-
Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung betrifft ein Maschinenelement, insbesondere einen Lagerring
eines Wälz-
oder Gleitlagers, nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren nach Anspruch
6 zur Anbringung einer Markierung an ein Maschinenelement, insbesondere
an einen Lagerring eines Wälz-
oder Gleitlagers.
-
Aus
der Praxis ist bekannt, Maschinenelemente, beispielsweise Komponenten
von Lagern, insbesondere Komponenten von Wälz- oder Gleitlagern wie Lagerringen,
Dichtungen, Käfige
oder Wälzkörpern von
Wälzlagern
oder Linearführungen,
mit einer Markierung zu versehen, die auslesbar ist und eine eindeutige
Identifizierung des Maschinenelementes ermöglicht. Zusätzlich zu der eindeutigen Identifizierung
des Maschinenelementes kann die Markierung zusätzliche Informationen über das
mit der Markierung versehene Maschinenelement, beispielsweise Angaben über den
Hersteller, das Herstelldatum bzw. den Herstellungsort oder die
Herstellbedingungen, speziell eine Angabe der Materialcharge, enthalten.
-
Es
ist bekannt, eine Markierung aus Teilmarkierungen zusammenzusetzen,
wobei das Fehlen bzw. Vorhandensein der Teilmarkierung die Markierung
selbst ausmacht. Ein Barcode umfasst als Teilmarkierungen meist
rechteckige Abschnitte, deren Erstreckung bzw. gegenseitiger Abstand üblicherweise
eine Ziffernfolge codiert. Dabei ist ein jeder Abschnitt eine einzelne
Teilmarkierung der Markierung des Barcodes. Ein Matrixcode umfasst
als Teilmarkierungen eine ein- oder zweidimensionale Abfolge von
Punkten, deren Vorhandensein oder Fehlen üblicherweise eine binäre Ziffer
codiert. Dabei ist jeder einzelne Punkt eine der Teilmarkierungen
der Markierung des Matrixcodes.
-
Aus
der Praxis ist ferner bekannt, dass Maschinenelemente, speziell
Lagerringe von Wälz-
oder Gleitlagern, ein Korpus umfassen, dessen Oberfläche im wesentlichen
vollständig
aus Funktionsflächen
besteht, also aus Flächen
besteht, die definierte Eigenschaften, insbesondere eine geringe
Rauheit, die bei der Herstellung des Maschinenelementes, insbesondere
des Lagerrings, eingestellt wird. Damit ist das Anbringen einer
Markierung an die Oberfläche eines
im wesentlichen von Funktionsflächen
begrenzten Maschinenelementes schwierig, da die Markierung einen
Platz beansprucht, der als Funktionsfläche nicht mehr zur Verfügung steht,
weil die Markierung üblicherweise
eine Verschlechterung der Materialeigenschaften der Funktionsfläche mit
sich bringt.
-
Die
Erfindung wird im folgenden unter besonderer Bezugnahme auf die
Oberflächen
von Lagerringen für
Wälz- oder
Gleitlager als speziellen Beispielen von einem Maschinenelement
beschrieben, es versteht sich jedoch, dass die Erfindung allgemein Maschinenelemente
betrifft, die ein Korpus mit einer Oberfläche aufweisen, an die eine
Markierung anzubringen ist.
-
Für die Markierung
eines Lagerrings ist aus der Praxis bekannt, mittels eines Laserstrahls
das oberflächennahe
Gefüge
zu verändern,
um so eine optisch erkennbare Markierung mit Teilmarkierungen einzubrennen.
Nachteilig ist, dass die Abschnitte der Oberfläche mit dem geänderten
Gefüge
als Funktionsfläche
fortfallen. Ungünstig
ist weiter, dass der Laserstrahl thermische Spannungen in dem Material hervorruft.
-
Für das Anbringen
einer Markierung an einem Lagerring ist aus der Praxis ferner bekannt,
mittels eines chemischen Ätzens
Material an der Oberfläche
abzutragen, so dass im Bereich der Teilmarkierungen der Markierung
Gebiete mit erhöhter
Rauheit entstehen, die optisch erkennbar sind. Auch in diesem Fall
fallen die Teilmarkierungen als Funktionsflächen weg.
-
Bekannt
ist ferner das Anbringen einer Markierung an einem Lagerring derart,
dass die Teilmarkierungen in das zuvor polierte und geschliffene
Korpus eingeschliffen, beispielsweise eingefräst werden, derart, dass die
Rauheit im Bereich der Teilmarkierungen größer ist als in den angrenzenden
Abschnitten der Oberfläche.
Der Unterschied der Rauheiten im Bereich der Teilmarkierung bzw.
in dem an die Teilmarkierung angrenzenden Abschnitt der Oberfläche des
Lagerrings bietet einen optisch leicht feststellbaren Kontrast,
allerdings fällt
der Abschnitt der Oberfläche,
dessen Rauheit erhöht
ist, als Funktionsfläche
fort.
-
Aus
der Praxis ist ebenfalls bekannt, eine Markierung auf einem Markierungsträger auszubilden,
der auf der Oberfläche
des Lagerrings befestigt ist. Hierbei nimmt der Markierungsträger einen
Teil der Funktionsfläche
ein. Ist die Markierung als elektronische Codierung beispielsweise
auf einem RFID-Element
hinterlegt, tritt das zusätzliche
Problem auf, dass eine bauliche Veränderung des Lagerrings erforderlich
ist, um das RFID-Element aufzunehmen sowie die Antenne bzw. die
Leitungen, mittels derer das RFID-Element ansprechbar, insbesondere
auslesbar, ist.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es
ist die Aufgabe der Erfindung, für
ein Maschinenelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eine Markierung
bzw. ein Verfahren zur Anbringung einer Markierung anzugeben, wobei
die Eigenschaften der Oberfläche
als Funktionsfläche möglichst
geringfügig
beeinträchtigt
werden.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Maschinenelement mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein
Verfahren nach Anspruch 6 zur Aufbringung einer Markierung gelöst.
-
Weil
eine Rauheit im Bereich der Teilmarkierung geringer ist als in dem
an die Teilmarkierung angrenzenden Abschnitt der Oberfläche, ist
die Teilmarkierung und damit das Vorhandensein der Markierung als
solcher bei flüchtiger
visueller Betrachtung des Maschinenelementes schwerer wahrzunehmen, als
für den
Fall, dass die Rauheit im Bereich der Teilmarkierung größer ist
als die Rauheit des an die Teilmarkierung angrenzenden Abschnittes
der Oberfläche.
Die Markierung als solche ist damit schwerer zu erkennen und damit
besser gegenüber
einer unbefugten Nachahmung geschützt. Dennoch lässt sich die
im Bereich der Teilmarkierung geringere Rauheit leicht nachweisen
und mittels bildverarbeitender Verfahren auswerten, weil die im
Bereich der Teilmarkierung geringere Rauheit eine gegenüber dem
angrenzenden Abschnitt der Oberfläche verbesserte Reflektivität aufweist.
Diese im Bereich der Markierung verbesserte Reflektivität lässt sich
bei flüchtiger
visueller Betrachtung nicht ohne weiteres erkennen, aber leicht
mittels optischer Aufnahme- und Auswertungsverfahren nachweisen,
so dass die Markierung leicht auslesbar ist, ohne als solche unmittelbar
erkennbar zu sein.
-
Da
die Rauheit im Bereich der Teilmarkierung geringer ist als in dem
an die Teilmarkierung angrenzenden Abschnitt der Oberfläche, stellt
die Markierung keinen Bereich der Oberfläche dar, der als Funktionsfläche ausfällt, da
die Rauheit im Bereich der Markierung nicht verschlechtert ist.
-
Die
Beeinflussung speziell der Rauheit ist prozesstechnisch leicht möglich, da
Funktionsflächen
eine definierte Rauheit aufweisen müssen und ein Schleif- bzw.
Polierprozessschritt bei der Bearbeitung der Funktionsfläche üblich ist.
Speziell sind zusätzliche
Instrumente, wie sie für
ein Ätzen
oder Laserbehandeln der Oberfläche
erforderlich sind, überflüssig.
-
Der
Verfahrensschritt bei der Anordnung der Markierung an dem Maschinenelement,
bei dem eine Rauheit der Oberfläche
im Bereich der Teilmarkierung bewirkt wird, die geringer ist als
die Rauheit in einem an die Teilmarkierung angrenzenden Abschnitt der
Oberfläche,
lässt sich
damit leicht in bestehende Produktionsprozesse integrieren.
-
Vorzugsweise
ist vorgesehen, dass die Teilmarkierung mittels eines Schleifkörpers hergestellt ist,
und dass im Bereich der Teilmarkierung ein Oberflächenprofil
vorliegt, das durch die Kontur des Schleifkörpers bestimmt ist. Hierbei
wird ausgenutzt, dass jeder Schleifkörper eine für diesen typische, ggf. einstellbare
Kontur aufweist, die das Oberflächenprofil
im Bereich der mit diesem Schleifkörper hergestellten Teilmarkierung
bestimmt. Für
eine bestimmte Teilmarkierung, die Bestandteil einer Markierung
ist, lässt
sich damit anhand des Oberflächenprofils
nachweisen, ob diese mittels des bestimmten Schleifkörpers hergestellt
wurde oder nicht. Hierbei ergibt sich eine zusätzliche Möglichkeit, eine nachgemachte Markierung
von einer ursprünglichen
Markierung und somit Fälschungen
von Originalen unterscheiden zu können. Hierzu können sämtliche
bzw. einzelne ausgewählte
der Schleifkörper,
mittels derer die Teilmarkierung hergestellt wurde, gelagert bzw.
deren Konturen abgespeichert werden.
-
Umfasst
die Markierung zwei oder mehr Teilmarkierungen, kann diejenige Teilmarkierung,
deren Oberflächenprofil
dem bestimmten Schleifkörper
zu geordnet werden kann, geheim gehalten werden, um so den Schutz
der Markierung gegenüber
einer unerwünschten
Nachahmung der Markierung zu erhöhen und
eine Echtheit der Markierung sicherstellen zu können.
-
Die
Markierung kann vorzugsweise als Strichcode (Barcode) oder als Datamatrixcode
ausgebildet sein, da diese beiden Arten der Markierung insbesondere
mittels eines Schleifprozesses leicht herstellbar sind, wobei mindestens
eine Teilmarkierung der Markierung eine Rauheit aufweist, die geringer
ist als die Rauheit des an die Teilmarkierung grenzenden Abschnittes
der Oberfläche
des Korpus des Lagerrings.
-
Ist
das Maschinenelement ein Lagerring eines Wälzlagers mit einer Laufbahn
für Wälzkörper, ist vorzugsweise
vorgesehen, dass im Bereich der Laufbahn im Bereich der Teilmarkierung
eine mittlere Rauheit Ra mit einem Betrag
von weniger, insbesondere deutlich weniger, als 0,03 vorliegt. Mittlere
Rauheiten von weniger, insbesondere auch deutlich weniger als 0,03
lassen sich leicht herstellen und erlauben ein sicheres Erkennen
der Teilmarkierung und damit der Markierung insgesamt.
-
Ist
das Maschinenelement ein Lagerring eines Wälzlagers mit einer Funktionsfläche, ist
vorzugsweise vorgesehen, dass im Bereich der Teilmarkierung eine
mittlere Rauheit Ra mit einem Betrag von weniger,
insbesondere deutlich weniger, als 0,3 aufweist. Derartige mittlere
Rauheiten lassen sich ebenfalls leicht herstellen und beeinträchtigen
die Funktionalität
des Lagerrings nicht.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüche sowie aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der
Erfindung.
-
Die
Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegenden
Zeichnungen näher beschrieben
und erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt
eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Maschinenteils,
dessen Markierung nach einer beispielhaften Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahren
angebracht wurde,
-
2 zeigt
schematisch einen Teilschritt bei der beispielhaften Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
und
-
3 zeigt
eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Maschinenteils,
dessen Markierung nach einer beispielhaften Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
angebracht wurde.
-
Detaillierte Beschreibung
der Zeichnung
-
1 zeigt
eine Draufsicht auf eine Oberfläche 1 eines
nicht näher
dargestellten Korpus eines Maschinenelementes, das als Lagerring
eines Wälzlagers
ausgebildet ist. An der Oberfläche 1 ist
eine Markierung 2 angebracht, die mehrere Teilmarkierungen
umfasst, die jeweils als kreisförmige
Bereiche der Oberfläche 1 ausgebildet
sind. Die Markierung 2 umfasst ein gedachtes Gitter von
25 Stellen, die in fünf
Zeilen und fünf
Reihen angeordnet sind, wobei an einzelnen Stellen eine Teilmarkierung
vorgesehen ist oder nicht. Eine der achtzehn Teilmarkierungen, deren
Vorhandensein bzw. Anordnung relativ zueinander die Markierung 2 ausmacht,
ist mit dem Bezugszeichen ,3' ausgewiesen.
-
Das
Maschinenelement ist als Lagerring ausgebildet, das eine Laufbahn
für nicht
dargestellte Wälzkörper aufweist.
Die Markierung 2 ist nahe der Laufbahn für die Wälzkörper ausgebildet
und als zweidimensionaler Datamatrix-Code ausgebildet. Die Oberfläche 1 weist
in einem von der Markierung 2 beabstandeten Bereich sowie
in einem Zwischenbereich 4 zwischen einzelnen der Teilmarkierungen 3,
wobei der Zwischenbereich 4 unmittelbar an die Teilmarkierungen
angrenzt, eine mittlere Rauheit Ra von ca.
0,03 auf. Im Bereich der Teilmarkierung 3 beträgt die Rauheit
Ra deutlich weniger als 0,03, beispielsweise
einen ganzzahligen Faktor bzw. eine Größenordnung weniger als 0,03.
-
Wird
die Markierung 2 mit sichtbarem Licht bestrahlt, reflektieren
die Teilmarkierungen 3 das Licht stärker als die unmittelbar an
die Teilmarkierungen angrenzenden Abschnitte der Oberfläche 1,
einschließlich
des Zwischenbereichs 4, so dass das Vorhandensein der Markierung 2 als
solcher wie auch die Anordnung der Teilmarkierungen insgesamt leicht nachweisbar
ist.
-
2 zeigt
schematisch einen Teilschritt des Verfahrens zur Anbringung der
in 1 dargestellten Markierung 2. Die Teilmarkierungen 3 werden
mittels Schleifelementen 5 in die bereits zuvor mit einer
mittleren Rauheit Ra von ca. 0,03 bearbeitete
Oberfläche eingefügt. Jedes
der fünf
dargestellten Schleifelemente ist um seine Achse 6 drehbar
und unabhängig von
den anderen Schleifelementen höhenverstellbar. Jedes
der Schleifelemente 5 weist an dem Ende der Achse 6 einen
Schleifkörper 7 auf,
dessen Oberfläche
abschnittsweise mit der Oberfläche 1 dort
in Kontakt kommt, wo eine Teilmarkierung 3 der Markierung 2 angebracht
werden soll.
-
Der
jeweilige Schleifkörper 7 weist
eine Kontur auf, die in Kontakt mit der Oberfläche 1 im Bereich der
Teilmarkierung 3 eine bestimmte, für den jeweiligen Schleifkörper 7 charakteristische
Oberflächenprofilierung
erzeugt, so dass für
einzelne Teilmarkierungen nachweisbar ist, mittels welchem der Schleifkörper 7 die
Teilmarkierung 3 hergestellt wurde.
-
3 zeigt
ausschnittsweise eine Oberfläche 1 eines
Lagerrings eines Wälzlagers,
wobei die Oberfläche 1 als
Funktionsoberfläche
ausgebildet ist und eine mittlere Rauheit Ra von
ca. 0,3 aufweist. An der Oberfläche
ist eine Markierung 8 vorgesehen, die als Barcode ausgebildet
ist und eine Abfolge von Teilmarkierungen umfasst, wobei jede der
Teilmarkierungen als Strich bzw. Rechteck ausgebildet ist und die Markierung 8 durch
die Breite bzw. den Abstand zwischen benachbarten Teilmarkierungen
bestimmt ist. Die am weitesten linke der insgesamt vierzehn Teilmarkierungen
der Markierung 8 ist mit dem Bezugszeichen ,9' ausgewiesen.
-
Im
Bereich jeder der vierzehn Teilmarkierungen, eingeschlossen der
Teilmarkierung 9, beträgt die
mittlere Rauheit Ra deutlich weniger als
ca. 0,3, beispielsweise einen ganzzahligen Faktor bzw. eine Größenordnung
weniger als 0,3. In einem unmittelbar an die Teilmarkierungen angrenzenden
Abschnitt der Oberfläche 1,
beispielsweise in dem Zwischenbereich 4, beträgt die Rauheit
Ra ca. 0,3.
-
Die
in 3 erkennbaren, strichförmigen Teilmarkierungen einschließlich der
Teilmarkierung 9 sind mittels von links nach rechts beweglichen Schleifscheiben
hergestellt worden, deren Kantenflächen die reduzierte Rauheit
im Bereich der Teilmarkierungen einschließlich der ausgewiesenen Teilmarkierung 9 bewirken.
Die Schleifscheiben sind dabei um eine parallel zu der Papierebene
gerichtete Achse drehbar.
-
Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen war innerhalb
einer Markierung 2, 8 die Rauheit einer jeden
der Teilmarkierung 3, 9 gleich. Es versteht sich,
dass innerhalb einer einzigen Markierung 2, 8 Teilmarkierungen
vorgesehen sein können,
die unterschiedliche Rauheiten aufweisen. Damit kann jede einzelne
der Teilmarkierungen innerhalb der Markierung ihrerseits eine Information tragen,
die über
das einfache Fehlen oder Vorhandensein der Teilmarkierung 3, 9 innerhalb
der Markierung 2, 8 hinausgeht. Auf diese Weise
lässt sich
die Informationsdichte der Markierung 2, 8 erhöhen, ohne
die Anzahl der Teilmarkierungen 3, 9 erhöhen zu müssen.
-
- 1
- Oberfläche
- 2
- Markierung
- 3
- Teilmarkierung
- 4
- Zwischenbereich
- 5
- Schleifelement
- 6
- Achse
- 7
- Schleifkörper
- 8
- Markierung
- 9
- Teilmarkierung