DE102009048300A1

DE102009048300A1 - Sensor for detecting vibrations of bearing, has energy storage provided for intermediate storage of energy that is provided from piezoelectric sensor, where energy storage is unloaded by display element

Info

Publication number: DE102009048300A1
Application number: DE200910048300
Authority: DE
Inventors: Thomas Rink
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2009-10-05
Publication date: 2011-04-07

Abstract

The sensor has a layer (2) with a piezoelectric sensor for converting vibrations of a machine element into electric impulse. A display element (4) performs temperature-dependent color change, and an energy storage (3) is provided for intermediate storage of energy provided from the piezoelectric sensor and is unloaded by the display element. The energy storage is formed as a battery e.g. film battery or capacitor, and has an electronically controllable switching element for enabling prompt unloading of the energy storage.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Sensor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere einen mehrlagigen, insgesamt biegsamen Sensor zur Erfassung von Schwingungen, insbesondere Schwingungen eines Maschinenelementes, speziell eines Lagers.The invention relates to a sensor according to the preamble of claim 1, in particular a multi-layer, generally flexible sensor for detecting vibrations, in particular vibrations of a machine element, especially a bearing.

Bei der Überwachung von Maschinenelementen, speziell von Lagern, hat es sich als günstig erwiesen, Schwingungen des Maschinenelementes, speziell des Lagers, zu erfassen und auszuwerten. Treten vermehrt Schwingungen auf bzw. überschreiten die Schwingungen einen Spitzenwert, so deutet das auf eine Schädigung des Maschinenelementes, speziell des Lagers, hin.When monitoring machine elements, especially bearings, it has proved to be favorable to detect and evaluate vibrations of the machine element, especially of the bearing. If more vibrations occur or the vibrations exceed a peak value, this indicates damage to the machine element, especially the bearing.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf ein Lager beschrieben und erläutert; es versteht sich aber, dass die Erfindung allgemeiner Maschinenelemente betrifft, und im folgenden nur beispielhaft anhand eines Lagers beschrieben wird.The invention will be described and explained below with reference to a bearing; However, it is understood that the invention relates to general machine elements, and will be described below by way of example only with reference to a bearing.

DE 20 2007 004 159 U1 beschreibt eine Vorrichtung zur Überwachung der Betriebstemperatur eines als Lager ausgebildeten Maschinenelementes, wobei eine temperatursensitive Beschichtung eines Materials, das bei Erreichen einer bestimmten Temperatur einen Farbumschlag oder eine Änderung der Transparenz bzw. Reflektivität zeigt, auf die Dichtung oder auf den Gehäusedeckel des Lagers aufgedruckt ist. Diese Vorrichtung erlaubt nur eine Erfassung der Temperatur, nicht unmittelbar der Schwingung, des Lagers, und auch nur in einem Abstand von dem Lager, nämlich an dem Gehäusedeckel oder an der Dichtung, wozu eine gute Wärmeleitfähigkeit der Dichtung oder des Gehäusedeckels erforderlich ist. Nachteilig ist weiter, dass ein Ansteigen der Temperatur der Lagerumgebung, nicht aber des Lagers selbst, den erfassten Temperaturwert beeinflusst. DE 20 2007 004 159 U1 describes a device for monitoring the operating temperature of a machine element designed as a bearing, wherein a temperature-sensitive coating of a material which shows a color change or a change in transparency or reflectivity upon reaching a certain temperature, is printed on the seal or on the housing cover of the bearing. This device allows only a detection of the temperature, not immediately the vibration of the bearing, and only at a distance from the bearing, namely on the housing cover or on the seal, for which a good thermal conductivity of the seal or the housing cover is required. A further disadvantage is that an increase in the temperature of the storage environment, but not of the bearing itself, affects the detected temperature value.

JP 2006058226 AA (Abstract) beschreibt ein Lager mit einem nicht näher erläuterten Temperatursensor, der in einem festen Gehäuse aufgenommen ist, das wiederum mindestens teilweise an dem Lager angeordnet ist. Hierbei ist nachteilig, dass das Gehäuse einen bestimmten, festgelegten Platz an dem Lager beansprucht. JP 2006058226 AA (Abstract) describes a bearing with an unspecified temperature sensor, which is accommodated in a solid housing, which in turn is at least partially disposed on the bearing. A disadvantage here is that the housing requires a specific, fixed space on the bearing.

JP 2002130263 AA (Abstract) beschreibt ein Lager mit einem als laminierten Thermistor-Chip ausgebildeten Temperatursensor, der in wärmeleitender Verbindung auf einer der Stirnflächen eines der beiden Lagerringe angeordnet ist. JP 2002130263 AA (Abstract) describes a bearing with a formed as a laminated thermistor chip temperature sensor, which is arranged in a thermally conductive connection on one of the end faces of one of the two bearing rings.

Der Aufsatz, „Mechatronik und Ästhetik” von M. Pausch, erschienen in ,Der Konstrukteur', Ausgabe 6/2009, S. 40f , beschreibt einen Sensor zur Erfassung von Schwingungen eines Lagers, umfassend eine Klebelage, eine Lage mit einem piezoelektrischen Sensor, der die Schwingungen des Maschinenelementes in elektrische Impulse umwandelt, und ein Anzeigeelement, das eine temperaturabhängige Änderung der Farbe oder Transparenz durchführt. Das Anzeigeelement umfasst eine thermochrome Schicht, die ihre Farbe oder Transparenz ändert. Der Ausgang des piezoelektrischen Sensors führt zu einem Heizelement, das sich, in Abhängigkeit von der erfassten Schwingung, aufheizt. Bei starken Schwingungen erzeugt das Heizelement eine solche Wärme, dass die Temperatur an der thermochromen Beschichtung des Anzeigeelementes ausreicht, die Änderung der Farbe oder der Transparenz zu ermöglichen. Auf diese Weise wird einem Bediener das Auftreten einer kritischen Schwingung mit einer kritischen Amplitude angezeigt. Nachteilig ist, dass es bei der Umwandlung der Spannungsimpulse an dem Ausgang des piezoelektrischen Sensors in Wärme zu erheblichen Verlusten im Wirkungsgrad kommt. Ungünstig ist weiter, dass die Umgebungstemperatur in der Nähe des Sensors einen Einfluss auf die Genauigkeit des Sensors hat, so dass der Sensor thermisch isoliert zu betreiben ist, um möglichst genau zu sein. Ungünstig ist weiter, dass die Umwandlung der Spannung an dem Ausgang des piezoelektrischen Sensors in Wärme eine Zeitspanne beansprucht, so dass der Sensor nur mit einer Trägheit reagieren kann. Nachteilig ist weiter, dass die Wärme, die die thermochrome Beschichtung beaufschlagt, für weitere Auswertungen als Messsignal schwer weiterverarbeitbar ist.The essay, "Mechatronics and Aesthetics" by M. Pausch, published in, Der Konstrukteur ', issue 6/2009, p. 40f US-A-5 711 511 describes a sensor for detecting vibrations of a bearing comprising an adhesive layer, a layer having a piezoelectric sensor which converts the vibrations of the machine element into electrical impulses, and a display element which makes a temperature-dependent change in color or transparency. The display element comprises a thermochromic layer which changes color or transparency. The output of the piezoelectric sensor leads to a heating element that heats up in response to the detected vibration. With strong vibrations, the heating element generates such a heat that the temperature at the thermochromic coating of the display element is sufficient to allow the change in color or transparency. In this way, an operator is notified of the occurrence of a critical vibration having a critical amplitude. The disadvantage is that it comes in the conversion of the voltage pulses at the output of the piezoelectric sensor in heat to significant losses in efficiency. Another disadvantage is that the ambient temperature in the vicinity of the sensor has an influence on the accuracy of the sensor, so that the sensor is thermally insulated to operate in order to be as accurate as possible. It is also unfavorable that the conversion of the voltage at the output of the piezoelectric sensor into heat takes a period of time, so that the sensor can only react with an inertia. A further disadvantage is that the heat applied to the thermochromic coating is difficult to process further for further evaluations as a measurement signal.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist die Aufgabe der Erfindung, den vorgenannten Sensor hinsichtlich seiner Einsetzbarkeit und Genauigkeit zu verbessern.It is the object of the invention to improve the aforementioned sensor in terms of its applicability and accuracy.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für den eingangs genannten Sensor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention for the aforementioned sensor with the features of claim 1.

Der Energiespeicher ermöglicht ein Sammeln, speziell eine zeitliche Integration, der von dem piezoelektrischen Sensor gelieferten Energie. Solange in ihrer Amplitude unkritische Schwingungen erfasst werden, wird der Energiespeicher geladen. Tritt eine in der Amplitude kritische Schwingung auf, wird der Energiespeicher entladen, vorzugsweise schlagartig entladen, so dass ein starker, von dem übrigen Schwingungen deutlich unterscheidbarer Impuls an die Anzeigeeinheit weitergegeben werden kann.The energy store enables collection, especially temporal integration, of the energy supplied by the piezoelectric sensor. As long as uncritical oscillations are detected in their amplitude, the energy store is charged. If a vibration critical in amplitude occurs, the energy store is discharged, preferably discharged abruptly, so that a strong pulse which can be clearly distinguished from the other vibrations can be passed on to the display unit.

Der Energiespeicher bietet weiter die Möglichkeit, Schwingungen geringer Amplitude, die aber auf einen Lagerschaden hindeuten, sicher zu erfassen, beispielsweise indem diese Schwingungen innerhalb eines Zeitintervalls aufintegriert werden. Unterschreiten die in dem vorgegebenen Zeitintervall aufintegrierten Schwingungsamplituden einen kritischen Wert, wird der Energiespeicher entladen, ohne das Anzeigeelement zu beaufschlagen. Überschreiten die in dem vorgegebenen Zeitintervall aufintegrierten Schwingungen den kritischen Wert, so wird der Energiespeicher über dem Anzeigeelement entladen, so dass bereits im Entstehen begriffene Lagerschädigungen, die noch eine nur geringe Schwingungsamplitude aufweisen, die jeweils für sich genommen nicht ausreichend ist, das Anzeigeelement zu beaufschlagen, schon nachgewiesen werden können.The energy storage further offers the possibility of low-amplitude oscillations, however indicate bearing damage, for example, by integrating these vibrations within a time interval. If the oscillation amplitudes integrated in the predetermined time interval fall below a critical value, the energy store is discharged without being applied to the display element. If the vibrations integrated in the predetermined time interval exceed the critical value, the energy store is discharged via the display element, so that bearing damage already arising which still has only a small oscillation amplitude, which in itself is not sufficient, act upon the display element , already proven.

Die Bedingungen, unter denen der Energiespeicher sich über dem Anzeigegerät entlädt, lassen sich einstellen, speziell in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebung der thermochromen Schicht des Anzeigeelementes. Liegt die Temperatur der Umgebung der thermochromen Schicht des Anzeigeelementes nahe der für die Änderung der Farbe bzw. Transparenz kritischen Temperatur des Materials der thermochromen Schicht, kann für den Energiespeicher ein hoher Schwellwert eingestellt sein, so dass zufällige Änderungen der Temperatur der Umgebung nicht unbeabsichtigt die thermochrome Beschichtung in dem Anzeigeelement auslösen. Besteht eine deutliche Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Umgebung der thermochromen Beschichtung des Anzeigeelementes und der kritischen Temperatur für den Farbumschlag, kann der Energiespeicher so eingestellt sein, dass er eine hohe Ausgangsleistung liefert, die bei auftretenden kritischen Schwingungen beispielsweise in der Anlaufphase des Lagers die Anzeigeeinheit auslöst.The conditions under which the energy store discharges above the display device can be adjusted, in particular as a function of the temperature of the surroundings of the thermochromic layer of the display element. If the temperature of the surroundings of the thermochromic layer of the display element is close to the temperature of the material of the thermochromic layer which is critical for the change in color or transparency, a high threshold value can be set for the energy store so that random changes in the temperature of the surroundings do not unintentionally cause the thermochromic Trigger coating in the display element. If there is a clear temperature difference between the temperature of the surroundings of the thermochromic coating of the display element and the critical temperature for the color change, the energy store can be set so that it delivers a high output power which triggers the display unit when critical vibrations occur, for example in the startup phase of the bearing ,

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Energiespeicher als Batterie, insbesondere als Folienbatterie, oder als Kondensator ausgebildet ist, wobei sich die im wesentlichen flache, mehrlagige, insgesamt biegsame Ausgestaltung des Sensors als aufklebbares, wieder entfernbares Pflaster beibehalten lässt.It is preferably provided that the energy store is designed as a battery, in particular as a foil battery, or as a capacitor, wherein the substantially flat, multi-layered, generally flexible configuration of the sensor can be retained as a stickable, removable plaster.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Energiespeicher ein elektronisch ansteuerbares Schaltelement umfasst, das eine schlagartige Entladung des Energiespeichers ermöglicht. Ein derartiges Schaltelement kann beispielsweise ein Varistor oder ein Unijunctiontransistor sein und stellt eine kurzfristige Bereitstellung der in dem Energiespeicher gesammelten Energie sicher, damit das Anzeigeelement eine zeitlich gepulste, eindeutig ablesbare Anzeige, speziell einen eindeutig erkennbaren Farbumschlag bzw. eine eindeutig erkennbare Änderung in der Transparenz, aufweist.Preferably, it is provided that the energy store comprises an electronically controllable switching element which enables a sudden discharge of the energy store. Such a switching element may, for example, be a varistor or a unijunction transistor and ensures short-term provision of the energy accumulated in the energy store so that the display element displays a chronologically pulsed, clearly readable display, especially a clearly recognizable color change or a clearly recognizable change in transparency. having.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description of a preferred embodiment.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben und erläutert.The invention will be described and explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sensors. 1 schematically shows a side view of an exploded view of an embodiment of a sensor according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

1 zeigt einen Sensor, der als mehrlagiger Verbund von untereinander gefügten Lagen ausgebildet ist, wobei der Verbund insgesamt im wesentlichen biegsam ist. Der Verbund weist in Draufsicht einen runden Umriss auf. 1 shows a sensor which is formed as a multilayer composite of interconnected layers, wherein the composite is substantially flexible overall. The composite has a round outline in plan view.

Der Sensor umfasst eine Klebelage 1, sowie eine Lage 2, auf der ein nicht weiter dargestellter, flächig ausgebildeter piezoelektrischer Sensor angeordnet ist. Die Ausgangsspannung des piezoelektrischen Sensors wird einem Energiespeicher 3, der als Batterie ausgebildet ist, zugeführt. Der Ausgang der Batterie steht mit einem Anzeigeelement 4 in Verbindung, so dass sich der Energiespeicher 3, speziell die Batterie, über dem Anzeigeelement 4 entladen kann.The sensor comprises an adhesive layer 1 , as well as a location 2 on which a non-illustrated, areal trained piezoelectric sensor is arranged. The output voltage of the piezoelectric sensor becomes an energy store 3 , which is designed as a battery supplied. The output of the battery is connected to a display element 4 in conjunction, so that the energy storage 3 , especially the battery, above the display element 4 can discharge.

Das Anzeigeelement 4 umfasst eine Isolatorschicht 5, ein nicht weiter dargestelltes Heizelement, speziell ein Heizdraht, in einer wärmeleitenden Schicht 6. Das Anzeigeelement 4 umfasst weiter eine Schicht 7 aus einem thermochromen Material umfasst, die von dem Heizelement aufheizbar ist, wobei sich der Energiespeicher 3 über dem Heizelement entlädt. Zwischen der flächigen Schicht 7 aus dem thermochromen Material und der wärmeleitenden Schicht 6 mit dem Heizelement ist eine Anzeigeschicht 8 angeordnet, die mittig eine kreisförmige rote Fläche und umlaufend weitere Angaben, speziell über den Hersteller bzw. oder über im Fall einer angezeigten, kritischen Schwingung zu ergreifende Maßnahmen, enthalten kann. Die Anzeigeschicht 8 kann in einer einfachen Ausführung beispielsweise aus einem einseitig bedruckten, kreisförmig zugeschnittenen Stück Papier oder Pappe bzw. Kunststoff bestehen.The display element 4 includes an insulator layer 5 , A not further shown heating element, especially a heating wire, in a heat-conducting layer 6 , The display element 4 further includes a layer 7 comprising a thermochromic material which is heatable by the heating element, wherein the energy storage 3 discharges above the heating element. Between the flat layer 7 from the thermochromic material and the heat-conducting layer 6 with the heating element is a display layer 8th arranged, the center of a circular red surface and all other information, especially on the manufacturer or over in the case of an indicated critical vibration to take action may contain. The display layer 8th can consist of a single-sided, circular cut piece of paper or cardboard or plastic in a simple design, for example.

Der Sensor umfasst weiter eine Kappe 9 aus einem transparenten Kunststoff, die mittels einer Klebung 10 an die Lage mit der flächigen Schicht 7 angebracht ist. Die Kappe 9 übergreift sämtliche Lagen des Sensors seitlich, einschließlich der Klebelage 1.The sensor further includes a cap 9 from a transparent plastic, which by means of a gluing 10 to the situation with the flat layer 7 is appropriate. The cap 9 overlaps all layers of the sensor on the side, including the adhesive layer 1 ,

Ein Bediener schaut durch die transparente Kappe 9 und durch die Klebung 10 und kann, abhängig davon, ob die thermochrome Schicht 7 transparent ist oder nicht, die mittig an der Anzeigeschicht 8 angebrachte rote Fläche, die als Warnung vor einem Lagerschaden vorgesehen ist, erkennen. Damit die thermochrome Schicht 7 den Blick auf die rote Fläche in der Anzeigeschicht 8 erkennen kann, muss die thermochrome Beschichtung 8 durch Zufuhr von Wärme von einem nicht-transparenten Zustand in den transparenten Zustand überführt werden. Die hierzu erforderliche Wärmemenge entstammt dem Heizelement in der wärmeleitenden Schicht 6, wobei das Heizelement von dem Ausgang des Energiespeichers 3 beaufschlagt ist. Der Inhalt des Energiespeichers 3 ist das in einer vorgegebenen Zeitspanne gemittelte Integral der von den piezoelektrischen Sensoren in der Lage 2 abgegebenen Spannung proportional, wobei die Spannung ihrerseits der in der Lage 2 erfassten mechanischen Schwingungen des Lagers, an dem die Klebelage 1 befestigt ist, entspricht. An operator looks through the transparent cap 9 and through the bond 10 and may, depending on whether the thermochromic layer 7 is transparent or not, the center of the display layer 8th attached red surface, which is intended as a warning against bearing damage, recognize. So that the thermochromic layer 7 the view of the red area in the display layer 8th must be able to recognize the thermochromic coating 8th be transferred from a non-transparent state to the transparent state by supplying heat. The amount of heat required for this purpose comes from the heating element in the heat-conducting layer 6 wherein the heating element from the output of the energy storage 3 is charged. The contents of the energy store 3 is the integral averaged in a given time integral of the piezoelectric sensors in the situation 2 delivered voltage proportional, the voltage in turn able in the position 2 detected mechanical vibrations of the bearing on which the adhesive layer 1 is attached, corresponds.

Die Klebelage 1 ist lösbar ausgebildet, so dass der Sensor kurzfristig an kritische Stellen auf dem Lager anbringbar und wieder entfernbar ist. Aufgrund der insgesamt biegsamen Ausgestaltung des Sensors 1 lässt sich der Sensor auch an gekrümmten Flächen oder über Kanten hinweg anbringen.The adhesive layer 1 is detachable, so that the sensor is at short notice attachable to critical locations on the camp and again removed. Due to the overall flexible design of the sensor 1 The sensor can also be attached to curved surfaces or over edges.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war der Energiespeicher 3 als Batterie ausgebildet, die in einer Seitenfläche der Kappe 9 angeordnet war. Es versteht sich, dass die Batterie auch als Folienbatterie ausgebildet sein kann, die zwischen der Lage 2 mit den piezoelektrischen Sensor und der Isolatorschicht 5 ausgebildet ist. Es versteht sich ebenfalls, dass der Energiespeicher 3 auch als Kondensator ausgebildet sein kann, dessen erste Elektrode mit dem Ausgang des piezoelektrischen Sensors der Lage 2 und dessen zweite Elektrode mit dem Heizelement in der wärmeleitenden Schicht 6 in Verbindung steht. Speziell kann der Kondensator flächig ausgebildet sein, und die Isolatorschicht 5 als Dielektrikum des Kondensators fungieren. Soll der Energiespeicher 3, speziell der Kondensator, seine Energie über der Anzeigeeinheit 4 entladen, können beide Elektroden des Kondensators mit der Anzeigeeinheit 4 verbunden werden. Die Entladung des Energiespeichers 3 kann durch ein elektronisch ansteuerbares Element wie einen Varistor oder einen Unijunctiontransistor ausgelöst werden, wobei das elektronisch ansteuerbare Element in dem Energiespeicher 3 aufgenommen oder dem Energiespeicher 3 zugeordnet ist.In the embodiment described above, the energy storage was 3 as a battery formed in a side surface of the cap 9 was arranged. It is understood that the battery can also be designed as a foil battery, which is between the position 2 with the piezoelectric sensor and the insulator layer 5 is trained. It is also understood that the energy storage 3 may also be formed as a capacitor whose first electrode to the output of the piezoelectric sensor of the position 2 and its second electrode with the heating element in the heat-conducting layer 6 communicates. Specifically, the capacitor may be formed flat, and the insulator layer 5 act as a dielectric of the capacitor. Should the energy storage 3 , especially the capacitor, its power over the display unit 4 Both electrodes of the capacitor can be discharged with the display unit 4 get connected. The discharge of the energy storage 3 can be triggered by an electronically controllable element such as a varistor or a Unijunctiontransistor, wherein the electronically controllable element in the energy storage 3 recorded or the energy storage 3 assigned.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war ein einziger Energiespeicher 3 vorgesehen, dessen gesamter Energieinhalt über dem Heizelement in der wärmeleitenden Schicht 6 entladen werden konnte. Es versteht sich, dass der Energiespeicher 3 so angesteuert sein kann, dass er nur dann, wenn eine kritische Schwingung erreicht ist, wenn also der Energieinhalt des Energiespeichers 3 einen kritischen Wert erreicht hat, über dem Heizelement entladen wird, und andernfalls über einen außerhalb des Sensors vorgesehenen Arbeitswiderstand entladen wird. Dabei wird die thermochrome Schicht 7 nur dann angesprochen, wenn das Vorliegen einer kritischen Schwingung auch tatsächlich angezeigt werden muss, so dass sich eine Alterung der thermochromen Schicht 7 unterdrücken lässt. Es versteht sich ferner, dass der Energiespeicher 3 nicht seinen gesamten Energieinhalt an das Heizelement in dem Anzeigeelement 4 abgeben muss. Es versteht sich ebenfalls, dass zusätzlich zu dem Energiespeicher 3 eine weitere Energiequelle vorgesehen sein kann, die zusammen mit dem Energiespeicher 3 Energie an das Heizelement in der wärmeleitenden Schicht 6 abgibt, wenn eine kritische Schwingung anzuzeigen ist, so dass die weitere Energiequelle zu dem Energiespeicher 3 zugeschaltet werden kann.In the embodiment described above was a single energy storage 3 provided, the entire energy content above the heating element in the heat-conducting layer 6 could be unloaded. It is understood that the energy storage 3 can be controlled so that it only when a critical vibration is reached, so if the energy content of the energy storage 3 has reached a critical value is discharged over the heating element, and otherwise discharged via a provided outside the sensor working resistance. This is the thermochromic layer 7 addressed only if the presence of a critical vibration must actually be displayed, so that an aging of the thermochromic layer 7 suppresses. It is further understood that the energy storage 3 not its entire energy content to the heating element in the display element 4 must give up. It is also understood that in addition to the energy storage 3 a further energy source may be provided, which together with the energy storage 3 Energy to the heating element in the heat-conducting layer 6 outputs when a critical vibration is to be displayed, so that the further energy source to the energy storage 3 can be switched on.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war die thermochrome Schicht 7 zwischen einem transparenten und einem nicht-transparenten, insbesondere opaken, Zustand schaltbar, so dass die mittig in der Anzeigeschicht 8 angeordnete rote Warnfläche sichtbar war oder nicht. Es versteht sich, dass die thermochrome Schicht 7 auch zwischen zwei Farben, beispielsweise zwischen Grün und Rot, schaltbar sein kann. Es versteht sich ferner, dass der Umschlag in der Farbe bzw. Transparenz der thermochromen Schicht 7 reversibel oder irreversibel sein kann.In the embodiment described above, the thermochromic layer was 7 between a transparent and a non-transparent, especially opaque, state switchable, leaving the center in the display layer 8th arranged red warning surface was visible or not. It is understood that the thermochromic layer 7 also between two colors, for example, between green and red, can be switched. It is further understood that the envelope in the color or transparency of the thermochromic layer 7 reversible or irreversible.

Insofern vorstehend für das thermochrome Material ein Umschlag in der Farbe oder der Transparenz beschrieben wurde, versteht es sich, dass auch ein Umschlag, also eine deutlich erfassbare Änderung, in der Reflektivität der thermochromen Schicht mit eingeschlossen ist.Insofar as an envelope in color or transparency has been described above for the thermochromic material, it is understood that an envelope, that is to say a clearly detectable change, is also included in the reflectivity of the thermochromic layer.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel war die Klebelage 1 unmittelbar auf dem Maschinenelement, speziell dem Lager, aufgebracht und befestigt worden, um die Schwingungen des Lagers mittels des mindestens einen piezoelektrischen Sensors zu erfassen. Es versteht sich, dass der Sensor auch so ausgebildet und angeordnet sein kann, dass er nicht unmittelbar auf einer Fläche des Lagers angeordnet ist, sondern die Schwingungen des Lagers nur indirekt erfasst, beispielsweise, indem der Sensor auf einer Fläche einer Lageraufnahme, in der das Lager angeordnet ist, erfasst, oder indem der Sensor an einer Dichtung des Lagers oder einer Abschlusskappe des Lagers angeordnet wird.In the embodiment described above, the adhesive layer was 1 directly on the machine element, especially the bearing, applied and fixed to detect the vibrations of the bearing by means of the at least one piezoelectric sensor. It is understood that the sensor can also be designed and arranged such that it is not arranged directly on a surface of the bearing, but detects the vibrations of the bearing only indirectly, for example, by the sensor on a surface of a bearing receiver in which Bearing is arranged, detected, or by the sensor is arranged on a seal of the bearing or an end cap of the bearing.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Klebelageadhesive layer
22: Lagelocation
33: Energiespeicherenergy storage
44: Anzeigeelementdisplay element
55: Isolatorschichtinsulator layer
66: wärmeleitende Schichtthermally conductive layer
77: Schicht aus thermochromen MaterialLayer of thermochromic material
88th: Anzeigeschichtdisplay layer
99: Kappecap
1010: Klebungsplice

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202007004159 U1 [0004]
JP 2006058226 AA [0005]
JP 2002130263 AA [0006]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

"Mechatronics and Aesthetics" by M. Pausch, published in, Der Konstrukteur ', issue 6/2009, p. 40f [0007]

Claims

Sensor for detecting vibrations, in particular vibrations of a machine element, especially a bearing, comprising an adhesive layer ( 1 ), a location ( 2 ) with a piezoelectric sensor, which converts the vibrations of the machine element into electrical impulses, and a display element ( 4 ), which performs a temperature-dependent color change, characterized by an energy store ( 3 ), which latches the energy provided by the piezoelectric sensor, and which is located above the display element (FIG. 4 ) discharges.

Sensor according to claim 1, characterized in that the energy store ( 3 ) is designed as a battery, in particular as a foil battery, or as a capacitor.

Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the energy store ( 3 ) comprises an electronically controllable switching element, which allows a sudden discharge of the energy storage.

Sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the display element ( 4 ) a layer ( 7 ) comprises a thermochromic material which is heatable by a heating element, and that the energy storage ( 3 ) discharges above the heating element.