DE102008007999A1

DE102008007999A1 - Dichtungselement für ein Lager

Info

Publication number: DE102008007999A1
Application number: DE102008007999A
Authority: DE
Inventors: Rainer Eidloth; Michael Pausch
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-02-07
Filing date: 2008-02-07
Publication date: 2009-08-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement für ein Lager, insbesondere für ein Wälzlager, umfassend einen im wesentlichen formstabilen Korpus (2) und ein RFID-element (8) mit einer Antenne (4). Die Aufgabe, ein Dichtungselement anzugeben, das auf geringer Fläche eine Mehrzahl von Funktionen erfüllen kann, wird für das genannte Dichtungselement erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das RFID-Element (8) als aktives Element ausgebildet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Lager nach Anspruch 5.
Aus der Praxis ist bekannt, Lagern, speziell Wälzlagern oder Gleitlagern, RFID-Elemente zuzuordnen, in denen auslesbare Daten, speziell Herstellerdaten oder eine Kennung, die eine spätere eindeutige Identifizierung des Lagers ermöglichen, hinterlegt sind. Derartige RFID-Elemente weisen eine Antenne auf und sind nur auslesbar, so dass sie als passive RFID-Elemente bezeichnet werden, da sie erst dann eine energetische Versorgung erhalten, wenn diese durch ein Auslesegerät angesprochen und energetisch beaufschlagt werden.
DE 11 2004 002 234 T5 und DE 11 2004 002 235 T5 beschreiben jeweils ein Dichtungselement für ein Wälzlager mit einem im wesentlichen formstabilen Korpus, wobei das RFID-Element in das Korpus des Dichtungselemen tes aufgenommen ist. Das Korpus des Dichtungselementes weist eine steife metallische Einlage auf, die von einem Kunststoff umspritzt ist, wobei die metallische Einlage als Antenne des RFID-Elementes ausgebildet ist und wobei das RFID-Element in oder an dem Kunststoff des Korpus des Dich tungselementes aufgenommen ist. Das jeweilige RFID-Element ist als passives Element ausgelegt und verzeichnet zu dem Lager gehörige Daten wie die Art des Schmiermittels, Materialeigenschaften und Informationen über den Herstellungsprozess des Lagers sowie Angabe zu der Grösse und den Hersteller des Lagers, die bei Bedarf ausgelesen werden können.
US 6,501,382 B1 beschreibt ein Lager, speziell ein Wälzlager, in dessen Lagerring eine Bohrung bzw. Ausnehmung vorgesehen ist, in der das RFID-Element angeordnet ist. Eine Leitung stellt eine Verbindung zu einer in einem Abstand von dem RFID-Element angeordneten Antenne her. Das RFID-Element kann passiv oder aktiv ausgebildet sein; in der Ausbildung als aktives RFID-Element weist das RFID-Element eine von dem Lesegerät unabhängige Energieversorgung auf, die nach Art einer Batterie ausgebildet ist. Nachteilig ist die Anordnung des RFID-Elementes in dem Korpus des Lagerrings und der große Abstand zu der Antenne.
DE 10 2005 043 773 A1 beschreibt ein Lager für eine Druckmaschine mit einem aktiven RFID-Element, wobei das RFID-Element während des Betriebs des Lagers Meßwerte mehrerer Sensoren, die Temperaturen, Drehzahlen, Kräfte oder Frequenzwerte erfassen, aufnimmt. Wird das RFID-Element von einem Lesegerät angesprochen, können die Meßwerte der Sensoren ausgelesen werden.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Dichtungselement anzugeben, das auf geringer Fläche eine Mehrzahl von Funktionen erfüllen kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Dichtungselement ein RFID-Element umfasst, das als aktives Element ausgebildet ist.
Das RFID-Element kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass nicht nur zuvor eingelesene Daten auf Anfrage durch das Lesegerät wiedergegeben werden, sondern dass das RFID-Element selbst kritische Zustände des Lagers erfasst und als solche erkennt und ggf. ein Warnsignal abgibt, so dass der Zustand des Lagers überprüft werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das RFID-Element einen Mikroprozessor umfasst, und dass und dass der Mikroprozessor in dem RFID-Element vorhandene Daten verarbeitet. Der Mikroprozessor weist eine integrierte Schaltung auf, die in dem RFID-Element vorhandene Daten, einschließlich der von einem Sensor gelieferten Meßwerte, verändern kann. Beispielsweise kann die Herstellerkennung durch den Mikroprozessor in regelmäßigen Abständen verändert werden, so dass ein Fälscher Schwierigkeiten hat, das RFID-Element nachzubauen, der Hersteller jedoch, der bestimmen kann, in welcher Weise die Änderung vorgenommen wird, auch später noch das RFID-Element gerade anhand des gezielt veränderten Codes der Herstellerkennung wiedererkennen kann.
Der Mikroprozessor kann weiter erkennen, wenn die Energieversorgung des RFID-Elementes einen kritischen Wert erreicht hat, und ein entsprechendes Signal abgeben bzw. in einen energiesparenden Ruhemodus gehen.
Weiter kann der Mikroprozessor Messwerte mindestens eines Sensors nicht nur erfassen und zwischenspeichern, sondern ebenfalls verarbeiten. Beispielsweise kann der Mikroprozessor die momentanen Werte mit Soll-Werten oder Schwell-Werten vergleichen und einen kritischen Zustand des Lagers selbständig erkennen.
Zusätzlich kann der Mikroprozessor für den Fall, dass ein kritischer Zustand des Lagers erkannt ist, selbständig ein Signal an eine äussere Empfangseinheit abgeben und den Zustand des Lagers nach außen übermitteln.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das RFID-Element mit dem Mikroprozessor in das Korpus aufgenommen sind, so dass auch der Mikroprozessor in einer definieten dielektrischen Umgebung geschützt angeordnet ist. Das RFID-Element erfordert keinen zusätzlichen Bauraum, ist leicht montierbar 1 bzw. im Bedarfsfall einfach ausbaubar und macht keine Änderung der Bestandteile des Lagers erforderlich. Das RFID-Element ist leicht zugänglich und kann einfach ausgelesen werden, ohne dass metallische Bestandteile des Lagers die Funkwellen, mit denen das RFID-Element ausgelesen wird, wesentlich stören.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Dichtungselementes,
2 zeigt eine geschnittene Ansicht des Dichtungselementes aus 1 entlang der Schnittlinie A-A, und
3 zeigt eine geschnittene Ansicht des Dichtungselementes aus 1 entlang der Schnittlinie B-B.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt ein Dichtungselement 1 mit einem im wesentlichen ringförmigen Korpus 2, wobei an dem Korpus 2 ein RFID-Element 8 angeordnet ist, das als aktives RFID-Element ausgebildet und damit von einer Versorgung durch ein nicht dargestelltes Lesegerät energetisch unabhängig ist. Dem RFID-Element 8 ist eine Antenne 4 zugeordnet, mit der das RFID-Element 8 ausgelesen werden kann.
Das RFID-Element 8 weist einen Festwertspeicher auf, in dem Daten wie das Herstelldatum, der Fertigungsort, Schmierstoffkennwerte, Fertigungsinformationen und eine Kennung des Herstellers gespeichert und durch das Lesegerät abrufbar niedergelegt sind.
Das RFID-Element 8 steht mit einem Sensor 3 in Verbindung, die durch eine Kabelverbindung 5 ausgebildet ist, und nimmt von dem Sensor 3 erfasste Messwerte auf. Der Sensor 3 kann Messgrößen wie Temperatur, Druck, Drehzahl, Kraft, Drehmoment, Weg oder Schwingungen nach Amplitude oder Frequenz aufnehmen und erfassen.
Das RFID-Element 8 umfaßt weiter einen integrierten Schaltkreis in Form eines Mikroprozessors, der die von dem Sensor 3 ermittelten Meßwerte weitererarbeitet. Der Mikroprozessor ermittelt beispielsweise anhand der Temperatur des Lagers, ob die Schmierung bzw. Kühlung ausreichend ist, zum Beispiel durch Vergleich mit vorgegebenen Sollwerten, die nicht überschritten werden dürfen. Der Mikroprozessor ermittelt weiter, ob Schwingungen auftreten, die einen Schluß auf eine nachlassende Schmierung erlauben. Der Mikroprozessor erkennt weiter, ob das Lager, speziell das nicht näher dargestellte Wälzlager, das mit dem Dichtungselement 1 abgedichtet ist, unter den Bedingungen arbeitet, für die das Lager ausgelegt wurde. Die vorgenannten beispielhaft angegebenen Möglichkeiten der Auswertung der Meßergebnisse des Sensors 3 sind in dem Mikroprozessor als Meßroutinen gespeichert, die zu regelmäßigen Zeiten durchgeführt werden.
Das RFID-Element 8 umfaßt auch eine Batterie, die eine von dem Lesegerät 5 unabhängige Energieversorgung darstellt, so dass das RFID-Element 8 als aktives RFID-Element ausgebildet ist. Zusätzlich umfaßt das RFID-Element 8 ein Mittel zur Generierung von Energie aus der Bewegung des Korpus 2 des Dichtungselementes 1 relativ zu den übrigen, nicht dargestellten Bestandteilen des Wälzlagers. Ist das Lager in Bewegung, gewinnt das RFID-Element 8 seine Energie aus der Bewegung des Lagers; kommt das Lager zur Ruhe bzw. ist das Lager noch nicht in Betrieb genommen, wird das RFID-Element 8 durch die Batterie gespeist.
Das RFID-Element 8 ist bezüglich der Antenne 4 so geschaltet, dass ein Signal abgesetzt wird, wenn der Mikroprozessor in dem RFID-Element 3 eine für das Lager kritische Situation erkennt.
2 bzw. 3 zeigt, dass das RFID-Element 8 bzw. der Sensor 3 auf dem Korpus 2 des Dichtungselementes 1 angeordnet ist. Speziell umfaßt das Korpus 2 eine metallische Einlage 6 und einen Überzug 7 aus Kunststoff auf. Es versteht sich, dass das RFID-Element 8 bzw. der. Sensor 3 auch unmittelbar auf der metallischen Einlage 6 angeordnet sein können und jeweils von dem Überzug 7 überdeckt sind. Es versteht sich ferner, dass der Überzug 7 weggelassen werden kann, sowie weiter, dass die Einlage 6 nicht aus einem metallischen Werkstoff, sondern beispielsweise aus einem Isolator, speziell einer Keramik, bestehen kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war der Sensor 3 neben dem RFID-Element 8 an dem Korpus 2 des Dichtungselementes 1 angeordnet; es versteht sich, dass der Sensor einen Abstand zu dem RFID-Element 8 aufweisen kann. Es versteht sich ebenfalls, dass mehrere Sensoren vorgesehen sein können, die jeweils Meßwerte an das RFID-Element 8 übermitteln.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel waren das RFID-Element 8 sowie der Sensor 3 zwar benachbart zueinander, aber baulich getrennt angeordnet. Es versteht sich, dass das RFID-Element 8 mit dem Sensor 3 zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sein kann. Die Energieversorgung des RFID-Elementes 8 kann dabei ebenfalls den Sensor 3 versorgen bzw. die Energieversorgung des Sensors 3 kann das RFID-Element 8 speisen.

1: Dichtungselement
2: Korpus von 1
3: Sensor
4: Antenne
5: Kabelverbindung
6: metallische Einlage
7: Überzug
8: RFID-Element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 112004002234 T5 [0003]
- DE 112004002235 T5 [0003]
- US 6501382 B1 [0004]
- DE 102005043773 A1 [0005]

Claims

Dichtungselement für ein Lager, insbesondere für ein Wälzlager, umfassend ein im wesentlichen formstabiles Korpus (2), und ein RFID-Element (8) mit einer Antenne (4), dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Element (8) als aktives Element ausgebildet ist.
Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Element (8) einen Mikroprozessor umfasst, und dass der Mikroprozessor in dem RFID-Element (8) vorhandene Daten verarbeitet.
Dichtungselement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor Messwerte mindestens eines Sensors (3) erfasst und verarbeitet.
Dichtungselement nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Element (8) mit dem Mikroprozessor in das Korpus (2) aufgenommen sind.
Lager, insbesondere Wälzlager oder Gleitlager, gekennzeichnet durch ein Dichtungselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.