DE102004005146B4 - Machine component with integrated indicator unit - Google Patents

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Abstract

Maschinenkomponente (50), mit integrierter Indikatoreinheit (60) zur Anzeige von über einem vorgebbaren Grenzwert liegenden stoßartigen mechanischen Belastungen der Maschinenkomponente (50) beim Transport, beim Einbau und/oder während des Betriebs der Maschinenkomponente (50).machine components (50), with integrated indicator unit (60) for displaying above a specifiable Limit lying jerky mechanical loads on the machine component (50) during transport, during installation and / or during the operation of the machine component (50).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschinenkomponente mit darin integrierter Indikatoreinheit zur Anzeige von unzulässigen stoßartigen, mechanischen Belastungen der Maschinenkomponente.The The invention relates to a machine component with integrated therein Indicator unit for indication of impermissible jerky, mechanical loads the machine component.

Beispielsweise unter dem Markennamen SHOCKWATCHTM ist eine Kontrolleinrichtung bekannt, mittels derer ein Einhalten von Handhabungsvorschriften beim Versand kontrollierbar ist. Dabei wird die Kontrolleinrichtung auf dem verpackten, zu versendenden Gegenstand angebracht. Beim Überschreiten eines vorher definierten Schockwertes, der sich aus der Verpackung und einer vom zu versendenden Gegenstand abhängigen Schocksensibilität errechnet, verfärbt sich die Kontrolleinrichtung von weiß zu rot. Damit ist feststellbar, ob der Gegenstand beim Versand entgegen den Vorschriften behandelt wurde.For example, under the brand name SHOCKWATCH TM a control device is known, by means of which a compliance with handling regulations is controllable during shipping. The control device is mounted on the packaged item to be shipped. When a predefined shock value is exceeded, which is calculated from the packaging and a shock sensitivity dependent on the object to be shipped, the control device turns from white to red. Thus it can be determined whether the item was treated contrary to the regulations.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschinenkomponente zu schaffen, so dass für die Maschinenkomponente nicht nur bei Transport, sondern insbesondere auch für deren Einbau und Betrieb nachweisbar ist, dass die Maschinenkomponente insbesondere hinsichtlich mechanischer Belastungen entgegen vorgebbarer Vorschriften behandelt wurde.task The invention is to provide a machine component such that for the Machine component not only in transport, but in particular also for their installation and operation is demonstrable that the machine component especially with regard to mechanical loads against specifiable Regulations was dealt with.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The The object is solved by the subject matter of claim 1. advantageous Embodiments are described in the subclaims.

Gemäß Anspruch 1 beinhaltet eine Maschinenkomponente einer Maschine eine Indikatoreinheit, die derart integriert ist, dass die Indikatoreinheit auch eine während eines Betreibens der Maschine auftretende, über einen vorgebbaren Grenzwert liegende stoßartige, mechanische Belastung der Maschinenkomponente anzeigt.According to claim 1, a machine component of a machine includes an indicator unit, which is integrated such that the indicator unit also during a Operating the machine occurring over a predetermined limit lying jerky, indicates mechanical load on the machine component.

Dadurch, dass die Indikatoreinheit integraler Bestandteil der Maschinenkomponente ist, sind gegenüber einer lediglich auf einer Versandverpackung der Maschinenkomponente angebrachten Indikatoreinheit, unvorschriftsmäßige mechanische Belastungen der Maschinenkomponente nicht nur bei deren Versand, sondern auch bei deren Einbau beispielsweise in eine Werkzeugmaschine und insbesondere auch bei deren Betrieb anzeigbar. Damit ist unter anderem eine nicht vorschriftsgemäße Behandlung der Maschinenkomponente nachweisbar und hinsichtlich einer dadurch beschädigten oder zerstörten Maschinenkomponente können ungerechtfertigte Ersatzansprüche einfach abgewehrt werden.Thereby, that the indicator unit is an integral part of the machine component is, are opposite one only on a shipping package of the machine component attached indicator unit, improper mechanical loads the machine component not only in their shipping, but also in their installation, for example, in a machine tool and in particular also can be displayed during operation. One of them is not one proper treatment the machine component detectable and in terms of one damaged or destroyed Machine component can unjustified compensation claims simply be warded off.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Indikatoreinheit gemäß dem Anspruch 5 ist die Indikatoreinheit mit Vorteil einfach und mit sehr geringen Kosten im Bereich von einem bis wenige Euro ausbildbar. Weiterhin beruht der Einsatz einer gemäß dem Anspruch 5 ausgebildeten Indikatoreinheit, mit der auch der Betrieb der Maschinenkomponente überwachbar ist, auf der Erkenntnis, dass die derart ausgebildete Indikatoreinheit auch bei Einsatz in einer Maschinenkomponente, die bei Betrieb hochfrequenten Anregungen, selbst mit hohen Beschleunigungsamplituden ausgesetzt ist, wie sie insbesondere beim Fräsen, Schleifen, Bohren und/oder Drehen auftreten, nicht anspricht, sondern nur bei stoßartigen mechanischen Belastungen entsprechend anzeigt. Somit ist die derart ausgebildete Indikatoreinheit sogar im zum Rotieren vorgesehenen Teil einer Spindeleinheit einsetzbar. Ferner wird das mit Vorteil irreversible Anzeigen entsprechend dem Anspruch 4 mit einer Ausbildung der Indikatoreinheit entsprechend dem Anspruch 5 auf einfache Art und Weise realisiert, wohingegen elektrisch/elektronisch arbeitende Indikatoreinheiten beispielsweise auf Basis von Beschleunigungssensoren leichter manipulierbar und zudem vergleichsweise voluminös und teuer sind.at an advantageous embodiment of the indicator unit according to the claim 5, the indicator unit is advantageously simple and at a very low cost in the range of one to a few euros. Still based the use of a according to the claim 5 formed indicator unit, with the operation of the machine component monitored is, on the knowledge that the thus formed indicator unit even when used in a machine component that is high-frequency during operation Suggestions, even exposed to high acceleration amplitudes is, as in particular when milling, grinding, drilling and / or Turning occurs, not responsive, but only in jerky indicates mechanical loads accordingly. So that's how it is Trained indicator unit even in the intended rotation Part of a spindle unit can be used. Furthermore, this is irreversible with advantage Displays according to claim 4 with a design of the indicator unit implemented according to claim 5 in a simple manner, whereas electrically / electronically operating indicator units For example, based on accelerometers easier to manipulate and also comparatively voluminous and are expensive.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel anhand der Figuren.Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the embodiment described below with reference to the figures.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 einen Schnitt durch eine Maschine mit einer Maschinenkomponente mit einer Indikatoreinheit und 1 a section through a machine with a machine component with an indicator unit and

2 eine Ausschnittsvergrößerung der 1 im Bereich der Indikatoreinheit. 2 an enlarged detail of the 1 in the area of the indicator unit.

Die 1 zeigt als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Schnitt durch eine Maschine 100 mit einer Maschinenkomponente 50 mit einer Indikatoreinheit 60. Die Maschine 100 ist dabei exemplarisch als eine Fräsmaschine dargestellt und bei der Maschinenkomponente 50 handelt es sich um eine Spindeleinheit 50. Die Spindeleinheit 50 umfasst dabei einen zum Rotieren vorgesehenen Teil 58 und einen Teil 52, der den zum Rotieren vorgesehenen Teil 58 lagert, wobei mit dem zum Rotieren vorgesehenen Teil 58 ein Werkzeug 40 zum Fräsen lösbar verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Maschine 100 als weitere Maschinenkomponente 10 einen sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung verfahrbaren Arbeitstisch 10, auf dem ein durch Fräsen zu bearbeitendes Werkstück 20 lösbar befestigt ist.The 1 shows as an embodiment of the invention a section through a machine 100 with a machine component 50 with an indicator unit 60 , The machine 100 is exemplarily shown as a milling machine and in the machine component 50 it is a spindle unit 50 , The spindle unit 50 includes a part intended for rotation 58 and a part 52 , the part intended for rotation 58 stores, with the part intended for rotation 58 a tool 40 is releasably connected for milling. Furthermore, the machine includes 100 as another machine component 10 a movable in both horizontal and vertical direction work table 10 on which a workpiece to be machined by milling 20 is releasably attached.

Die 2 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung der 1 im Bereich des in der 1 mit A bezeichneten Kreises. Insbesondere aus der 2 ist ersichtlich, dass der lagernde Teil 52 der Spindeleinheit eine Bohrung 54 aufweist, in deren äußerem Bereich ein Verschlusselement 56 angeordnet ist, das zum Inneren der Bohrung 54 hin gleichzeitig als ein Halter für die Indikatoreinheit 60 fungiert. Die Indikatoreinheit 60 umfasst dabei ein hohlzylinderförmiges, an beiden Stirnseiten geschlossenes, aus einem durchsichtigen Material gefertigtes Behältnis 62, in dem eine beispielsweise rotgefärbte Flüssigkeit 66 und ein weißes oder helles Pulver 64 durch Grenzeffekte voneinander getrennt angeordnet sind. Das Behältnis 62 ist dabei mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern und einer Länge von wenigen Zentimetern ausgebildet. Bei einer über einem vorgebbaren Grenzwert liegenden stoßartigen mechanischen Belastung der Spindeleinheit und damit gleichzeitig der Indikatoreinheit 60 vermischt sich das weiße oder helle Pulver 64 mit der roten Flüssigkeit 66 und die gesamte Füllung des Behältnisses 62 färbt sich irreversibel rot. Dabei wird vorgenannte stoßartige Belastung beispielsweise durch ein unzulässiges Anfahren des Werkstücks 20 an das Werkzeug 40 oder durch eine Kollision des Arbeitstisches 10 mit der Spindeleinheit hervorgerufen. Im Falle, dass dies zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung der Spindeleinheit führt, ist aufgrund der irreversiblen Verfärbung der Indikatoreinheit 60 eindeutig nachweisbar, dass dafür eine nicht vorschriftsgemäße Handhabung ursächlich war. Insbesondere durch die Irreversibilität der Verfärbung der Indikatoreinheit 60, beispielsweise in Verbindung mit einer Plombierung und/oder Versiegelung des Verschlusselements 56, sind unerwünschte Manipulationen ausgeschlossen.The 2 shows an enlarged detail of the 1 in the area of in the 1 A circle marked A In particular from the 2 it can be seen that the storage part 52 the spindle unit a hole 54 has, in the outer region of a closure element 56 is arranged to the inside of the hole 54 at the same time as a holder for the indicator unit 60 acts. The indicator unit 60 comprises a hollow cylindrical, closed at both ends, made of a transparent material container 62 in which, for example, a red-colored liquid 66 and a white or light powder 64 are separated by boundary effects. The container 62 is designed with a diameter of a few millimeters and a length of a few centimeters. In the case of a jerky mechanical load of the spindle unit lying above a predefinable limit value and thus simultaneously the indicator unit 60 the white or light powder mixes 64 with the red liquid 66 and the entire filling of the container 62 turns red irreversibly. In this case, the aforementioned shock-like load, for example, by an improper starting of the workpiece 20 to the tool 40 or by a collision of the work table 10 caused by the spindle unit. In the event that this leads to damage or even destruction of the spindle unit is due to the irreversible discoloration of the indicator unit 60 clearly provable that this was due to a non-compliant handling. In particular, by the irreversibility of discoloration of the indicator unit 60 , for example, in connection with a seal and / or sealing of the closure element 56 , unwanted manipulations are excluded.

In anderen Ausführungsformen sind das Pulver 64 und die Flüssigkeit 66 anstelle des Grenzschichteffekts durch einen, eine vergleichbare Funktion erfüllenden, anderen physikalischen, chemischen und/oder mechanischen Effekt voneinander getrennt und/oder anstelle des hellen Pulvers 64 und der roten Flüssigkeit 66 sind zwei andere, eine vergleichbare Funktion wahrnehmende Stoffe einsetzbar.In other embodiments, the powder 64 and the liquid 66 instead of the boundary layer effect separated by a, other physical, chemical and / or mechanical effect, fulfilling a comparable function, and / or instead of the light powder 64 and the red liquid 66 are two other, a similar function perceiving substances used.

In einer anderen Ausführungsform kann die Indikatoreinheit 60 anstatt im lagernden Teil 52 der Spindeleinheit auch im zum Rotieren vorgesehenen Teil 58 angeordnet sein. In wiederum einer anderen Ausführungsform können weitere Indikatoreinheiten in weiteren Maschinenkomponenten der Maschine 100 angeordnet sein, beispielsweise auch in dem zum Rotieren vorgesehenen Teil 58 der Spindeleinheit und/oder dem Arbeitstisch 10. In wiederum anderen Ausgestaltungen ist vorausgehend Beschriebenes auch bei anderen Maschinen, beispielsweise zum Bohren, Schleifen und/oder Drehen entsprechend anwendbar.In another embodiment, the indicator unit 60 instead of in the storage part 52 the spindle unit also in the part intended for rotation 58 be arranged. In yet another embodiment, further indicator units may be included in other machine components of the machine 100 be arranged, for example, in the part intended for rotation 58 the spindle unit and / or the work table 10 , In yet other embodiments, what has been described above can also be used correspondingly in other machines, for example for drilling, grinding and / or turning.

1010
Maschinenkomponente Arbeitstischmachine components worktable
2020
Werkstückworkpiece
4040
WerkzeugTool
5050
Maschinenkomponentemachine components
5252
lagernder Teiloverlapping part
5454
Bohrungdrilling
5656
Verschlusselementclosure element
5858
zum Rotieren vorgesehener Teilto the Rotate intended part
6060
Indikatoreinheitindicator unit
6262
Behältniscontainer
6464
Pulverpowder
6666
Flüssigkeitliquid
100100
Maschinemachine

Claims (12)

Maschinenkomponente (50), mit integrierter Indikatoreinheit (60) zur Anzeige von über einem vorgebbaren Grenzwert liegenden stoßartigen mechanischen Belastungen der Maschinenkomponente (50) beim Transport, beim Einbau und/oder während des Betriebs der Maschinenkomponente (50).Machine component ( 50 ), with integrated indicator unit ( 60 ) for displaying over a predefinable limit lying jerky mechanical loads of the machine component ( 50 ) during transport, during installation and / or during operation of the machine component ( 50 ). Maschinenkomponente (50) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Indikatoreinheit (60) eine unzulässige mechanische Belastung anzeigt, wenn eine stoßartige Berührung der zu überwachenden Maschinenkomponente (50) oder einer damit verbundenen Vorrichtung (40) mit einer weiteren Maschinenkomponente (10) oder einer damit verbindbaren Vorrichtung (20) den vorgegebenen Grenzwert überschreitet.Machine component ( 50 ) according to claim 1, characterized in that the integrated indicator unit ( 60 ) indicates an impermissible mechanical load, if a jerky contact of the machine component to be monitored ( 50 ) or an associated device ( 40 ) with another machine component ( 10 ) or a device ( 20 ) exceeds the preset limit. Maschinenkomponente (50) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die stoßartige Berührung durch die Bewegbarkeit von wenigstens einer der Maschinenkomponenten (10, 50) erzeugt wird.Machine component ( 50 ) according to claim 2, characterized in that the impact-like contact is caused by the mobility of at least one of the machine components ( 10 . 50 ) is produced. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Indikatoreinheit (60) derart ausgestaltet ist, dass das Anzeigen optisch erfolgt.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the indicator unit ( 60 ) is configured such that the display is optically. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Indikatoreinheit (60) derart ausgestaltet ist, dass das Anzeigen irreversibel ist.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the indicator unit ( 60 ) is designed such that the display is irreversible. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Indikatoreinheit (60) ein Pulver (64) mit einer ersten Farbe und eine Flüssigkeit (66) beinhaltet, das Pulver (64) und die Flüssigkeit (66) vor der stoßartigen Belastung voneinander getrennt sind und sich das Pulver (64) und die Flüssigkeit (66) bei der stoßartigen Belastung derart miteinander vermischen, dass das Pulver (64) eine zweite von der ersten verschiedene Farbe annimmt.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the indicator unit ( 60 ) a powder ( 64 ) with a first color and a liquid ( 66 ), the powder ( 64 ) and the liquid ( 66 ) are separated from each other before the impact load and the powder ( 64 ) and the liquid ( 66 ) in the impact load such that the powder ( 64 ) assumes a second color different from the first one. Maschinenkomponente (50) nach Anspruch 6, wobei das Pulver (64) und die Flüssigkeit (66) derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich das Pulver (64) irreversibel verfärbt.Machine component ( 50 ) according to claim 6, wherein the powder ( 64 ) and the liquid ( 66 ) are matched to one another such that the powder ( 64 ) irreversibly discolored. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei das Pulver (64) und die Flüssigkeit (66) in einem durchsichtigen Behälter (62) der Indikatoreinheit (60) angeordnet sind.Machine component ( 50 ) according to one of claims 6 or 7, wherein the powder ( 64 ) and the liquid ( 66 ) in a transparent container ( 62 ) of the indicator unit ( 60 ) are arranged. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Indikatoreinheit (60) von einem Äußeren der Maschinenkomponente (50) aus nicht sichtbar angeordnet ist.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the indicator unit ( 60 ) of an exterior of the machine component ( 50 ) is arranged out of sight. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei Betrieb hochfrequenten Anregungen selbst mit hohen Beschleunigungsamplituden ausgesetzt sein kann.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that it can be exposed to high frequency excitations even with high acceleration amplitudes during operation. Maschinenkomponente (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Maschinenkomponente (50) eine Spindeleinheit ist.Machine component ( 50 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the machine component ( 50 ) is a spindle unit. Maschinenkomponente (50) nach Anspruch 11, wobei die Spindeleinheit einen zum Rotieren vorgesehenen Teil (58) und einen Teil (52), der den zum Rotieren vorgesehenen Teil (58) lagert, umfasst und wenigstens einer der Teile (52, 58) die Indikatoreinheit (60) beinhaltet.Machine component ( 50 ) according to claim 11, wherein the spindle unit comprises a part intended for rotation ( 58 ) and a part ( 52 ), the part intended for rotation ( 58 ), covers and at least one of the parts ( 52 . 58 ) the indicator unit ( 60 ) includes.
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