AT16809U1

AT16809U1 - Schmiervorrichtung für eine Formgebungsmaschine

Info

Publication number: AT16809U1
Application number: ATGM8008/2020U
Authority: AT
Inventors: Ing Dr Gerhard Dimmler Dipl; Ing Dr Friedrich Johannes Kilian Dipl
Original assignee: Engel Austria Gmbh
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Formgebungsmaschine, mit wenigstens einer Schmierstelle (2), wobei eine Ultraschallvorrichtung (3) mit wenigstens einer Sendeeinheit (4) zum Senden und wenigstens einer Empfangseinheit (5) zum Empfangen von Ultraschall vorgesehen ist. Die Ultraschallvorrichtung (3) ist mit einer Auswerteeinheit (6) verbunden oder verbindbar. Die Sendeeinheit (4) und die Empfangseinheit sind an der wenigstens einen Schmierstelle (2) angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung (7) mit der wenigstens einen Schmierstelle (2) verbunden und/oder in die Schmierstelle (2) integriert. Die Auswerteeinheit (6) ist dazu ausgebildet, auf Basis zumindest einer Messung der Ultraschallvorrichtung (3) ein Vorhandensein und/oder eine Dicke (d) eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8), insbesondere einer Schmiermittelschicht, in der wenigstens einen Schmierstelle (2) zu bestimmen.

Description

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für eine Formgebungsmaschine, mit wenigstens einer Schmierstelle sowie ein Verfahren zum Überprüfen der wenigstens einen Schmierstelle der Formgebungsmaschine.

[0002] Unter Formgebungsmaschinen können dabei Spritzgießmaschinen, Spritzpressen, Pressen und dergleichen verstanden werden.

[0003] Die Überwachung von Lagern mittels einer Ultraschallmessung ist prinzipiell bekannt (siehe beispielsweise WO2008/031423 A1).

[0004] Solche Verfahren sind aber offensichtlich nicht zum Überwachen von Lagern einer Spritzgießmaschine, wie beispielsweise der Lager eines Kniehebelmechanismus einer Schließeinheit einer Spritzgießmaschine, geeignet. Ahnliches gilt für allgemeine Formgebungsmaschinen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher eine hinsichtlich der Schmierung überwachte Schmiervorrichtung und ein Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Schmierstelle bereitzustellen, welche auch unter den speziellen Voraussetzungen, die bei Formgebungsmaschinen herrschen, eingesetzt werden können.

[0006] Hinsichtlich der Schmiervorrichtung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dies geschieht, indem eine Ultraschallvorrichtung mit wenigstens einer Sendeeinheit zum Senden und wenigstens einer Empfangseinheit zum Empfangen von Ultraschall vorgesehen ist, wobei

- die Ultraschallvorrichtung mit einer Auswerteeinheit verbunden oder verbindbar ist,

- die wenigstens eine Sendeeinheit an der wenigstens einen Schmierstelle angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit der wenigstens einen Schmierstelle verbunden und/oder in die Schmierstelle integriert ist,

- die wenigstens eine Empfangseinheit an der wenigstens einen Schmierstelle angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung mit der wenigstens einen Schmierstelle verbunden und/oder in die Schmierstelle integriert ist und

- die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, auf Basis zumindest einer Messung der Ultraschallvorrichtung ein Vorhandensein und/oder eine Dicke eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs, insbesondere einer Schmiermittelschicht, in der wenigstens einen Schmierstelle zu bestimmen.

[0007] Hinsichtlich des Verfahrens wird die gestellte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 17 gelöst, insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, indem mittels Ultraschall ein Vorhandensein und/oder eine Dicke eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs, insbesondere einer Schmiermittelschicht, in der wenigstens einen Schmierstelle bestimmt wird.

[0008] Es ist zu bemerken, dass die Ultraschallvorrichtung als integrierte Sendeeinheit und Empfangseinheit ausgebildet sein kann, die jeweils die wenigstens eine Sendeeinheit und die wenigstens eine Empfangseinheit in einer Einheit zusammenfasst. Dabei kann die Sendefunktion und die Empfangsfunktion vorzugsweise durch die gleichen Bauteile realisiert sein, beispielsweise unter Ausnützung des Piezo-Effekts und dessen Umkehrung.

[0009] Alternativ kann die Ultraschallvorrichtung mehrteilig ausgebildet sein, das heißt, dass die wenigstens eine Sendeeinheit separat von der wenigstens einen Empfangseinheit ausgebildet ist. Natürlich sind bei mehreren Sendeeinheiten und/oder Empfangseinheiten auch sämtliche Kombinationen aus integrierten und separaten Sendeeinheiten und Empfangseinheiten denkbar.

[0010] Messsignale, welche von der Ultraschallvorrichtung, insbesondere von der Empfangseinheit, gemessen und der Auswerteeinheit zugeführt werden, können vor der Übermittlung an die Auswerteeinheit einer Vorprozessierung im nachrichtentechnischen Sinn unterzogen werden. Eine solche Aufbereitung kann beispielsweise eine Analog- Digital-Wandlung der Signale und/oder das Anwenden verschiedener Filter beinhalten.

[0011] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0012] Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Schmierstelle wenigstens ein Lager - insbesondere ein Gleitlager - eines Maschinenteils ist.

[0013] Das Maschinenteil kann beispielsweise ein Hebel eines Kniehebelmechanismus und/oder ein hydraulischer Zylinder (insbesondere zur Beaufschlagung einer Schließkraft) einer Schließeinheit einer Formgebungsmaschine sein. Insbesondere bei Maschinenteilen von Formgebungsmaschinen, wie beispielsweise bei Kniehebelmechanismen und Hebeln derselben, treten die höchsten Belastungen bei gleichzeitig relativ geringen Relativvbewegungen auf. Somit kann in diesem Fall eine Überwachung genau während des Zeitraums der höchsten Belastungen geschaffen werden und direkt vor einem drohenden Versagen der Schmierung bzw. des Lagers gewarnt werden oder Schritte zum Vermeiden eines in vielen Fällen katastrophalen Maschinenschadens eingeleitet werden.

[0014] Besonders einfach kann die Bestimmung des Vorhandenseins und/oder der Dicke eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs durchgeführt werden, indem die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, das Vorhandensein und/oder die Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs durch eine Laufzeitbestimmung eines durch die Ultraschallvorrichtung ausgesendeten Signals zu bestimmen. Dabei können sowohl absolute Laufzeiten zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit als auch relative Laufzeiten zwischen mehreren Signalen und/oder Teilsignalen eines einzelnen ausgesendeten Signals herangezogen werden. Teilsignale eines Signals entstehen dabei typischerweise an Grenzflächen zwischen verschiedenen Materialen (bspw. Ubergang vom Werkstoff eines Bolzens oder eines Lagerteils zu einem Schmierstoff) durch Teilreflextion und/oder teilweises Hindurchtreten des Ultraschalls durch die Grenzfläche.

[0015] Im Rahmen der Erfindung kann unter einer Messung verstanden werden, dass die Sendeeinheit zumindest einmal ein Ultraschallsignal aussendet, dessen reflektiertes, gebeugtes oder anderweitig durch die Interaktion mit der Schmierstelle verändertes Signal von der Empfangseinheit detektiert wird. Bei gepulstem Aussenden der Signale, was in Verbindung mit Laufzeitmessungen vorteilhaft sein kann, können die von der Sendeeinheit ausgesendeten Ultraschallpulse in kurzer Zeit sehr oft ausgesendet werden. Es können dadurch mehrere Tausend Messungen (und mehr) pro Sekunde durchgeführt werden.

[0016] Auch zu Laufzeitmessungen alternative Messmethoden sind im Rahmen der Erfindung prinzipiell denkbar, beispielsweise durch interferometrische Messungen, Messungen im Frequenzraum, beispielsweise unter Verwendung eines Signals mit sich verändernder Frequenz (und entsprechender Intensitätsmessung) und/oder unter Verwendung von Fourier-Analyse, oder Messungen unter Ausnützung von Beugungseffekten.

[0017] Auch das kontinuierliche Aussenden der Ultraschallsignale durch die Sendeeinheit ist denkbar, z.B. in Verbindung mit interferometrischen Messungen.

[0018] Ist die für die Laufzeitmessung interessante Schallgeschwindigkeit im Schmiermittel nicht genau genug bekannt, kann sie bei Inbetriebnahme, Wiederinbetriebnahme nach einer Wartung und/oder während einer Wartung in einem Referenzzyklus (mit oder ohne Schmiermittel) bestimmt werden. Die Schallgeschwindigkeit kann aber auch über Modellrechnungen oder aus Herstellerangaben beschafft werden. Sind die Schallgeschwindigkeit im Schmiermittel und geometrische Abmessungen der Schmierstelle einmal bekannt, können aus der erfindungsgemäßen zumindest einen Messung auch weitere Sachverhalte abgeleitet werden. Zum Beispiel weist eine veränderte Schallgeschwindigkeit, auf die bei bekannter Geometrie rückgeschlossen werden kann, darauf hin, dass Verunreinigungen im Schmiermittel vorliegen. Es kann sich dabei zum Beispiel um durch Verschleiß entstandene Metallpartikel und/ oder Luftblasen handeln.

[0019] Als Schmiermittel kann Schmieröl und/oder Schmierfett vorgesehen sein.

[0020] Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit und/oder eine zentrale Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine dazu ausgebildet ist, einen Alarm auszu-

geben und/oder einen Betriebsmodus zu ändern, falls die Dicke einen Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet, d.h. automatisch eine konkrete Aktion zu setzen. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, eine Soll-Menge an zugeführtem Schmierstoff zu verändern, falls die Dicke einen Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet, oder Antriebe der Formgebungsmaschine so anzusteuern, dass sich an der Schmierstelle geringere Belastungen einstellen. Die angesprochenen katastrophalen Maschinenschäden können gemäß einer Ausführung, wobei die Sollmenge des zugeführten Schmierstoffs erhöht wird, verhindert oder zumindest hinausgezögert werden. Diesem Zweck können auch andere Betriebsmodi dienen. Natürlich kann auch ein Alarm eine zuverlässige Maßnahme sein, um Maschinenschäden zu verhindern. Ein Alarm kann beispielsweise auch ausgegeben werden, wenn die Sollmenge an zugeführtem Schmierstoff in relativ kurzer Zeit stark ansteigt, da auch dies ein Anzeichen für einen sich anbahnenden Maschinenschaden sein kann.

[0021] Ein weiteres Ziel des Wechselns des Betriebsmodus kann aber beispielsweise sein, einen Verfahrweg für ein Maschinenelement zu ändern, insbesondere zu vergrößern, um eine VergröBerung eines Lagerspalts auszugleichen, die durch Verschleiß entstanden ist.

[0022] Ebenfalls zur Erhöhung der Standzeit kann eine Ausführungsform beitragen, bei der die Auswerteeinheit zusammen mit der Ultraschallvorrichtung zum wiederholten Bestimmen der Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs ausgebildet ist. Besonders einfach kann eine solche Ausführungsform realisiert werden, indem die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, aus der wiederholt bestimmten Dicke eine zeitliche Veränderung der Dicke zu bestimmen und, falls die Veränderung der Dicke einen Veränderungsgrenzwert überschreitet, einen Alarm auszugeben und/oder eine Soll-Menge an zugeführtem Schmierstoff zu verändern. Allgemeiner formuliert, kann durch wiederholtes Durchführen der Bestimmung der Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs eine Überwachung (Condition Monitoring) der Schmierstelle durchgeführt werden. Die Überwachung der Schmierstelle kann kontinuierlich - auch im Sinne von schnell hintereinander durchgeführten Messungen - oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen - beispielsweise einmal oder mehrere Male pro Formgebungszyklus - erfolgen.

[0023] Wiederholte Bestimmungen des Schmiermittel aufweisenden Bereichs erlauben im Rahmen einer solchen Überwachung auch die Bestimmung eines Verschleißes an der Schmierstelle und/oder eine Bestimmung einer verbleibenden Lebensdauer der die Schmierstelle bildenden Maschinenelemente.

[0024] Insgesamt kann es für Bediener von Vorteil sein, wenn die Auswerteeinheit zum Anzeigen der Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs ausgebildet ist, weil der Bediener dann ständig über den Zustand der Schmierstelle informiert ist. Selbstverständlich können auch andere von der Auswerteeinheit bestimmte Parameter (bspw. Dicke, Dickenänderung, Verschleiß und/oder verbleibende Lebensdauer) angezeigt werden.

[0025] Die Auswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, auf Basis der zumindest einen Messung die Schmierstelle zu identifizieren und/oder geometrische Abmessungen der Schmierstelle zu bestimmen. Bei der Identifizierung der Schmierstelle kann es sich um die Identifikation einer ganz konkreten Schmierstelle an einer konkreten Maschine handeln (im Gegensatz zur bloßen Identifikation der Type der Schmierstelle / Formgebungsmaschine). Untersuchungen der Anmelderin haben nämlich gezeigt, dass die Messgenauigkeit bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer Ultraschallvorrichtung - mitunter deutlich - besser sein kann als die Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Schmierstellen. Dieser Umstand erlaubt auch die Bestimmung geometrischer Abmessungen der Schmierstelle in gewissen Fällen mit höherer Genauigkeit als dies vorher der Fall war. Diese Informationen können bei der vorbeschriebenen Überwachung der Schmierstelle herangezogen werden. Besonders bevorzugt kann eine Ausführungsform sein, bei der durch die Auswerteeinheit bestimmte Parameter (bspw. Dicken und/oder Dickenänderungen des Schmiermittel aufweisenden Bereichs, Verschleiß und/oder verbleibende Lebensdauer) in einem fern von der Maschine angeordneten Speicher gespeichert werden (Cloud-Speicher).

[0026] Neben einer fixen Montage der wenigstens einen Sendeeinheit und/oder der wenigstens einen Empfangseinheit kann es vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Sendeeinheit und/o-

der die wenigstens eine Empfangseinheit lösbar an der wenigstens einen Schmierstelle angeordnet ist und/oder über eine lösbare schallleitende Verbindung mit der wenigstens einen Schmierstelle verbunden ist und/oder auf lösbare Art in die Schmierstelle integriert ist. Unter der Lösbarkeit wird dabei verstanden, dass dies in Bezug auf die Schmierstellung und/oder in Bezug auf die Ultraschallvorrichtung zerstörungsfrei möglich ist.

[0027] Schutz wird ebenfalls für eine Formgebungsmaschine und/oder eine Schließeinheit mit einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung begehrt. Insbesondere kann das Vorhandensein und/oder die Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs während des Betriebs der Formgebungsmaschine bestimmt werden.

[0028] Die Auswerteeinheit kann Teil der Formgebungsmaschine sein, insbesondere in eine zentrale Maschinensteuerung integriert sein. Aber die Auswerteeinheit kann auch fern von der Formgebungsmaschine angeordnet sein und beispielsweise über eine Datenfernübertragungsverbindung mit der Ultraschallvorrichtung verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann als, insbesondere fern von der Formgebungsmaschine angeordnete, in einem Server virtualisierte Auswerteeinheit ausgeführt sein (Stichwort Cloud-Computing). Natürlich sind auch Mischformen möglich, wobei jeweils Teile der Speicher- und Rechenaufgaben lokal und nicht-lokal durchgeführt werden.

[0029] Von der Auswerteeinheit ermittelte Daten (bspw. Dicke des Schmiermittel aufweisenden Bereichs, Verschleiß, verbleibende Lebensdauer) können gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt - gegebenenfalls zusammen mit anderen sich auf die Belastung der Schmierstelle auswirkenden Parametern, wie beispielsweise Schließkräfte - angezeigt werden.

[0030] Es kann vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Meldung an einen Bediener (beispielsweise visuell oder akustisch) auszugeben oder auch an eine mit der Auswerteeinheit verbundene zentrale Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die wenigstens eine Auswerteeinheit mit einer zentralen Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine verbunden ist, wobei vorgesehen sein kann, dass die Aufgaben der wenigstens einen Auswerteeinheit teilweise von der zentralen Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine übernommen werden.

[0031] Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Figuren sowie der dazugehörigen Figurenbeschreibung. Dabei zeigen:

[0032] Fig. 1a eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, [0033] Fig. 1b ein Beispiel für empfangene Signale,

[0034] Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, [0035] Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung, [0036] Fig. 4 eine Formgebungsmaschine im Bereich der Schließeinheit mit einer erfin-

dungsgemäßen Schmiervorrichtung sowie

[0037] Fig. 5 eine weitere Formgebungsmaschine im Bereich der Schließeinheit mit einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung.

[0038] In Figur 1a ist eine erfindungsgemäße Schmiervorrichtung 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Schmierung für ein Lager 9, in welchem ein Bolzen 14 gleitend gelagert ist.

[0039] Erfindungsgemäß ist eine Ultraschallvorrichtung 3 vorgesehen, die über eine in einer Einheit ausgebildete Sendeeinheit 4 und Empfangseinheit 5 verfügt. Die Ultraschallvorrichtung 3 ist mit der Auswerteeinheit 6 verbunden, sodass Messwerte der Ultraschallvorrichtung der Auswerteeinheit 6 zugeführt werden können.

[0040] Optional kann die Datenaufbereitungsvorrichtung 17 vorgesehen sein, mittels welcher Signale der Ultraschallvorrichtung 3 - insbesondere der Empfangseinheit 5 - für die Auswerteeinheit 6 aufbereitet werden können. Eine solche Aufbereitung kann eine Analog-Digital-Wandlung der Signale und das Anwenden verschiedener Filter, also allgemein eine Vorprozessierung im

nachrichtentechnischen Sinn, beinhalten.

[0041] Durch die Sendefunktionalität der Ultraschallvorrichtung 3 kann zunächst ein in das Lager 9 gerichtetes Ultraschallsignal ausgesendet werden. Das Signal wird an einer ersten Grenzfläche zwischen dem Lager 9 und dem Schmiermittel aufweisenden Bereich 8 (kreuzschraffiert) teilrefklektiert. Der Teil des Ultraschallsignals, welches durch die Grenzfläche zwischen Lager 9 und Bereich 8 hindurchtritt, wird eine weitere Teilreflektion an der Grenzfläche zwischen dem Schmiermittel aufweisenden Bereich 8 und dem Bolzen 14 erfahren.

[0042] Die teilrefkletierten Signale werden von der Ultraschallvorrichtung 3 - insbesondere dessen Empfangsfunktionalität - mit einem Zeitversatz empfangen, der sich aus der Laufzeit des Ultraschalls innerhalb des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 ergibt.

[0043] Da die Schallgeschwindigkeit des Ultraschalls im Schmiermittel bekannt ist (beispielsweise aus Modellrechnungen, Messungen oder Herstellerangaben), kann aus dem Laufzeitunterschied der beiden teilrefkletierten Signale die Dicke d des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 ermittelt werden. (Siehe hierzu auch die Beschreibung zur Figur 1b etwas weiter unten.)

[0044] Im folgenden Beispiel ist der Bolzen 14 mit Kontakt zum Lager 9 im in der Darstellung rechts unten angeordneten Bereich 15 des Lagers 9 positioniert. Das heißt im Bereich 15 ist kein Schmierfilm vorhanden.

[0045] Da die Abmessungen des Lagers 9 und des Bolzens 14 bekannt sind, oder zumindest ermittelt werden können, kann in der Auswerteeinheit durch einen Algorithmus erfasst werden, ob im Bereich 15 tatsächlich ein Kontakt vorliegt. Entspricht nämlich die Dicke d des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 zusammen mit dem Durchmesser des Bolzens dem Innendurchmesser des Lagers 9, so muss der Kontakt vorliegen.

[0046] Der Kontakt kann auch aus der Messung der Ultraschallvorrichtung 3 direkt abgeleitet werden. Das Restsignal, welches auch nach den beiden angesprochenen Teilreflektionen durch den Bolzen 14 hindurchtritt, erfährt nämlich auch eine weitere Reflektion an der Grenzfläche zwischen Bolzen 14 und Lager 9 im Bereich 15. Liegt der Kontakt vor, wird hier nur ein einziges Reflektionssignal aus dem Bereich 15 zur Empfangseinheit 5 zurückkehren. Liegt doch noch eine schmale Schmiermittelschicht im Bereich 15 vor, ergeben sich - analog wie bei der Schmiermittel aufweisenden Schicht 8, welche in der Darstellung links oben dargestellt ist - zwei Signale. Auch die Dicke dieser schmalen Schmiermittelschicht könnte durch den Laufzeitunterschied zwischen den beiden Signalen bestimmt werden.

[0047] Aus Letzterem ergibt sich außerdem, dass nicht nur die Lage des Bolzens 14 im Lager 9 in einer Richtung erfasst werden kann, sondern vollständig. Sind nämlich die Dicken beider Schmiermittel aufweisenden Bereiche 8 bekannt, kann auch auf jenen Laufweg rückgeschlossen werden, den der Ultraschall durch den Bolzen 14 nimmt. Je nach Länge dieses Laufwegs ergibt sich zwangsweise ein seitlicher Versatz des Bolzens 14 quer zu der Richtung, in welcher das Ultraschallsignal ausgesendet wurde. Wie erwähnt, lässt sich daraus die Lage des Bolzens 14 im Lager 9 im dargestellten Schnitt vollständig bestimmen.

[0048] Es ist natürlich ohne Weiteres denkbar, dass trotzdem zwei Ultraschallvorrichtungen 3 für die Uberwachung einer Schmierstelle 2 vorgesehen sind, z.B. um die Messgenauigkeit zu erhöhen.

[0049] Durch Wiederholungen der Messungen lassen sich Veränderungen des Zustands der Schmierstelle 2 erfassen, die beispielsweise durch Verschleiß auftreten. Diese Daten können zur Überwachung der Schmierstelle 2 verwendet werden. Aber auch (semiautomatische) Maßnahmen können getroffen werden, wie beispielsweise das Ausgeben eines Alarms für Bediener, das Abschalten der gesamten Anlage oder des Anlagenteils oder eine Veränderung des Betriebsmodus, sodass Belastungen auf das Lager 9 und/oder den Bolzen 14 verringert werden.

[0050] Die mittels der Auswerteeinheit 6 gewonnenen Daten können gespeichert werden und sofort oder später mittels einer Anzeigevorrichtung 16 angezeigt werden.

[0051] Das Anzeigen kann mittels einer in die Maschine integrierten Anzeigevorrichtung 16 (wie

dargestellt) oder, nach Übertragung der Daten, an einer beliebigen Stelle angezeigt werden.

[0052] Die Daten können direkt in der Auswerteeinheit 6 gespeichert werden. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht allerdings vor, dass die Daten in einem Cloud-Speicher 12 hinterlegt werden, von wo sie - beispielsweise durch den Hersteller der Maschine oder durch Bediener der Maschine - abrufbar sind.

[0053] In Figur 1b ist ein Beispiel für aus einer Messung erhaltene Signale dargestellt, wobei die durch die Empfangseinheit 5 gemessene Intensität der reflektierten Pulse über die Zeit aufgetragen ist. Die Messung beginnt mit dem Aussenden eines Ultraschallpulses (etwa zur Zeit t = 0). Das erste Signal S1 stammt aus der Teilreflektion an der Grenzfläche zwischen dem Lager 9 und dem Schmiermittel aufweisenden Bereich 8. Jener Teil des ausgesendeten Ultraschallpulses, der durch diese Grenzfläche hindurchtritt, erfährt ebenfalls eine Teilreflektion an der Grenzfläche zwischen dem Schmiermittel aufweisenden Bereich 8 und dem Bolzen 14. Der so reflektierte Ultraschall wird - nach Hindurchtreten durch die Grenzfläche zwischen Schmiermittel aufweisendem Bereich 8 und Lager 9 - von der Empfangseinheit als zweites Signal S2 empfangen.

[0054] Der Zeitunterschied zwischen dem Eintreffen des ersten Signals S1 und des zweiten Signals S2 kommt durch die Laufzeit des Ultraschalls beim zweimaligen Durchlaufen des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 zustande. Somit kann die Dicke d des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 über die bekannte Schallgeschwindigkeit des Ultraschalls im Schmiermittel berechnet werden.

[0055] Durch weitere Teilreflektionen innerhalb des Schmiermittel aufweisenden Bereichs 8 kommt es zu einem dritten (und weiteren) Signalen S3, dessen Intensität aufgrund der Vielzahl an Reflektionen aber verringert ist. Zur Überprüfung der aus den Signalen S1 und S2 ermittelten Dicke d könnte dieses Signal aber herangezogen werden.

[0056] Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform der Erfindung, die sich von jener aus Figur 1 dadurch unterscheidet, dass die Ultraschallvorrichtung 3 nicht unmittelbar am Lager 9 angeordnet ist, sondern mittels einer schallleitenden Verbindung 7 damit verbunden ist. Die schallleitende Verbindung 7 ist in diesem Fall ein metallisches Bauteil.

[0057] In Figur 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung dargestellt, wobei die Ultraschallvorrichtung 3 eine Sendeeinheit 4 und eine davon gesondert ausgeführte Empfangseinheit 5 aufweist. Natürlich können die in Figur 3 mit Bezugszeichen 4 und 5 bezeichneten Objekte auch separate Ultraschallvorrichtungen 3 sein, die jeweils Sendeund Empfangsfunktionalität haben.

[0058] Figur 4 stellt eine erste Einsatzmöglichkeit einer erfindungsgemäßen Schmiervorrichtung 1 bei einer Schließeinheit 10 einer Formgebungsmaschine 20 dar. Diese Schließeinheit 10 verfügt über zwei Formaufspannplatten 18, die über einen Kniehebelmechanismus relativ zueinander bewegbar und mit einer Schließkraft beaufschlagbar sind.

[0059] Die erfindungsgemäße Schmiervorrichtung 1 ist dabei beim Lager 9 eingesetzt, mittels welchem ein Hebel des Kniehebelmechanismus (Maschinenteil 11) an der beweglichen Formaufspannplatte 18 gelagert ist. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Ultraschallvorrichtung 3 zusammen mit der Auswerteeinheit 6 an jedem der Lager 9 des Kniehebelmechanismus eingesetzt werden.

[0060] Die Ultraschallvorrichtung 3 kann dafür separat an den einzelnen Lagern 9 vorhanden sein. Die Auswerteeinheit 6 kann ebenso separat für jede Ultraschallvorrichtung 3 vorhanden sein. Alternativ kann natürlich auch eine Auswerteeinheit 6 verwendet werden, um die Messungen mehrerer Ultraschallvorrichtungen 3 an einer oder mehrerer der Schmierstellen 2 auszuwerten.

[0061] Figur 5 stellt eine weitere Formgebungsmaschine 20 im Bereich der Schließeinheit 10 dar, bei der die Erfindung vorteilhaft eingesetzt werden kann. Es handelt sich dabei um eine Schließeinheit 10, bei der die bewegliche Abspannplatte 18 mittels eines hydraulischen Zylinders (Maschinenteil 11) bewegt und mit Schließkraft beaufschlagt wird. Die Schmierstelle 2, welche durch

die erfindungsgemäße Ultraschallvorrichtung 3 zusammen mit der Auswerteeinheit 6 überwacht oder vermessen wird, ist durch die Lagerung des Kolbens innerhalb des hydraulischen Zylinders gegeben.

Österreichisches

BEZUGSZEICHENLISTE:

10 11 12 13 14 15 16 18 20

Schmiervorrichtung

Schmierstelle Ultraschallvorrichtung Sendeeinheit

Empfangseinheit

Auswerteeinheit

Schallleitende Verbindung Schmiermittel aufweisender Bereich Lager

Schließeinheit

Maschinenteil

Speicher (Cloud-Speicher) Datenfernübertragungsverbindung Bolzen

Bereich ohne Schmierfilm Anzeigevorrichtung Aufspannplatten Formgebungsmaschine

Dicke

AT 16 809 U1 2020-09-15

Claims

Ansprüche

1. Schmiervorrichtung für eine Formgebungsmaschine, mit wenigstens einer Schmierstelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass eine Ultraschallvorrichtung (3) mit wenigstens einer Sendeeinheit (4) zum Senden und wenigstens einer Empfangseinheit (5) zum Empfangen von Ultraschall vorgesehen ist, wobei - die Ultraschallvorrichtung (3) mit einer Auswerteeinheit (6) verbunden oder verbindbar ist, - die wenigstens eine Sendeeinheit (4) an der wenigstens einen Schmierstelle (2) angeord-

net und/oder über eine schallleitende Verbindung (7) mit der wenigstens einen Schmierstelle (2) verbunden und/oder in die Schmierstelle (2) integriert ist,

- die wenigstens eine Empfangseinheit (5) an der wenigstens einen Schmierstelle (2) angeordnet und/oder über eine schallleitende Verbindung (7) mit der wenigstens einen Schmierstelle (2) verbunden und/oder in die Schmierstelle (2) integriert ist,

- die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, auf Basis zumindest einer Messung der Ultraschallvorrichtung (3) ein Vorhandensein und/oder eine Dicke (d) eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8), insbesondere einer Schmiermittelschicht, in der wenigstens einen Schmierstelle (2) zu bestimmen und

- die Auswerteinheit (6) dazu ausgebildet ist, auf Basis der zumindest einen Messung der Ultraschallvorrichtung (3) die geometrischen Abmessungen der Schmierstelle (2) und daraus den Verschleiß zu bestimmen.

2, Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Schmierstelle wenigstens ein Lager (9) - insbesondere ein Gleitlager - ist.

3. Schmiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ein hydraulischer Zylinder einer Schließeinheit (10) einer Formgebungsmaschine (20) ist.

4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, das Vorhandensein und/oder die Dicke (d) des Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8) durch eine Laufzeitbestimmung eines durch die Ultraschallvorrichtung (3) ausgesendeten Signals zu bestimmen.

5. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, auf Basis zumindest einer interferometrischen Messung der Ultraschallvorrichtung (3) das Vorhandensein und/oder die Dicke (d) des Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8) zu bestimmen.

6. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Schmiermittel Schmieröl und/oder Schmierfett vorgesehen ist.

7. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, einen Alarm auszugeben und/oder einen Betriebsmodus zu ändern, falls die Dicke (d) einen Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet.

8. Schmiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) und/oder eine zentrale Steuer- oder Regeleinheit der Formgebungsmaschine dazu ausgebildet ist, den Betriebsmodus dadurch zu ändern, dass - eine Soll-Menge an zugeführtem Schmierstoff geändert wird, falls die Dicke (d) einen

Grenzwert überschreitet und/oder unterschreitet, und/oder - Antriebe der Formgebungsmaschine (20) so angesteuert werden, dass sich an der Schmierstelle (2) geringere Belastungen einstellen.

9. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) zusammen mit der Ultraschallvorrichtung (3) zum wiederholten Bestimmen der Dicke (d) des Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8) ausgebildet ist.

10. Schmiervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit

(6) dazu ausgebildet ist, aus der wiederholt bestimmten Dicke (d)

- eine zeitliche Veränderung der Dicke (d) zu bestimmen und, falls die Veränderung der Dicke (d) einen Veränderungsgrenzwert überschreitet, einen Alarm auszugeben und/oder eine Soll-Menge an zugeführtem Schmierstoff zu verändern und/oder

- eine verbleibende Lebensdauer zu bestimmen.

11. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) zum Anzeigen der Dicke (d) des Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8) ausgebildet ist.

12. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, auf Basis der zumindest einen Messung die Schmierstelle (2) zu identifizieren.

13. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass von der Auswerteeinheit (6) bestimmte Parameter in einem fern von der Schmiervorrichtung (1) angeordneten Speicher (12) gespeichert werden, welcher Speicher (12) vorzugsweise über eine Datenfernübertragungsverbindung (13) an die Auswerteeinheit (6) angebunden ist.

14. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sendeeinheit (4) und/oder die wenigstens eine Empfangseinheit (5) lösbar an der wenigstens einen Schmierstelle (2) angeordnet ist und/oder über eine lösbare schallleitende Verbindung (7) mit der wenigstens einen Schmierstelle (2) verbunden ist und/oder auf lösbare Art in die Schmierstelle (2) integriert ist.

15. Formgebungsmaschine und/oder Schließeinheit mit einer Schmiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Formgebungsmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) dazu ausgebildet ist, das Vorhandensein und/oder die Dicke (d) des Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8) während des Betriebs der Formgebungsmaschine (20) zu bestimmen.

17. Verfahren zum Überprüfen wenigstens einer Schmierstelle (2) für eine Formgebungsmaschine, insbesondere unter Verwendung einer Schmiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und/oder einer Schließeinheit und/oder einer Formgebungsmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Ultraschall ein Vorhandensein und/oder eine Dicke (d) eines ein Schmiermittel aufweisenden Bereichs (8), insbesondere einer Schmiermittelschicht, in der wenigstens einen Schmierstelle (2) bestimmt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen