层之间的导电性或者至少两个导体电路之间的导电性和/或至少两个导体通路之间的导电性基本上消失或者两层之间的电阻根本上极高。尤其是,在未磨损状态下不会测量到至少两层、导体电路或导体通路之间的短路。如果有益地在被测传感器的两个导体通路、层或导体电路之间没有短路或者在被测传感器的两个导体通路、层或导体电路之间测得的导电性基本上消失,则至少两层、导体电路或导体通路之间的短路或导电性的消失或不可测得如此表明了未磨损的被测传感器,并且因此表明用于支撑轴的轴承没有磨损或者仅少量磨损。如果相反被测传感器的磨损表面已经磨损并且因此用于支撑轴的轴承已经磨损,则在磨损状态下在至少两层、导体电路或导体通路之间会发生短路,该短路能够被测得并且表明轴承的磨损或者表明轴颈轴承间隙。电阻或短路的测量因此构成了用于支撑轴的轴承的磨损的测量的尤其简单的实施方案。

优选地,提供2至20层或导体层和/或导体电路和/或导体通路。尤其优选地,提供3至10层或导体层和/或导体电路和/或导体通路。

因此,优选地仅存在两种可供用来测量被测传感器的磨损表面的磨损的测量方法。在第一测量方法中,磨损表面的磨损能够被确定,因为一个或多个层或导体层和/或导体电路和/或导体通路磨损或破坏,即,这些层、导体电路或导体通路不再导电。单个层或多个层、导体电路或导体通路的电阻的突然升高因此表明了被测传感器的磨损表面的磨损程度。该测量方法适合于干燥的轴承。干燥轴承能够存在于例如用于舵轴的轴承的情况下,当船处于干燥船坞或在没有压舱物的情况下航行时,使得轴承位于水面之上。

在第二测量方法中,测量至少两层、导体电路或导体通路之间的导电性或短路。这因此尤其有益,因为第二测量方法能够还应用于湿轴承的情况或者导电的第二轴承元件的情况下,诸如金属舵轴。如果具体地,轴承处于浸没以及因此湿的状态下,则轴承因此被充满了水或海水。如果单个层、导体电路或导体通路磨损,则海水会继续产生单个层、单个导体电路或者单个导体通路的其余部分或连接的端部或端面之间的电接触。如果相反诸如金属舵轴的金属轴抵靠在被测传感器的磨损表面上,则在磨损层、导体电路或导体通路的情况下的电接触因此能够通过金属轴而产生于单个层、单个导体电路或者单个导体通路的其余部分或连接的端部或端面之间。

相反,在第二测量方法中,仅在磨损状态希艾在各个层、导体电路或导体通路之间发生短路,因为在未磨损状态下,单个导体层、导体电路或导体通路彼此电绝缘。

优选的实施方案因此提供了用于测量被测传感器的磨损表面的磨损的两个互补的测量方法,其中尤其地用于在湿轴承的情况下测量两个导体层、导体电路或导体通路之间的短路的第二测量方法是优选的。然而,两个测量方法还能够同时应用。

在被测传感器的未磨损状态下,至少两个层或导体层和/或至少两个导体电路和/或至少两个导体通路优选地彼此绝缘并且以液密方式相对于周围环境绝缘。

尤其有益的发展做出规定,使得至少两个层或导体层和/或导体电路和/或导体通路布置在距磨损表面的不同距离处,和/或至少两个层或导体层和/或导体电路和/或导体通路彼此相邻地布置,优选地在100μm至1000μm的距离处,尤其优选地在200μm至700μm的距离处,尤其优选地在400μm至600μm的距离处。

此处,至少两层、导体电路或导体通路与磨损表面之间的相应的距离可以至少在磨损表面的附近的区域中或者在导体电路、导体通路或层的任意点处优选地是恒定的,其中该距离是例如根据磨损表面与层、导体电路或导体通路的正交线的交叉点来确定的,然而,这些距离还可以沿着导体层、导体电路或导体通路而变化。导体层或导体电路或导体通路的距离之差也可以恒定或者可以变化,其中距离差是例如根据磨损表面与层、导体电路或导体通路的正交线的交叉点来确定的。然而,原理上还可能是,层、导体电路或导体通路具有距被测传感器的磨损表面的相同的距离。层、导体电路或者导体通路尤其优选地取向或布置成至少在磨损表面附近的区域中基本平行于磨损表面和/或彼此平行。还优选的是,层、导体电路或导体通路并排存在,即,至少部分地存在于共同的虚拟表面或平面中,其中该表面或平面优选地平行于磨损表面取向。因为磨损表面以对应于圆柱体的横向表面的部分的方式形成,所以该表面或平面优选地同样形成为圆柱体的横向表面的部分。然而,该表面或平面还可以是非曲线的。另外的层、导体电路或导体通路也能够至少部分地位于另外的表面或平面中,其中另外的表面或平面优选地平行于磨损表面取向,但是与第一表面或平面相比具有距磨损表面的不同的距离。

此外,尤其还可能是,层、导体通路或导体电路从磨损表面突出或者直接结束于磨损表面处。层、导体通路或导体电路还能够与磨损表面成角度尤其地成直角布置,或者能够朝向磨损表面成锥形。层、导体通路或导体电路则能够从磨损表面突出或者能够结束于磨损表面或者能够结束于磨损表面附近,即,在被测传感器的区域中,该被测传感器布置在磨损表面的附近,尤其地在磨损表面的正附近。

尤其当至少两个层、导体电路或导体通路布置在距磨损表面的不同距离处时,这得到了一个优点,其中距离另外地基本上优选地恒定。如果磨损表面磨损,则磨损表面是逐层地磨损,直至最终第一导体层、导体电路或导体通路被露出且与第二轴承元件直接的、滑动接触。如果现在发生另外的磨耗,则第一层或导体电路或导体通路被破坏,这尤其在干燥轴承的情况下能够导致第一导体层的电阻的突然的可测升高,由此能够确定磨损表面的磨损。如果磨耗随后继续发生,则第二层或另一层、导体通路或导体电路最终也露出在磨损表面上,并且同样由于进一步磨损而破坏,从而现在能够确定持续的磨损。另外,还可能的是,随着被测传感器的磨损表面的磨损,修改了层、导体电路或导体通路的位置和形状,尤其是由于剪力、压缩力或张力,使得这些在磨损状态下彼此电接触,因此在层、导体电路或导体通路之间发生短路。当层、导体通路或导体电路与磨损表面成角度、优选地成直角布置或者超偶数表面成锥形时,情况尤其如此。

然而,优选的是,至少两个层、或导体层和/或导体电路和/或导体通路与磨损表面基本平行地布置。在该情况下,接连的另外的层、导体电路或导体通路由于磨耗而露出在磨损表面上并且会由于进一步的磨损而破坏。在各个层、导体电路或导体通路之间由于水、尤其是海水,或者由于金属的第二轴承元件,而产生短路。如果发生该类型的电短路,则通过确定该短路就能够确定被测传感器的磨损以及因此确定轴承的磨损。被测传感器的磨损表面的磨耗进展越多,布置为靠近磨损表面的层、导体电路或导体通路的数量越大,因为层、导体通路或导体电路距磨损表面的距离已经减小。被测传感器的磨损表面的磨损,尤其是被测传感器的磨损表面的磨损程度,因此能够通过各个导体通路、层或导体电路之间,尤其是相邻的导体通路、层或导体电路之间的短路的接连判定或者通过导体通路、层或导体电路的变化的电阻的接连判定来确定。为了精确地确定磨损,有利的是层、导体电路或导体通路仅布置在距离彼此或者距磨损表面的短距离处。该距离优选地位于从100μm至1000μm的范围内,尤其优选地在200μm至700μm的范围内,尤其优选地在400μm至600μm的范围内。该距离确定测量精度。如果甚至是导体层、导体电路或导体通路的数量至少部分地布置在平行于磨损表面的表面或平面中,则能够在这些导体层、导体电路或导体通路之间测得短路。在该情况下,对于磨损的测量,磨耗不必持续到这样的程度:已经有布置在距磨损表面不同距离处的多个导体层、导体电路或导体通路被破坏。

本发明的主题的进一步有利的发展的特征在于,被测传感器包括控制单元,其中该控制单元设计成通过检测电阻的变化和/或通过测量在被测传感器的未磨损状态下彼此电绝缘的两个层和/或导体电路和/或导体通路之间的短路来检测被测传感器的磨损。

控制单元的设置具有如下优点:电阻的变化的测量和/或短路的测量能够自动化,这导致对测量过程的有益的简化以及对故障的免疫性。此外,控制单元可以包括例如计算单元,尤其是可编程计算装置,诸如微处理器。由于适当的编程,因此能够有益地定义被测传感器或控制单元的工作原理。通过示例的方式,有可能确定控制单元永久地或持续地测量被测传感器的两个层、导体电路或导体通路之间的电阻或短路。然而,测量能够在先前定义的间隔处发生。还可以定义对于电阻的变化或者对于短路的测量的测量范围和测量容差。原则上还有可能的是,被测传感器的控制单元持续地或者在预定义的时间间隔处发送电阻或短路的测得的变化到上级计算单元。来自多种被测传感器的信息则能够在上级计算单元中组合,使得能够确定轴承的轴承间隙或轴颈轴承间隙的磨损的精确测量,尤其在被测传感器分布于舵轴或轴承的周边上的情况下。被测传感器的控制单元更有益地还可以具有电源,诸如电池。然而,优选地做出规定,使得被测传感器或被测传感器的控制单元经由外部电源被供给电力。电源为被测传感器供给优选地在2v与10v之间的电压,尤其优选地为5v的电压。电源更优选地与例如船的机载电源电位隔离。然而,控制单元还可以布置在被测传感器之外。然而,控制单元或上级计算单元在任何情况下必须可操作地连接以进行与电阻或短路的测量,其中可操作连接优选地通过导电传导装置来产生。此外,还可能的是不设置控制单元,上级计算单元关于电阻或短路的测量实施层、导体电路或导体通路的逻辑查询。

在轴承的特定的实施方案中,做出规定,使得导电材料布置在载体中,尤其是电路板或印刷电路板中,和/或导电材料和/或载体以非金属材料,尤其是合成树脂布置或成型。

在载体或电路板或印刷电路板中有益的布置导电材料确保了在未磨损状态下导电材料的静止固定,导电材料仅会由于被测传感器的磨损表面的磨损增加而变化,并且因此会由于载体,尤其是电路板或印刷电路板的磨损增加而变化。这使得能够精确且可靠的判定被测传感器的磨损表面的磨损。在载体中,尤其是在电路板或印刷电路板中布置导电材料,有益地还允许被测传感器的控制单元同样能够布置在载体上或载体中,使得提供被测传感器的易于预先生产的测量单元,其由载体或电路板或印刷电路板、导电材料和控制单元构成。这使得生产具有高成本效益。另外,轴承的生产简化,因为仅仅由载体和导电材料以及任选的控制单元构成的整体单元必须布置在轴承中。

通过以非金属材料、尤其是以合成树脂成型出导电材料,适应轴承的空间条件的被测传感器由于合成树脂的塑性以及由于在成型过程中非金属材料的塑性而能够被设置。这尤其开拓了轴承或轴承的被测传感器的各种可能的应用。此处,导电材料还能够直接以非金属材料或者以合成树脂成型,然而,还可能的是,载体、尤其是电路板或印刷电路板,包括待成型到合成树脂中的导电材料。

另一优选的实施方案做出规定,使得第一轴承元件和/或第二轴承元件具有被测传感器插座或凹部,尤其是优选地槽型盲孔或凹槽或通道或台阶,并且至少一个被测传感器布置在被测传感器插座或凹部中,其中被测传感器优选地利用非金属材料、尤其是利用合成树脂固定在被测传感器插座或凹部中。

由于被测传感器有益的布置在凹部中,使得被测传感器有可能凹陷到轴承元件中,从而被测传感器的磨损表面尤其与第一轴承元件的滑动表面成排地或总是平齐地布置。特别地,被测传感器不从第一轴承元件的滑动表面突出。这有益地意味着,当第一轴承元件以平齐且滑动的方式接触第二轴承元件时,被测传感器的磨损表面同时也以平齐的方式接触第二轴承元件。

另外,有益的是,通过将被测传感器布置在第一轴承元件的凹部中,不必设置另外的用于被测传感器的保持件或安装或紧固装置,从而使得包括被测传感器的轴承的生产简化。优选的槽形的盲孔或凹槽或通道或台阶在此尤其有益地适合接收优选地不是销形的被测传感器。另外,呈槽形或细长盲孔或凹槽或通道或台阶形式的凹部的设计意味着,不仅大致在某点或者以极其局域化的方式测量磨损,而且能够在凹部或被接纳在凹部中的被测传感器的细长设计所确定的某扩展区域上测量磨损。从而确保了磨损测量的精度提高。利用非金属材料,尤其是利用合成树脂固定被测传感器确保了被测传感器牢固地固定在凹部内,使得被测传感器不会从凹部掉出,甚至在轴被去除时,例如当舵轴被去除时,也不会从凹部掉出。另外,非金属材料或合成树脂具有比第一轴承元件和/或第二轴承元件低的耐磨耗性。因此,有益地确保被测传感器的磨损表面总是与第一和/或第二轴承元件的滑动表面成排,并且通过被测传感器测得的被测传感器的磨损表面的磨损正确地表示轴承或轴承元件的磨损。然而,原则上还可能的是,合成树脂的耐磨耗性或者被测传感器的耐磨耗性等于、大于或小于第一和/或第二轴承元件的耐磨耗性。

轴承的另一优选的发展的特征在于,贯通轴承元件的开口,尤其是通孔,形成在被测传感器插座或凹部的壁和/或侧壁中,尤其地在被测传感器插座或凹部的底部和/或底座中,并且被测传感器的信号传导装置,尤其是电线或电缆,被引导通过开口。

贯通轴承元件的开口优选地具有0.5mm与5cm之间的直径,尤其优选地在1mm与2cm之间,尤其优选地在5mm与1cm之间。

凹部或被测传感器插座因此具有大于开口或通孔的直径。凹部或被测传感器插座还可以在开口方向上成锥形,使得在第一轴承元件的滑动表面的平面中凹部或被测传感器插座的直径大于开口或通孔的直径。因此,确保了凹部或被测传感器插座具有能够充当被测传感器的接触面从而防止被测传感器在凹部中的任何游隙,尤其是径向游隙的底部或底座。在锥形的凹部或锥形的被测传感器插座的情况下,朝向彼此聚敛的凹部或被测传感器插座的侧壁充当接触面。

凹部或被测传感器插座优选地具有对应于轴承元件的厚度的10%与90%之间的深度,尤其是第一轴承元件的。凹部或被测传感器插座尤其优选地具有对应于轴承元件的厚度的20%与70%之间的深度。凹部或被测传感器插座尤其优选地具有对应于轴承元件的厚度的30%与50%之间的深度。

信号传导装置优选地连接到被测传感器或者被测传感器的控制单元,并且设计成转送被测传感器记录的被测数,尤其是与被测传感器的磨损有关的被测数。信号传导装置优选地将被测传感器的被测数转送给上级计算单元,上级计算单元优选地接收来自多个被测传感器的数据。信号传导装置有利地是电线或电缆,通过该电线或电缆能够以模拟或数字形式传导电信号,控制单元优选地将该电信号发送给上级计算单元。然而,原则上还可能的是,信号传导装置直接连接到导电材料,或者层或导体电路或导体通路,并且上级计算单元或控制器直接测量导电层、导体电路或导体通路的电阻或短路,而无需被测传感器的中间控制单元。信号传导装置还能够连接到发送和/或接收单元,发送和/或接收单元将从控制单元单元获得的数据无线地发送到上级计算单元,或者接收来自上级计算单元的数据和指令并且将这些转送到被测传感器的控制单元。用于向被测传感器或被测传感器的控制单元供电的装置,尤其是导电电缆或电线,也能够被引导通过开口。优选地,仅信号传导装置以及任选的用于供电的装置被引导通过凹部的侧壁中的开口。特别地,没有销形被测传感器被引导通过开口。

在本发明的特别有利的实施方案中,做出规定而使得第一轴承元件被具体实施为轴承衬垫,轴承具有分段环,其中分段环的至少一段包括至少一个被测传感器,并且分段环优选地布置在围绕轴承衬垫内侧绕周向延伸的凹部中。

分段环优选地具有内侧或内面。分段环的包括至少一个被测传感器的至少一段同样具有内侧或内面。分段环的包括至少一个被测传感器的段的内侧或内面在此至少部分地形成为被测传感器的磨损表面。包括至少一个被测传感器的段还称为传感器段。通过提供分段环以及将分段环的至少一个段形成为传感器段,被测传感器或轴承能够以特别简单的方式进行处置。分段环的不包括被测传感器的段还称为夹紧段。夹紧段和传感器段优选地在分段环的周边交替。此处,传感器段和夹紧段能够布置为彼此固定,然而,还可能的是,段单独地插入在轴承衬垫的内侧沿周向环绕的凹部中或者布置在凹部中。还有利的是,传感器段和夹紧段均具有类似的、尤其是相同的耐磨耗性,并且因此,分段环具有在分段环的整个内侧或内面上相似或相同的磨耗行为并且在负荷下具有近似相似或相同的材料去除。传感器段和/或夹紧段可以包括青铜或者由青铜构成。然而,传感器段和/或夹紧段还可以包括其它适合的材料或者由其它适合的材料构成,例如合成材料或合成树脂。

在轴承的另一有利的实施方案中,做出规定而使得轴承衬垫形成为两部分,其中第一轴承部和第二轴承部优选地形成为与轴承衬垫相比具有减小的轴向长度的副轴承衬垫,其中分段环布置在第一轴承部与第二轴承部之间,其中轴承部在它们彼此朝向的区域中优选地具有沿周向环绕的优选l形的轮廓,其中相邻布置的、优选l形的轮廓形成凹部,分段环布置在凹部中。

由于分段环优选地布置在凹部中,分段环轴向地紧固到由第一轴承部和第二轴承部形成的衬垫组件中。此处,l形轮廓可优选地通过形成台阶或通道而提供。利用该有益的实施方案,使得轴承的特别简单的构造成为可能。可以优选地提供该第一轴承部。分段环则尤其优选地布置在沿周向围绕第一轴承部延伸的l形轮廓中并且以液密方式连接到第一轴承部。第二轴承部则以如下方式布置到第一轴承部上:沿周向绕第二轴承部延伸的l形轮廓同样布置在分段环上。第二轴承部随后也以液密方式连接到周向环和第一副轴承。一旦这些步骤已经实施,如此能获得连续的、一部分式轴承衬垫,其包括分段环,其中至少一段包括至少一个被测传感器。由第一轴承部、第二轴承部和分段环构成的轴承衬垫则可以布置在例如舵主干的主干管中。为了确保轴承衬垫在舵主干的主干管中牢固装配,轴承衬垫可以被冷冻以便轴承衬垫插入主干管中。然而,还可能的是,最初仅第一轴承部被冷冻且插入主干管中。分段环随后插入主干管中,使得分段环被接纳在沿周向围绕第一轴承部延伸的l形轮廓中。分段环也可以为此母第二冷冻。最后,第二轴承部被冷冻且插入主干管中,使得围绕第二轴承部延伸的l形轮廓布置在分段环上。在这些单独的步骤中的每一个之后或者一旦全部这些单独的步骤已经执行,单独的元件,即第一轴承部和第二轴承部,还有分段环,都以液密方式彼此连接。

轴承衬垫的两部分实施方案的特别的优点在于,在将分段环布置在绕轴承衬垫的内侧延伸的凹部中之后,包括至少一个被测传感器的分段环布置在第一轴承元件或轴承衬垫内的尤其有利的测量位置处。

然而,可替代地,或者另外地,将包括具有被测传感器的至少一段的分段环附接到轴承衬垫的端面也是可能的。然而,将分段环附接在轴承衬垫内是有益的,因为一般地在轴承衬垫的端面处的磨损通常不如轴承本身的磨损那样严重。

在另一方面,形成本发明的基础的目标是通过轴承间隙测量装置来实现的,尤其是用于测量轴承的轴承间隙的轴承间隙测量装置,尤其是舵轴或舵叶的轴承,尤其是轴颈捉虫,包括根据先前任一所述实施方案的轴承,其中做出规定使得轴承间隙测量装置具有计算单元,该计算单元设计成接收并处理至少一个被测传感器的信号和/或信息。

轴承间隙测量装置还可以称为磨损测量装置或轴承磨损测量装置。

轴承间隙测量装置的计算单元有益地设计成接收和处理来自至少两个被测传感器的信号和/或信息。计算单元优选地以如下方式设计:如果检测到磨损增加,则输出警告或信号或消息。消息能够在输出单元上输出并且可以包括可视或可听消息。计算单元还可以具有存储器单元,使得通过存储和评估至少一个被测传感器的数据,能够无空隙地或者连续地记录用于支撑轴的轴承的磨耗性磨损能够。另一有利的发展做出规定,使得轴承间隙测量装置的计算单元将信号和信息发送到至少一个被测传感器。计算单元能够因此例如通过发送信号到所述被测传感器来提示被测传感器,以通过测量电阻和/或短路来确定轴承间隙测量装置的当前磨损。

如果轴承间隙测量装置的磨损或者用于支撑轴的轴承的磨损被指示于输出装置上,则可以采取适当的措施,例如,更换用于支撑轴的轴承。

在另一方面,形成本发明的基础的目标是通过提供用于船的舵来实现的,包括舵轴和布置在舵轴上的舵叶,其中做出规定使得舵包括在前述实施方案和/或前述轴承间隙测量装置中的一个中的轴承。

在舵的有益的发展中,做出规定使得舵具有包括主干管的舵主干,轴承布置在主干管与舵轴之间,和/或轴承布置在主干管与舵叶之间,和/或在外侧或内侧的主干管具有引导装置,尤其是凹部、凹槽或电缆通道,以及被测传感器的信号传导装置,尤其是电线或电缆,布置在引导装置中,使得信号和/或信息和/或电力能够在被测传感器与计算单元之间进行传导或传递。

由于信号传导装置在引导装置中例如在布置于内侧或外侧的主干管上的通道中的有益的布置,防止损坏信号传导装置。特别地,通过将信号传导装置放置在引导装置中,确保该信号传导装置,尤其是电流或电线,不随着舵轴插入或者随着舵轴旋转和/或随着舵主干插入船体而损坏。

根据另一有益的实施方案,舵的特征在于,提供了优选地形成为夹紧环的间隔件,并且在于间隔件优选地能够附接到主干管的内侧,使得在舵轴插入舵主干的主干管的过程中对被测传感器的损坏能够避免。

在本发明的另一方面,提出了,在用于测量用于尤其是舵轴的轴或舵叶的轴承的轴承间隙和/或磨损的方法中,该方法可以利用根据之前所述的实施方案中的任一个的轴承、利用之前所描述的轴承间隙测量装置,或者利用根据任一前述实施方案的舵来实施,不是销形并且具有由导电材料制成的至少两个层和/或导体电路和/或导体通路的至少一个被测传感器布置在用于支撑轴的轴承中,尤其是舵轴或舵叶,测量至少两个层和/或导体电路和/或导体通路的电阻,以及当测量到两个层和/或导体电路和/或导体通路中的至少一个的电阻的变化时,确定轴承的轴承间隙和/或磨损,和/或当测量到两个层和/或导体电路和/或导体通路之间的短路时,确定轴承间隙和/或磨损。

该方法既适合于确定轴承的轴承间隙,又适合确定轴承的磨损。特别地,当由于轴承的磨损而引起轴承间隙时,通过测量轴承的磨损来确定轴承间隙。

在该方法的有益的实施方案中,提出了存储电阻和/或短路的测量值和/或测量值中的跳跃,和/或在被测传感器布置在轴承中之前,切割由导电材料制成的至少一个层和/或导体电路和/或导体通路,优选地通过碾磨被测传感器的磨损表面,以及进行电阻和/或短路的基准测量和/或测试测量。

通过存储电阻或短路的一个测量值或多个测量值中的跳跃,能够尤其有益地提供用于支撑尤其是舵轴的轴的轴承的轴承间隙和/或磨损过程的发展的无空隙记录。通过碾磨被测传感器的磨损表面,还提供了这样的优点:随着水润滑和干燥轴承条件之间的变化而发生假回流。

附图说明

下面基于附图来更详细地说明本发明的示范性的实施方案,在附图中:

图1以侧视图示出了带有用于支撑舵轴的轴承的船的船尾;

图2以后视图示出了带有用于支撑舵轴的轴承的船的船尾;

图3以侧视图示出了带有轴承的舵主干和舵轴的下端部;

图4以剖视图示出了带有轴承的舵主干和舵轴的下端区域;

图5示出了带有磨损表面的被测传感器;

图6以侧视图示出了具有轴承和被测传感器的舵主干的下端区域;

图7以剖视图示出了具有轴承和被测传感器的舵主干的下端区域;

图8以侧视图示出了具有电缆通道的舵主干;

图9以侧视图示出了具有轴承衬垫和分段环的舵主干的下端区域;

图10以剖视图示出了具有轴承衬垫和分段环的舵主干的下端区域;

图11示出了具有分段环的两部分式轴承衬垫;

图12示出了具有分段环的两部分式轴承衬垫;

图13示出了具有分段环的一部分式轴承衬垫;

图14示出了具有处于磨损状态的磨损表面的被测传感器;

图15示出了具有细长设计的被测传感器。

发明详述

图1和图2以侧视图和后视图示出了包括用于支撑舵轴的轴承100的船11的船尾10。在螺旋桨12的后面,如行进方向所看到的,布置有包括舵叶14的舵13。图2的螺旋桨由螺旋桨圆圈k表示,螺旋桨叶片在螺旋桨上行进。舵叶14布置在舵轴17上,舵轴17可旋转地安装到舵主干16的主干管15中。舵轴17被深深牵引到舵叶14中。舵主干16的主干管15固定地连接到船体18。在竖直方向上,舵轴17借助形成为轴向轴承的支撑轴承19紧固到主干管15的上方。舵轴17经由上端区域20连接到舵发动机21。舵轴17经由布置在舵轴17的下端区域22中的轴颈轴承23支撑在舵主干16的主干管15上。轴颈轴承23布置于在舵轴17与舵主干16的主干管15的内侧24之间延伸的舵轴17的周向上。另外的轴颈轴承可以任选地设置以便支撑舵轴17的上端区域20。

图3示出了舵主干16以及舵轴17的下端区域22的放大图示。形成为轴承衬垫265的第一轴承元件26布置在舵主干16的主干管15的内侧与舵轴17之间。第一轴承元件26具有用于以滑动方式接触第二轴承元件28的滑动表面27。第二轴承元件28在图示的实施方案中形成为舵轴17的部分。被测传感器29凹陷布置在轴承衬垫25的凹部30或被测传感器插座30a中。被测传感器具有磨损表面31。

图4示出了沿着图3的剖面线a-a的舵主干16的主干管15的剖面。形成为轴承衬垫25的第一轴承元件26布置在舵主干16的内侧24上并且布置成使得滑动表面27以滑动方式接触舵轴17。被测传感器29布置在为此目的而以沿轴承衬垫25的周向的规律距离形成在轴承衬垫25中的凹部30中。被测传感器29各自具有磨损表面31,经由该磨损表面31,被测传感器29布置成以滑动方式与舵轴17接触。每个被测传感器29的磨损表面31与轴承衬垫25的滑动表面27成排地或者平齐地延伸。特别地,磨损表面31不沿径向向内突出而超过轴承衬垫25的滑动表面27。在图示的实施方案中,被测传感器29以规律的角间隔分布在轴承衬垫25的周边上。然而,还可以构思距离是不规则的实施方案。

图5示出了穿过被测传感器29的剖面。被测传感器具有紧凑的形式,尤其不是细长的或销形的。被测传感器29具有电路板31,其中集成有第一导体通路33和第二导体通路34。然而,还可以设置多于两个的导体通路或导体通路环路。此外,控制单元35布置在电路板32上并且设计成测量第一导体通路33或第二导体通路34的电阻,和/或确定第一导体通路33与第二导体通路34之间的短路。第一导体通路33具有近似方形的形状并且布置在距被测传感器29的磨损表面31的距离为d1的区域中。第二导体通路34同样具有近似方形的形状并且布置在距磨损表面31的距离为d2区域中。此处,第二距离d2大于第一距离d1。距离d1与d2之差优选地在100μm与1000μm之间,并且第一导体通路33距磨损表面31的距离d1同样在100μm与1000μm之间。包括第一导体通路33和第二导体通路34以及还有控制单元35的电路板31以非导电材料诸如合成树脂36成型。被测传感器29的控制单元35连接到信号线37,信号线37在与磨损表面31相对的一侧38从被测传感器29离开。被测传感器29的控制单元35能够经由信号线37与用于支撑轴的轴承100或轴承间隙测量装置39的上级计算单元(未示出)交换信息和数据。

如图6和图7所示,接纳有被测传感器29的凹部30以槽形凹槽30的方式形成。凹槽40具有盲孔41的形式,盲孔不完全贯通轴承衬垫25。通孔43布置在盲孔41的底部42中。钻孔通道44布置在舵主干16的主干管15中并且沿通孔43的方向取向。被测传感器29的信号线37被引导通过通孔43到达舵主干16的主干管15的外侧。至少一个电缆盒46布置在舵主干16的外侧45,并且被测传感器29的至少一个信号线37引入所述电缆盒。信号线37可以在电缆盒46中成束并且被进一步引入形成为电缆通道47的引导装置。被测传感器29能够仅从滑动表面27的一侧插入第一轴承元件26或轴承衬垫25和/或从第一轴承元件26或轴承衬垫25移除。盲孔41的底部42防止了被测传感器29的在轴承衬垫25的径向上的任何游隙。为此目的,被测传感器29抵靠形成为接触面的盲孔41的底部42。

如图8所示,电缆通道47沿竖直方向在舵主干16的主干管15的外侧延伸得远至舵轴17的上端区域部分20。除了信号线37之外,用于向被测传感器29以及尤其向布置在被测传感器29上的控制单元35供电的电力线48也延伸穿过电缆通道47。舵主干16固定地焊接到船体18上。船体镗孔49设置在船体18的连接到舵主干16的主干管15的区域中,通过该镗孔,电缆通道47被引入船体18的内部。船体镗孔49与电缆通道47之间的空隙以液密方式进行密封。

现在将参考图4、图5和图14来描述轴承间隙测量装置39的工作原理。被测传感器29布置有以滑动方式接触舵轴17的磨损表面31。此处,舵轴17的表面构成了第二轴承元件28。由于舵轴17的旋转或者舵13的偏转引起的磨耗性的磨损,被测传感器29的磨损表面31逐层磨耗。对应于磨损表面31的第一距离d1的厚度的层一旦已经磨耗,第一导体通路33露出或者第一导体通路33就会位于磨损表面31中。随着继续磨损,第一导体通路33被碾磨且中断。第一导体通路33一中断,第一被测传感器29的电路板32上的控制单元35就确定在干燥轴承的情况下电阻的突然升高。随着继续磨损,被测传感器29的合成树脂36的另外的层被磨蹭到对应于第二距离d2的厚度,由此第二导体通路34也露出或者位于磨损表面31中。随着再次继续磨耗,第二导体通路34最后也被磨通,并且通过控制单元35能够确定第二导体通路34的电阻的突然升高。在干燥轴承23的情况下,电阻的这些跳跃能够被评估为被测传感器29的磨耗的测量值并且因此评估为轴承衬垫25的磨损的测量值。相反,如果提供了水润滑轴承23,则由于海水的传导性不能以绝对肯定性测量到第一导体通路33或第二导体通路34的切割,因为导电的海水承担了转送电流的任务而不是第一导体通路33和第二导体通路34。

为此目的,控制单元35被设计为确定第一导体通路33与第二导体通路34之间的短路。如果磨损表面31已经被磨耗了对应于第二距离d2的层厚度并且因此第一导体通路33和第二导体通路34的部分被露出,导体通路33,34的端部区域50,51彼此通过直接接触或者借助润湿磨损表面31的导电海水而彼此电接触并且在第一导体通路33与第二导体通路34之间产生短路。该短路能够通过控制单元35来明确地确定,并且作为被测数的测量值通过信号线37传导到上级计算单元,该上级计算单元基于测量值来确定被测传感器29的磨损并且因此确定轴承23的磨损。

在这方面,图14图示出这样的情况:被测传感器29的磨损表面31已经由于磨耗性磨损磨蹭到第一导体通路33和第二导体通路34已经露出或者磨通的程度。换言之,磨损表面31已经由于磨损而在控制单元35的方向上沿径向向外后退了近似对应于第二距离d2的层厚度,使得第一导体通路33和第二导体通路34的两端区域50,51位于磨损表面31中或者以磨损表面31为边界或者从磨损表面31突出,使得在水润滑轴承的情况下端部区域50,51至少部分地与润湿轴承表面31的海水相接触。由于海水的导电性,在第一导体通路33与第二导体通路34的端部区域50,51之间产生短路,这能够通过控制单元35来确定。

图9和图10图示出了轴承间隙测量装置39的可替代实施方案。中粗间隙测量装置39具有分段环52,该分段环由多个环段53构成。环段53形成为传感器段54并且包括被测传感器29。分段环52布置在轴承衬垫25的凹槽55中,所述凹槽沿周向环绕。为了固定传感器段54,夹紧段56设在分段环52中,它们与传感器段54一起完成了分段环52。

图11和图12示出了分段环52如何紧固在轴承衬垫25中。轴承衬垫25为此目的以两个部分具体实施并且具有第一轴承部57和第二轴承部58。第一轴承部57和第二轴承部58各自在朝向彼此的区域中具有沿周向环绕的l形轮廓59,当第一轴承部57和第二轴承部58彼此排列时,l性轮廓形成沿周向绕轴承衬垫25延伸的环状凹槽55。分段环52布置在第一轴承部57的l形轮廓59中并且以液密方式连接到第一轴承部57的l形轮廓59。第二轴承部58随后以分段环52布置在第二轴承部58的l形轮廓59中的方式布置到第一轴承部57上。由于第一轴承部57和第二轴承部58的这种布置,第一轴承部57和第二轴承部58的l形轮廓59一起形成了沿周向绕轴承衬垫25延伸的凹槽55,在该凹槽中布置有包括传感器段54和夹紧段56的分段环52。轴承衬垫25能够通过例如冷冻而布置在舵主干16中。

图13示出了轴承间隙测量装置39的另一实施方案。在图示的实施方案中,轴承衬垫25形成在一个部分中并且在一端处具有沿周向环绕的l形轮廓59,其中能够布置有分段环52。在该实施方案中,包括被测传感器29的分段环52如此布置在轴承衬垫25的上方或下方,并且当在轴向上考虑时不居中地布置在轴承衬垫25中。

图15示出了利用大致细长设计的被测传感器29。被测传感器29的磨损表面31不布置在一个端面60上,或者不布置在一个侧面上,外侧或平面垂直于细长设计的方向r。在根据图15的被测传感器29的实施方案中,这种记录仪尤其适合插入被测传感器插座30a或凹部30中,被测传感器插座30a或凹部30呈优选地沿第一轴承元件26的纵向布置在滑动表面27中的槽形或细长盲孔41或凹槽40或通道或台阶的形式。被测传感器29的端面60具有曲率半径为r1的圆形路线。曲率半径可以优选地位于2mm与20mm之间,尤其优选地在5mm与10mm之间。被测传感器在细长设计的方向r上的位于圆形端面60之间的长度l优选地在20mm与40mm之间,尤其优选地近似为30mm。图15的被测传感器29还可以等同于之前所述的被测传感器并且还能够尤其用于图2至图14所示的任何装置中。

附图标记列表

100用于支撑轴的轴承

10船尾

11船

12螺旋桨

13舵

14舵叶

15主干管

16舵主干

17舵轴

18船体

19支撑轴承

20上端区域

21舵发动机

22下端区域

23轴颈轴承

24舵主干的内侧

25轴承衬垫

26第一轴承元件

27滑动表面

28第二轴承元件

29被测传感器

30凹部

30a被测传感器插座

31磨损表面

32电路板

33第一导体通路

34第二导体通路

35控制单元

36合成树脂

37信号线

38与磨损表面相对的侧

39轴承间隙测量装置

40凹槽

41盲孔

42底部

43通孔

44钻孔通道

45外侧

46电缆盒

47电缆通道

48电力线

49船体镗孔

50第一端区域

51第二端区域

52分段环

54环段

54传感器段

55凹槽

56夹紧段

57第一轴承部

58第二轴承部

59l形轮廓

60端面

k螺旋桨圆圈

d1第一距离

d2第二距离

r细长设计的方向

r1曲率半径

l长度

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