DE102004048649A1

DE102004048649A1 - Verfahren zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose wenigstens eines Wälzlagers in einer wälzgelagerten Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004048649A1
Application number: DE200410048649
Authority: DE
Inventors: Lajos Dr. Farkas; Günter Schmid; Sven Dr. Gempper; Joachim Dr. Hering
Original assignee: FAG Kugelfischer AG and Co OHG; INA Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose wenigstens eines Wälzlagers (1, 2) in einer wälzgelagerten Vorrichtung. DOLLAR A Um die Instandhaltungen von Wälzlagern (1, 2) wirtschaftlich und technisch planbarer zu gestalten, die Verfügbarkeit und deren Zuverlässigkeit zu steigern sowie eine weitestgehend gesicherte Lebensdauerprognose abgeben zu können, wird zusätzlich zu Messungen direkt am Wälzlager (1, 2), wie einer Messung der auf das Wälzlager (1, 2) einwirkenden Radial- und Axialkräfte (F1, F2), einer Messung des Körperschalls (K) und/oder der Lagertemperatur (T) und/oder der Drehzahl (n), zumindest eine weitere, den Zustand und die Lebensdauer (t) des Wälzlagers (1, 2) beeinflussende und über die Lebensdauer (t) des wenigstens einen Wälzlagers (1, 2) ermittelte und abgespeicherte Messgröße und/oder zur Verfügung gestellte relevante Einflussgröße in eine rechnergestützte Auswertung einbezogen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose wenigstens eines Wälzlagers in einer wälzgelagerten Vorrichtung.

Hintergrund der Erfindung

Bei Anlagen, Maschinen und Verkehrsmitteln kann es infolge eines Lagerschadens zu einem plötzlichen Ausfall derselben kommen. Ein solcher Lagerschaden kann durch Erreichen der Lagerlebensdauer, durch Konstruktions- und/oder Montagefehler und/oder durch Auslegungsfehler infolge einer nicht ausreichenden oder unvollständigen Datenerhebung von Betriebsbelastungen verursacht sein. Durch Überdimensionierung der Wälzlager kann solchen Folgen begegnet werden, wodurch jedoch erhöhte Herstellkosten entstehen. Ein Restrisiko hinsichtlich eines plötzlichen unvorhergesehenen Ausfalls eines Wälzlagers ist jedoch auch dadurch nicht ausgeschlossen.

In Branchen, in denen eine Überdimensionierung der Lager durch den Zwang zu Gewichtseinsparungen nicht möglich ist, wie beispielsweise in der Fahrzeug- und Flugzeugindustrie, könnte ein plötzlich auftretender Schadensfall an Lagern darüber hinaus zur Schädigung von Personen führen. Dies ist auf jeden Fall zu vermeiden.

Für die beschriebenen sicherheitsrelevanten und wirtschaftlich bedeutenden Anwendungsfälle werden in der Praxis Wartungspläne für beispielsweise Schmierstoffwechsel und Austauschpläne für die Wälzlager genutzt, die oft auf empirisch gewonnenen Informationen beruhen. Hierdurch ist nicht zu vermeiden, dass Wartungs- und Austauscharbeiten häufiger als objektiv erforderlich durchgeführt werden, welches zu unnötig hohen Kosten führt.

Demgegenüber hat sich als zukunftsweisende Alternative die Sensierung von betriebsrelevanten Lagerparametern als nützlich erwiesen, bei der physikalische Größen in dem Wälzlager erfasst und einer entsprechenden Auswertungsvorrichtung zugeführt werden. In der Auswertungsvorrichtung werden diese Daten im Hinblick auf eine diagnostische Aussage über den Zustand der Lagerung überprüft.

So ist aus der DE 101 36 438 A1 eine Sensoranordnung, die in einem Wälzlager zur Detektierung physikalischer Größen während der Bewegung der im Wälzlager geführten Bauteile geeignet ist, sowie ein Verfahren zur Auswertung der Sensorsignale bekannt, wobei die auf die Lagerschalen des Wälzlagers wirkenden Kräfte und Momente derart erfasst werden, dass die mechanischen Spannungen oder sonstige physikalische Beeinträchtigungen der Lagerschalen mit in die Lagerschalen integrierten Sensorelementen und eventuell damit zusammengefassten Elektronikbauteilen gemessen werden.

Als Sensorelemente werden in die Lagerschalen eingebrachte Dehnungsmessstreifen und Festkörperchips in Form von sogenannten SAW-Sensoren (SAW = surface acoustic wave) genutzt. Ferner wird eine berührungslose Übertragung (Infrarot bzw. Ultraschall) der Ausgangssignale der Sensoren zu einer geeigneten Auswerteeinheit als vorteilhaft erachtet.

Aus der DE 100 17 572 A1 ist zudem ein Wälzlager mit mindestens einer in eine Wälzlagerkomponente integrierten Erfassungseinheit bekannt, die über Antennen per Funk abfragbar ist, wobei die Erfassungseinheit mit mindestens einem nach dem SAW- und/oder BAW-Prinzip (BAW = bulk acoustic wave) arbeitenden Bauelement die Längenänderungen und/oder Temperaturänderungen im Material des Wälzlagers erfasst, und dieses Messergebnis nach dem Eintreffen eines Funksignals zurücksendet.

In dieser Druckschrift wird weiter darauf hingewiesen, dass es an sich bekannt ist, zur Schadensfrüherkennung oder zur Überwachung des Betriebszustandes einer Maschine Erfassungseinheiten vorzusehen, die ihrerseits den direkt am Wälzlager entstehenden Körperschall messen. Schließlich wird dort vorgeschlagen, dass das Bauelement nach dem SAW- oder BAW-Prinzip derart angeordnet ist, dass mit der mindestens einen erfassten Wälzlagermessgröße mindestens eine Wälzlagerkenngröße ableitbar ist, wobei als Wälzlagerkenngrößen beispielhaft die Drehzahl, die Drehrichtung, Kräfte und Momente in den drei Raumrichtungen, translatorische und rotatorische Schwingungen, translatorische und rotatorische Schwingbeschleunigungen sowie die Temperatur genannt werden.

Darüber hinaus ist aus der DE 199 37 203 A1 ein System zum Erfassen der Belastungen von Wälzelementen in einem Wälzlager bekannt, wobei eine Vielzahl von Sensoren um eine der inneren und äußeren Laufbahn des Wälzlagers herum angeordnet sind, um Sensordaten abzugeben, die festgestellten Lagerbelastungen entsprechen, welche ihrerseits durch die Wälzelemente verursacht sind. Die Lagerlebensdauer wird aus den Sensordaten durch Berechnung vorhergesagt. Auch hier werden Sensoren in Form von Dehnungsmessstreifen und Lastzellen favorisiert.

In der Praxis hat sich nunmehr erwiesen, dass eine Lebensdauerprognose alleine mittels direkt am Wälzlager ermittelter Messgrößen nicht ausreichend ist. Hier setzt die nachfolgend beschriebene Erfindung an.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zustandsüberwachung wenigstens eines Wälzlagers anzugeben, welches insbesondere geeignet ist, Instandhaltungen von Wälzlagern wirtschaftlich und technisch planbarer zu gestalten, die Verfügbarkeit und deren Zuverlässigkeit zu steigern sowie eine weitestgehend gesicherte Lebensdauerprognose abzugeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass herkömmliche Maßnahmen zur Zustandsüberwachung von Wälzlagern im Betrieb nicht ausreichend sind, um eine Lebensdauerprognose von Wälzlagern abzugeben, die sich effektiv und wirtschaftlich vorteilhaft auswirkt.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs durch ein Verfahren zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose wenigstens eines Wälzlagers gelöst, bei dem nacheinander folgende Verfahrensschritte über die gesamte Lebensdauer des wenigstens einen Wälzlagers durchzuführen sind:

– Kontinuierliches Messen der auf das jeweilige Wälzlager einwirkenden Radial- und/oder Axialkräfte und/oder der Drehzahl und/oder der Temperatur und/oder des Körperschalls des Wälzlagers mittels im Wälzlager integrierter Sensoren, und Generierung von auswertbaren Signalen durch dieselben.
– Übermittlung der generierten Signale an eine elektronische Speicher- und Rechnereinheit und Abspeicherung der Messgrößen mittels der Speicher- und Rechnereinheit.
– Auswertung aller bisher gespeicherten Messgrößen unter Hinzuziehung zumindest einer weiteren, den Zustand und die Lebensdauer des Wälzlagers beeinflussenden und über die Lebensdauer des Wälzlagers ermittelten sowie abgespeicherten Messgröße und/oder zur Verfügung gestellten relevanten Einflussgröße.
– Ermittlung des aktuellen Zustandes des Wälzlagers sowie Berechnung der Restlebensdauer und/oder der Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme des Wälzlagers,
– Ausgabe der Information über den aktuellen Zustand sowie die Restlebensdauer „II_R" des Wälzlagers und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme.

Von besonderer Bedeutung hinsichtlich dieser Erfindung ist, dass in Untersuchungen gefunden wurde, dass neben den herkömmlichen Messgrößen, die ihrerseits direkt am Wälzlager ermittelt werden, weitere den Zustand und die Lebensdauer des Wälzlagers beeinflussende Messgrößen und/oder relevante Einflussgrößen Berücksichtigung finden müssen, um insbesondere eine zufrieden stellende Lebensdauerprognose des Wälzlagers stellen zu können. Zumindest ein Teil dieser weiteren Messgrößen und/oder relevanten Einflussgrößen wird dabei außerhalb des jeweiligen Wälzlagers gewonnen.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Danach werden als weitere Messgrößen die Qualität, die Temperatur, die Durchflussmenge und der Druck eines verwendeten Schmiermittels, die Anzahl von Überrollungen durch die Wälzkörper im Hinblick auf zu verzeichnende Lastwechsel und/oder andere Messgrößen vorgeschlagen.

Als relevante Einflussgrößen können die Art und Weise der Schmierung des Wälzlagers, die Viskosität des Schmiermittels und der Temperaturverlauf der Viskosität über die Zeit, ein etwaiges Schmiermittelaustausch- oder Nachschmierungs- oder sonstiges Wartungsintervall, die Einpressüberdeckung des Wälzlagers in einer Vorrichtung, ein etwaiges Lagerspiel, der Gehäusewerkstoff, die Wälzkörper- und Laufbahnhärte und/oder auf das Wälzlager einwir kende Störgrößen in Form von Kräften, Momenten, Wärmespannungen, Fluchtungsfehler und dergleichen Verwendung finden.

Die genannten relevanten Einflussgrößen werden vorzugsweise durch manuelle Eingabe der genannten elektronischen Speicher- und Rechnereinheit zur Verfügung gestellt und dort weiterverarbeitet. Weiter ist vorgesehen, dass bei einem bevorstehenden oder bereits eingetretenen Störfall des Wälzlagers von der Speicher- und Rechnereinheit ein diesbezügliches Signal abgegeben wird.

Schließlich ist vorgesehen, dass die Informationen über den aktuellen Zustand sowie die Restlebensdauer des Wälzlagers und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme sowie die Störfallsignalerzeugung hinsichtlich eines etwaige bevorstehenden oder bereits eingetretenen Störfalles des Wälzlagers optisch und/oder akustisch von der Speicher- und Rechnereinheit ausgegeben werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigen

1 ein Diagramm zur Ausfallwahrscheinlichkeit P eines Wälzlagers über dessen Nutzungszeit t,

2 den prinzipiellen Aufbau eines Systems zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel einer mittels Wälzlager in Form eines Los- und eines Festlagers in einer Bohrung einer beliebigen Struktur gelagerten Welle,

3 ein möglicher Kraftverlauf für das Loslager gemäß 2, und

4 ein möglicher Kraftverlauf für das Festlager gemäß 2.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Das in 1 gezeigte Diagramm gibt die Ausfallwahrscheinlichkeit P von Wälzlagern über deren Nutzungszeit t wieder. Dabei werden drei Bereiche I, II, III unterschieden, wobei der erste Bereich I für Frühausfälle steht, der Bereich II eine zugesagte Lagerlebensdauer angibt, die sich ihrerseits in eine aktuelle Nutzungszeit IIa und eine Restlebensdauer II_R untergliedert, und III steht für einen Bereich, der den Zeitraum t bis zum Totalausfall des Lagers kennzeichnet, bzw. bei dem eine hohe Wahrscheinlichkeit P hinsichtlich eines Totalausfalls nach Überschreiten der zugesagten Lagerlebensdauer zu verzeichnen ist.
Ausfälle im Bereich I können durch Auslegungs-, Konstruktions- oder Montagefehler zustande kommen. Plötzliche Ausfälle innerhalb der genannten Zeiträume I, II, III können jedoch hinreichend durch Messung und Überwachung des Körperschalls K abgesichert werden, indem Änderungen am Wälzlager im Vergleich zum Normalbetrieb gemessen werden, um daraus Rückschlüsse auf die auftretenden Schäden an demselben zu ziehen.
Eine weitestgehend gesicherte Lebensdauerprognose für den Bereich II ist demgegenüber mit einer alleinigen Körperschallmessung nicht möglich. Auch weitere Messungen direkt am Wälzlager, wie eine Messung der Lagertemperatur T, der Drehzahl n und der auf das Wälzlager einwirkenden Radial- und Axialkräfte F₁ bzw. F₂ führten in der Praxis noch nicht zu dem gewünschten Erfolg.
Ausgehend von dieser Erkenntnis ist es erforderlich, zumindest eine weitere und bisher nicht genutzte, den Zustand und die Lebensdauer des Wälzlagers beeinflussende sowie über die Lebensdauer des jeweiligen Wälzlagers ermittelte und abgespeicherte Messgröße und/oder zur Verfügung gestellte relevante Einflussgröße in eine Auswertung des Lagerbetriebs einzubeziehen, um eine weitestgehend gesicherte Lebensdauerprognose für ein solches Wälzlager abgeben zu können. Diese wenigstens eine Messgröße wird bevorzugt außerhalb des Wälzlagers festgestellt.
In 2 ist der prinzipielle Aufbau eines Systems zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose am Beispiel einer mittels eines Loslagers 1 und eines Festwälzlagers 2 in einer Bohrung 3 einer beliebigen Struktur 4 gelagerten Welle 5 dargestellt. Im wesentlichen ist zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose verfahrensgemäß vorgesehen, dass über die gesamte Lebensdauer der Wälzlager 1 und 2 zunächst an sich bekannte Messgrößen, wie die direkt auf das jeweilige Wälzlager 1, 2 einwirkenden Kräfte F₁, F₂ (Radial- und/oder Axialkräfte), und/oder die Drehzahl n und/oder die Temperatur T und/oder der Körperschall K des jeweiligen Wälzlagers 1, 2 mittels im Wälzlager 1, 2 integrierter an sich bekannter und demgemäß nicht näher gezeigter Sensoren kontinuierlich gemessen werden, die ihrerseits auswertbare Signale generieren.
Was die auf die Wälzlager 1 bzw. 2 einwirkenden Kräfte F₁ (Radialkraft), F₂ (resultierend aus der axialen und radialen Kraftkomponente F₂a und F₂r) anbelangt, so sind in den 3 und 4 für das Loslager 1 bzw. das Festlager 2 mögliche Kraftverläufe dargestellt. Die mittels der genanten Sensoren erzeugten Signale werden elektrisch oder berührungslos per Infrarot, Ultraschall oder Funk an eine elektronische Speicher- und Rechnereinheit 6 übermittelt und dort abgespeichert.
Die verwendete Sensorik ist vorzugsweise nach an sich bekannten Technologien der Mikromechanik und Mikroelektronik hergestellt und wird üblicherweise mit einer elektrischen Spannung U versorgt. Dementsprechend werden diesbezügliche physikalische Größen in Signale mit einer elektrischen Spannung U umgewandelt, die in einem Analog-Digital-Wandler, beispielsweise in der Speicher- und Rechnereinheit 6, in digitale Werte umgewandelt werden.
Die elektronischen Komponenten zur aktiven Verarbeitung der Messgrößen, wie beispielsweise Signalverstärkungsmittel, Temperaturkompensationsmittel, eine Linearisierungseinrichtung und die Analog-Digital-Wandlung können jedoch ebenfalls in den Wälzlagern 1, 2 integriert sein, so dass am Signalausgang derselben ein genormtes Ausgangssignal mit elektrischen Stromstärken von vorzugsweise 4 bis 20 mA zur Verfügung steht (nicht näher dargestellt).
Die Sensoren können beispielsweise durch Dehnungsmessstreifen und/oder Lastzellen beziehungsweise den genannten SAW- und/oder BAW-Sensoren gebildet sein.
Unter Hinzuziehung zumindest einer weiteren, den Zustand und die Lebensdauer von Wälzlagern 1 bzw. 2 beeinflussenden und über die Lebensdauer t derselben ermittelten sowie abgespeicherten Messgrößen erfolgt erfindungsgemäß die Auswertung aller einbezogenen gespeicherten Messgrößen mittels der elektronischen Speicher- und Rechnereinheit 6.
Wie 2 weiter zeigt, ist vorliegend der aktuelle Zustand des Schmiermittelkreislaufes 7 einer Ölschmierung mit in die Auswertung einbezogen, dessen Ölreservoire 8 und motorbetriebene Ölförderpumpe 9 sowie die Ölleitungen 10 dargestellt sind. Danach ist ein Sensor zur laufenden Ermittlung der Qualität des Schmieröles vorgesehen, welches bekanntermaßen mit Verunreinigungen versehen sein kann.
So kann beispielsweise durch die Analyse des aktuellen ph-Wertes und/oder des elektrischen Leitwertes G_Öl des Schmieröls, die sich mit dem Wassergehalt des Schmieröles verändern, die Qualität des Schmieröles gemessen werden.
Außerdem ist vorzugsweise außerhalb der Wälzlager 1, 2 jeweils ein Sensor zur Ermittlung der Öltemperatur T_Öl, des Öldurchflussvolumens V_Öl und des Öldruckes p_Öl vorhanden. Diese Sensoren generieren ebenfalls geeignete Signale und übermitteln diese der elektronischen Speicher- und Rechnereinheit 6.
Die elektronische Speicher- und Rechnereinheit 6 ermittelt aus allen zur Verfügung gestellten Kenngrößendaten, einschließlich der Kenngrößen des Schmiermittelkreislaufs 7, den aktuellen Zustand des entsprechenden Wälzlagers 1, 2 und errechnet des Weiteren nach den anerkannten Regeln der Lebensdauerberechnung die prognostizierte Restlebensdauer II_R und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme des jeweiligen Wälzlagers 1, 2.
Im Anschluss daran erfolgt die Ausgabe der Information über den aktuellen Zustand sowie die Restlebensdauer II_R des Wälzlagers 1, 2 und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme. 2 zeigt hierzu ein Bedientableau 11 samt Bildschirm 12 zum Eingeben, Abrufen und zur optischen Anzeige der genannten Informationen.
Neben den vorstehend erläuterten weiteren Messgrößen, die den Schmiermittelkreislauf 7 betreffen, ist es auch denkbar und wird durch die Erfindung mit erfasst, beispielsweise die Anzahl der Überrollungen von Lagersensoren durch die Wälzkörper im Hinblick auf zu verzeichnende Lastwechsel in die Auswertung einzubeziehen. Diese Lastwechsel führen infolge von extremen Beschleunigungen und Verzögerungen, wie sie bei Linearführungen durch die Hin- und Herbewegung in den Umkehrpunkten beim Drehrichtungswechsel der Wälzkörper zu verzeichnen sind, zu einem verstärkten Verschleiß.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf diese weiteren Messgrößen, sondern umfasst jegliche anderen geeigneten messbaren Größen sowie auch relevante Einflussgrößen, die nicht unmittelbar während des laufenden Betriebes des wenigstens einen Wälzlagers 1, 2 erfasst werden.
So kann es angezeigt sein, im Sinne der Erfindung die Art und Weise der Schmierung der Wälzlager 1 bzw. 2, wie Fettschmierung, Ölnebelschmierung, Spritzölschmierung oder wie vorliegend Ölumlaufschmierung beziehungsweise Ölumlaufschmierung mit Rückkühlung, welche unbestritten ebenfalls einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer der Lager 1, 2 haben kann, in die Berechnung der Lagerlebensdauer oder des nächsten Wartungszeitpunktes als zusätzliche Komponente mit zu berücksichtigen.
Ferner können auch die Viskosität des Schmiermittels und der Temperaturverlauf desselben über die Zeit t, ein etwaiges Schmiermittelaustauschintervall, Nachschmierungsintervall oder sonstiges Wartungsintervall, die Einpressüberdeckung des Wälzlagers 1 bzw. 2, ein etwaiges Lagerspiel, der Gehäusewerkstoff, die Wälzkörper- sowie Laufbahnhärte und dergleichen mehr als weitere Berechnungskomponenten Berücksichtigung finden. Schließlich kann es auch sinnvoll sein, dass andere mögliche Störgrößen in Form von Kräften, Momenten, Wärmespannungen, Fluchtungsfehler usw. in die Berechnung mit einbezogen werden.
Derartige Einfluss- und/oder Störgrößen, die vorzugsweise empirisch ermittelt wurden bzw. anderweitig bekannt sind, werden gemäß dem Verfahren beispielsweise manuell über das Bedientableau 11 zu Beginn der Lagernutzung oder in vorbestimmten Abständen in die elektronische Speicher- und Rechnereinheit 6 eingegeben, oder können auch schon in einem Rechendatensatz bzw. in der Software für die Speicher- und Rechnereinheit 6 integriert sein.
Werden im laufenden Betrieb der Wälzlager 1, 2 über bestimmte festgelegte Grenzbereiche hinaus Anomalien erkannt, so wird seitens der Software auf einen unmittelbar bevorstehenden oder bereits eingetretenen Störfall geschlossen. Es erfolgt dann die Erzeugung eines geeigneten Störfallsignals in optischer und/oder akustischer Form.

1: Wälzlager (Loslager)
2: Wälzlager (Festlager)
3: Bohrung
4: Struktur
5: Welle
6: Speicher- und Rechnereinheit
7: Schmiermittelkreislauf
8: Ölreservoire
9: Ölförderpumpe
10: Ölleitung
11: Bedientableau
12: Bildschirm
P: Ausfallwahrscheinlichkeit
t: Nutzungszeit/Lebensdauer
I: Bereich betreffend Frühausfälle
II: Bereich einer zugesagten Lebensdauer
IIa: aktuelle Nutzungszeit
II_R: Restlebensdauer
III: Bereich einer hohen Wahrscheinlichkeit P hinsichtlich Totalausfälle
F₁: auf das Wälzlager 1 einwirkende Kraft
F₂: auf das Wälzlager 2 einwirkende Kraft
F₂a: Axialkraft
F₂r: Radialkraft
n: Drehzahl
T: Temperatur
U: elektrische Spannung
K: Körperschall
G_Öl: elektrischer Leitwert des Schmieröls
T_Öl: Öltemperatur
V_Öl: Öldurchflussvolumen
p_Öl: Öldruck

Claims

Verfahren zur Zustandsüberwachung und Lebensdauerprognose wenigstens eines Wälzlagers (1, 2) in einer wälzgelagerten Vorrichtung, gekennzeichnet durch folgende, über die gesamte Lebensdauer (t) des wenigstens einen Wälzlagers (1, 2) durchzuführende Verfahrensschritte, – Kontinuierliches Messen der auf das jeweilige Wälzlager (1, 2) einwirkenden Radial- und/oder Axialkräfte (F₁, F₂) und/oder der Drehzahl (n) und/oder der Temperatur (T) und/oder des Körperschalls (K) des Wälzlagers (1, 2) mittels im Wälzlager (1, 2) integrierter Sensoren, und Generierung von auswertbaren Signalen durch dieselben. – Übermittlung der generierten Signale an eine elektronische Speicher- und Rechnereinheit (6) und Abspeicherung der Messgrößen mittels der Speicher- und Rechnereinheit (6). – Auswertung aller bisher gespeicherten Messgrößen unter Hinzuziehung zumindest einer weiteren, den Zustand und die Lebensdauer (t) des Wälzlagers (1, 2) beeinflussenden sowie über die Lebensdauer (t) des Wälzlagers (1, 2) ermittelten und abgespeicherten Messgröße und/oder zur Verfügung gestellten relevanten Einflussgröße. – Ermittlung des aktuellen Zustandes des Wälzlagers (1, 2) sowie Berechnung der Restlebensdauer (II_R) und/oder der Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme des Wälzlagers (1, 2). – Ausgabe der Information über den aktuellen Zustand sowie die Restlebensdauer (II_R) des Wälzlagers (1, 2) und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Messgrößen die Qualität, die Temperatur (T_Öl), das Öldurchflussvolumen (V_Öl) sowie der Druck (p_Öl) eines verwendeten Schmiermittels, und/oder die Anzahl von Überrollungen durch die Wälzkörper im Hinblick auf die zu verzeichnenden Lastwechsel verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als relevante Einflussgrößen die Art und Weise der Schmierung des Wälzlagers (1, 2), die Viskosität des Schmiermittels und der Temperaturverlauf der Viskosität über die Zeit (t), ein etwaiges Schmiermittelaustausch- oder Nachschmierungs- oder sonstiges Wartungsintervall, die Einpressüberdeckung des Wälzlagers (1, 2), ein etwaiges Lagerspiel, der Gehäusewerkstoff, die Wälzkörper- und Laufbahnhärte und/oder auf das Wälzlager (1, 2) einwirkende Störgrößen in Form von Kräften, Momenten, Wärmespannungen und Fluchtungsfehler verwendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Messgrößen und/oder relevanten Einflussgrößen außerhalb des Wälzlagers (1, 2) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die relevanten Einflussgrößen manuell der elektronischen Speicher- und Rechnereinheit (6) zur Verfügung gestellt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem bevorstehenden oder bereits eingetretenen Störfall des Wälzlagers (1, 2) ein Störfallsignal erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen über den aktuellen Zustand sowie die Restlebensdauer (II_R) des Wälzlagers (1, 2) und/oder die Dauer bis zu einer empfohlenen Instandhaltungsmaßnahme sowie die Erzeugung des Störfallsignals hinsichtlich eines etwaige bevorstehenden oder bereits eingetretenen Störfalles des Wälzlagers (1, 2) optisch und/oder akustisch ausgegeben werden.