专利名称：用于监测滑动轴承工作的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于监测滑动轴承工作的方法。本发明还给出一种特别适合实施本发明的滑动轴承。
背景技术：
在液体静压或液体动压滑动轴承中，实际的支承由一种液体(例如油)构成的润滑薄膜承担，润滑薄膜中润滑剂的温度测量或在相邻的滑动面上的温度测量给出的轴承状态，因此特别好地适于工作监测。
由EP 0 161 644公开了为了提前识别损伤，在滑动轴承上监测滑动层区域中的温度，以便在显著的温度升高时可及时地采取防范措施。但在此情况下润滑材料温度的改变的记录具有很大的时延及仅可间接地进行。仅当温度接收器直接地达到所述表面或滑动面，才能最佳地测量轴承段(Lagersegment)的温度。润滑材料或液体的温度可局部地明显超出，因为在液体中产生的热量的90-97％通过液体本身被排出，即在温度传感器的旁边经过；仅是5％数量级的热量通过轴承段传导。
在润滑膜中直接测量润滑剂的温度在现有技术中还未被公开。在直接测量中的问题在于，该润滑膜如用油作润滑剂的情况下仅为20至约200μm厚，因此不允许伸入探头。DE-PS 883 984给出一种用于轧机的轴承结构类型，其中为了冷却预先考虑使用过剩的润滑剂量，该润滑剂量大于渗入润滑间隙中的润滑剂量。剩余的剂量将通过一个回流导管排出新鲜油室。DE-PS 883 984提出将温度传感器设置在该回流导管中，以便确定轴承面的温度。但这样作一方面存在由于输入的润滑剂使测量不正确的危险；另一方面所提出的测量方法仅可用于专门的轴承、即能以过量润滑油工作的轴承上。此外对于轴承间隙中的温度推断具有很大的不可靠性，因为被测量介质显然不是来自轴承间隙。
发明内容
本发明的任务是，提出一种用于在用润滑膜工作的滑动轴承、尤其是在液体动压滑动轴承中监测温度的方法，它可避免现有技术的缺点及尤其是可实现尽可能直接及精确地监测轴承间隙中润滑剂的温度，并仅需要尽可能小地改变现有的轴承。此外提出一种滑动轴承，该轴承能以小结构成本实现润滑剂温度的尽可能直接的测量，及不需要大地改变现有轴承或轴承段的结构。
正是在大的滑动轴承上它们常常由多个轴承段组成。在本发明的范围中，其发明构思并不局限于本发明是在分区段还是不分区段的滑动轴承上实施。因此以下有关这个概念也包括技术人员可容易地推断的其它类型。
该任务将通过独立权利要求的所有技术特征来解决。本发明的核心在于，为了测量，将温度传感器与润滑膜的润滑剂这样直接地接触，即从润滑膜取出润滑剂及直接在取样后用温度传感器测量取出的润滑剂的温度。它是这样实现的在轴承的液体动压运行时不或不总是被需要用于润滑剂输入的一个润滑剂通道、如一个油提升装置的润滑剂通道，通过合适的换向装置可暂时或不断地作为来自润滑膜的润滑剂的部分流的排流通道工作。在此，取样流一方面保持得很少，以致不干扰润滑膜中建立的压力；另一方面取样流必需足够多，以使得由于轴承段上热损耗的温度变化保持很小，由此使润滑膜的温度尽可能不失真地被“带到”温度传感器上。最好取样流通过相应设置的、优选可调节的节流位置进行调节。对于不干扰滑动轴承的工作有利的是，由润滑膜取出的润滑剂量保持很小，以使得润滑膜没有大的改变；因此取样量最好小于用于轴承在液体动压下运行输入的润滑剂总量的5％，尤其小于2％或甚至小于1％；尽管取样愈少，测量的反应愈迟钝。
根据本发明方法的另一有利构型的特征是，在实施本方法期间测量润滑剂通道中的压力。根据测量的压力将通过可调节的节流装置改变流量。也可变换地或补充地，根据测量压力控制换向装置，以便根据测量的润滑膜压力释放润滑剂向润滑膜的输入或释放润滑剂由润滑膜的取出。
根据本发明的一个滑动轴承或滑动轴承段的特征还在于，润滑剂通道通出到滑动轴承的滑动面上，其中润滑剂通道在与该出口相反的端部与合适的换向装置相连接，通过该换向装置可选择地将润滑剂通道转换到润滑剂输入管道或润滑剂的排流管道上，该润滑剂输入管道例如来自高压润滑系统、尤其是油提升系统。此外，如上所述，术语“滑动轴承”也代表各个滑动轴承段。特别有利的是，为了确定润滑剂温度，将温度传感器、尤其是温差电偶或PT100温度传感器伸入到润滑剂通道中。为了尽可能精确及快速的测量，温度传感器将根据结构尽可能靠近润滑剂通道的所述出口布置。为了限制或调节取样流，在润滑剂排流管道中设置一个最好是可调节的节流装置。
在该滑动轴承的另一实施形式中，在润滑剂通道中设置了一个压力测量部位，压力测量部位的信号最好通过至少一个调节器被传送到换向装置和/或一个设在润滑剂的排流管道中的可调节节流装置和/或一个润滑剂或油压力系统。
根据本发明的轴承的特点在于它的简单性，因为在其内部本来就存在通道，这些通道无需在所有工作状态中用于其原本的用途，它们被用来从轴承中取出测量液体，其中温度传感器被保护地设置在轴承或轴承段的内部。对现有轴承或轴承段的结构改变被限制到最小程度，并对其工作方式没有干扰。就此而言，根据本发明无需过大的费用可改造现有的轴承结构。
以下借助附图来详细地描述本发明。唯一的附图表示根据本发明的轴承段的概要截面图；以下实施例及附图的描述仅用于更好地理解本发明及仅应理解为启发性的而非限制性的。
具体实施例方式
在附图中给出了具有根据本发明一个优选实施例的润滑膜温度监测的液体动压滑动轴承的一个轴承段。该图的液体动压滑动轴承20由多个轴承段组成，其中仅表示出轴承段11，该轴承段设有一个高压润滑系统，例如一个油提升装置，该装置未完整地通过泵28来表示。这种轴承段尤其被设置在轴承的下部区域中。当支承在轴承中的轴在低转速时不能建立足够的液体动压润滑膜。因此仅在负载强重量的轴承中才使用这种油提升装置。首先在轴起动前在静止状态中通过高压泵28使润滑剂通过润滑剂通道15压入未示出的轴承间隙中，及在理想情况下使待支承的负载完全地从滑动面12上抬起。接着将轴逐渐地置入运动。在此，润滑剂通道的出口14被这样构造，即形成尽可能完全润湿轴承面的润滑膜13，这样，将不需要一个滑动层12的自润滑性能。随着支承在液体动压滑动轴承中的轴的转速的升高，在润滑间隙中建立足够高的压力，由此轴承负载可单独地由构成的液体动压润滑膜支承。该压力常常超过由泵合适地建立的压力；因此在润滑剂输入管道21中设置了一个单向阀22；此外，在单向阀22与泵28之间例如可设置一个本身公知的减压装置，以保护泵防止其过载。在轴承的液体动压运行中润滑剂通道15将不再被需要用于其原始任务。因此根据本发明该润滑剂通道由轴承间隙中出来的取样流体加载。为此在润滑剂通道15上设置一个换向阀19，借助该换向阀可选择地使润滑剂通道接入到润滑剂输入管道21及一个排流管道23。但当保证液体动压运行时，该换向阀19被转换成润滑剂从润滑膜13排出到排流管道23中。温度传感器16被这样设置，即它用其测量点18伸入到润滑剂通道中；在此该测量点最好根据结构尽可能靠近润滑剂通道15的出口14布置。这样一来，温度传感器16将确定出来自润滑膜13的润滑剂的温度，该温度在选择的结构设计中正好等于润滑膜13的温度。在此，取样的量必需足够小，以便使润滑膜不会受到有效的干扰；另一方面，取样的量又必需足够大，由此使测量反应当前情况地及精确地进行。取样的量将通过一个设置在排流管道23中的、最好可变的节流装置24调节。换向阀19的位置在简单的情况下例如通过轴的转速来控制，即这样在第一转速以下时润滑剂由输入管道21流入润滑剂通道15，及在该转速以上时释放从润滑剂通道到排流管道23的流动路径。在图示的例子中可选择另一种控制。在润滑剂通道15中设置了一个压力测量点17。这里被测量的压力将作为调节干预量的主导参数来使用。在此，在图示实施例中润滑剂通道中的压力在三个调节区域中被调节。在最低的压力区域中使用的第一调节区域中，来自测量点17的压力信号通过调节器27输入相应于高压润滑系统的泵28。这时在换向阀中释放从输入管道21向润滑剂通道15流动的路径。在第二调节区域中根据被测量的压力通过调节器26操作换向阀19，其中调节器26最好是一个两点式调节器超过第一压力限值时释放从润滑剂通道15向排流管道23的流动路径，润滑剂的控制被转换到测量工况。在一个小于第一压力限值的第二压力限值时进行相反的转换过程。通过这样实施的转换点的滞后作用可避免不可控制的来回转换。在测量工况中，节流装置24在最低压力区域中被调节到预定的最小流量。在更高的压力时第三调节区域起作用，并且通过调节器25对节流装置24的流量的控制来调节润滑剂通道15中的压力。
通过本发明的结构及根据本发明的方法可得到滑动轴承灵敏及精确的工作监测。通过润滑膜13中润滑剂温度的升高所预告的初始轴承损伤将立即被记录下来。
权利要求
1.用于监测滑动轴承(20)工作的方法，在该滑动轴承中在第一工作状态从一个润滑剂通道(15)向一润滑膜(13)输送第一润滑剂量，其特征在于在第二工作状态从所述润滑膜(13)通过润滑剂通道(15)排出第二润滑剂量，及测量第二润滑剂量的温度。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于润滑剂通道(15)通过一个换向装置(19)与用于第一润滑剂量的输入管道(21)及用于第二润滑剂量的排流管道(23)相连接；并且，为了测量润滑剂温度，该换向阀(19)被这样转换，即使得第二润滑剂量排出到排流管道(23)中。
3.根据以上权利要求中一项的方法，其特征在于通过一个节流装置(24)调节第二润滑剂量。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于根据在润滑剂通道(15)中测量的压力来调节通过节流装置(24)的流量。
5.根据权利要求2的方法，其特征在于根据输入通道(15)中测量的压力来调节换向装置(19)，其方式是，当低于一个第一限值时释放用于第一润滑剂量的输入管道(21)及当高于一个第二限值时释放用于第二润滑剂量的排流管道(23)。
6.滑动轴承或滑动轴承段，具有一个滑动面(12)及一个通入滑动面的润滑剂通道(15)，其特征在于润滑剂通道(15)通过一个换向装置(19)选择地与一个用于润滑剂的输入管道(21)和一个用于润滑剂的排流管道(23)形成连接。
7.根据权利要求6的滑动轴承或滑动轴承段，其特征在于一个温度传感器(16，18)伸入到所述润滑剂通道(15)中。
8.根据权利要求6或7的滑动轴承或滑动轴承段，其特征在于在用于润滑剂的排流管道(23)中设有一个尤其可调节的节流装置(24)。
9.根据权利要求6至8中一项的滑动轴承或滑动轴承段，其特征在于在润滑剂通道(15)中设有一个压力测量部位(17)。
10.根据权利要求9的滑动轴承或滑动轴承段，其特征在于压力测量部位(17)的信号通过至少一个调节器(25，26，27)被传送到所述换向装置(19)和/或一个设在润滑剂的排流管道(23)中的可调节节流装置(24)和/或一个润滑系统(28)。
全文摘要
在用于监测滑动轴承工作的方法中，一个轴承段(11)的设计用于譬如油提升的润滑剂通道(15)在滑动轴承液体动压运行时被取样以检测温度。为了建立测量工况，一个换向装置(19)用于释放从润滑剂通道(15)向排流管道(23)的流动路径，其方式是使来自润滑膜(13)的润滑剂流过润滑剂通道，润滑剂的温度由温度传感器(16，18)确定。
文档编号F16C37/00GK1498315SQ02804378
公开日2004年5月19日 申请日期2002年2月1日 优先权日2001年2月2日
发明者阿克塞尔·京特·阿尔伯特·菲尔斯特, 卡米尔·马蒂泽克, 马蒂泽克, 阿克塞尔 京特 阿尔伯特 菲尔斯特 申请人:阿尔斯通(瑞士)有限公司