DE102013100988A1

DE102013100988A1 - Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung

Info

Publication number: DE102013100988A1
Application number: DE201310100988
Authority: DE
Inventors: Bernhard Köppel; Stefan Hess
Original assignee: Baier and Koeppel GmbH and Co KG
Current assignee: Baier and Koeppel GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2014-07-31
Also published as: JP2014149081A; CN103967935A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10; 110) zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) wenigstens ein erstes Element (22; 122) und wenigstens ein zweites Element (24; 124) aufweist, die in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) weiter wenigstens ein Schmiermittel (S) aufweist, das sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Element (22, 24; 122, 124) befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung, eine Gleit- und/oder Wälzpaarung mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Durchführung und/oder Sicherstellung einer zustandsabhängigen Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung.
Um an seinem Betriebspunkt optimal zu funktionieren, benötigt eine Gleit- und/oder Wälzpaarung wie z.B. eine Lagerstelle oder ein tribologischer Kontakt im Idealfall eine hydrodynamische Reibung, d.h. die Reibpartner werden durch einen Flüssigkeitsfilm getrennt. Dazu muss die Viskosität des Schmierstoffs ideal in Relation zu Wälzpartnergeschwindigkeit und Last der Lagerstelle sein. Wenn die Viskosität zu gering ist, so findet keine ausreichende Trennung statt. Ist sie zu hoch, erzeugt man Reibungswärme durch die Ölscherung.
Aus der DE 199 47 458 A1 ist ein Verfahren zur Schmierung eines Wälzlagers bekannt, bei dem der Lagerzustand des Wälzlagers von einer Messeinrichtung erfasst, ein Messsignal der Steuereinrichtung zugeführt wird und von der Steuereinrichtung die Schmierstoffabgaberate durch Änderung der Spendezeitpunkte und der Dauer der Spendeintervalle selbsttätig erhöht wird sowie ein Signal zur Anzeige eines beginnenden Lagerdefektes abgegeben wird, wenn das Messsignal einen Vorgabewert, der für einen beginnenden Lagerschaden charakteristisch ist, überschreitet.
Die DE 10 2006 022 204 A1 betrifft ein Druckmaschinenschmiersystem und ein Schmierstoffbereitstellungsverfahren, wobei eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Generierung hinsichtlich des Ölzustandes indikativer elektrischer Signale und einer elektronischen Recheneinrichtung, die derart ausgebildet ist, dass diese jene hinsichtlich des Ölzustandes indikativen Signale mit weiteren Maschinenbetriebsdaten verknüpft und auswertet.
Aus der DE 10 2007 033 539 A1 ist ein Verfahren zur Schmierung mehrerer Schmierstellen bekannt. Dabei wird die Schmierstoffabgabe während des Betriebs des Schmierstoffgebers durch eine externe Steuereinrichtung anhand von vorgegebenen Parametern abhängig von Betriebsdaten der zu schmierenden Vorrichtung fortlaufend eingestellt.
Aus der DE 10 2009 036 228 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur belastungsorientierten Schmierung von tribologischen Systemen bekannt. Dabei werden die geometrischen Gegebenheiten des tribologischen Systems ermittelt, die Geschwindigkeit, die Temperatur und das übertragene Moment aufgenommen und daraus Lastkollektive gebildet. Die Verteilung dieser Lastkollektive wird über einen repräsentativen Zeitraum ermittelt und hieraus ein Belastungsäquivalent des tribologischen Systems bestimmt. Aus diesem Belastungsäquivalent wird die jeweils zugehörige erforderliche Vorratsschmiermittelmenge und/oder die Vorratsmenge für die Schmiermitteladditive und/oder Schmiermittelkomponenten bestimmt. Sodann kann eine Schmierung ausschließlich mit frischem Schmiermittel erfolgen, bis eine vorgegebene Menge an verbrauchtem Schmiermittel in den dafür vorgesehenen Aufnahmebehälter gelangt ist. Die verbrauchte Schmiermittelmenge wird auf der Grundlage der zugeführten Menge an frischem Schmiermittel je Schmierintervall in der Steuereinheit durch Summierung aller absolvierten Schmierintervalle berechnet.
Aus der EP 0 030 694 A1 ist ein automatisches Schmiersystem für Gleitlager und Gleitführungen bekannt. Dabei wird die Zufuhr von Schmiermittel zu aufeinander gleitenden Flächen von Teilen aus elektrisch leitendem Werkstoff in Abhängigkeit von einem durch die gleitenden Flächen geleiteten Stromfluss gesteuert. Die Ausgangssignale der Abtastschaltungen können der Schmiermittelpumpe entweder unmittelbar oder über Zählerschaltungen zugeführt werden. In diesem Fall erfolgt die Steuerung der Schmiermittelzufuhr in zusätzlicher Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit der bewegten Flächen.
Aus der EP 0 078 420 A2 ist ein Schmiermittelsystem für eine Werkzeugmaschine bekannt, die einen Temperatursensor der Achslagertemperatur sowie Sensoren zur Messung der Achslagerbelastungen aufweist. Anhand der Sensordaten kann Schmierstoff der Lagerstelle zugeführt werden.
Aus der EP 0 374 958 A2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung von Schmiermittel bekannt. Dabei ist ein Zufuhrmittel für Schmierstoffe in der Nähe einer Gleit- bzw. Wälzlagerstelle einer Maschine vorgesehen, mittels derer intermittierend Schmiermittel der Gleit- bzw. Wälzlagerstelle zugeführt werden kann.
Aus der US 2,633,209 ist eine Vorrichtung zur automatischen Schmierung eines Lagers bekannt. Dabei weist diese Vorrichtung ein temperaturgesteuertes Ventil auf, das temperaturabhängig Schmiermittel an das Lager abgibt.
Ferner betrifft die US 3,231,317 ein Notschmiersystem für Lager. Auch hier wird in Abhängigkeit von der Temperatur dem Lager Schmiermittel zugeführt, um eine Überhitzung des Lagers zu vermeiden.
Aus der WO 01/55634 A2 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Schmierfettzustandes in einem Lager bekannt, bei der modellbasiert ein Verfahrensparameter benutzt wird, um modellbasiert den Zustand des Schmierfettes zu ermitteln.
Aus der WO 2004/090504 A2 ist eine Online-Überwachungsvorrichtung für ein Lager vorgesehen, die einen Temperatur- und Vibrationssensor aufweist, sowie weiter einen Sensor zur Ermittlung des Füllstandes des Schmiermittels. Mittels der Überwachungsvorrichtung kann der Schmierzustand ermittelt werden und es ist auch möglich, den Wartungsbedarf des Lagers festzustellen.
Aus der WO 2007/148454 A1 ist ein Lager bekannt, das einen Temperatursensor zur Messung der Lagertemperatur sowie eine Schmiermittelzuführeinrichtung aufweist. Dabei wird die Schmiermittelzufuhr abhängig von der Lagertemperatur eingestellt.
Aus der WO 2009/033569 A1 ist eine Fettschmiervorrichtung, eine Lageranordnung mit der Fettschmiervorrichtung sowie ein Verfahren zur Schmierung der Lageranordnung mit der Fettschmiervorrichtung bekannt. Die Fettschmiervorrichtung kann eine vordefinierte, kontrollierte Abgabe von Schmierstoffmengen vornehmen und es ist vorgesehen, dass die Schmierstoffabgabe intervallartig erfolgt und dass entsprechende Schmierstoffabgaben in Abhängigkeit von Betriebsdaten bedarfsgerecht ausgelöst werden können.
Aus der WO 2011/018492 A1 ist eine Lageranordnung bekannt, die einen Schmiermittelsensor zur Ermittlung des Zustandes des Schmiermittels aufweist sowie ein Transmitter, mittels dessen die vom Schmiermittelsensor ermittelte Information über den Zustand des Schmiermittels an eine zentrale Empfangsstation gesendet werden kann. Hierdurch kann das Schmiermittel in der Lageranordnung zu jedem beliebigen Zeitpunkt auf seine Qualität untersucht werden, ohne dass der Betrieb der Maschine eingestellt werden muss oder Wälzlagerbauteile und/oder Bauteile der Maschine demontiert werden müssen.
Aus der WO 2011/025430 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung einer automatischen Nachschmierung für eine Vielzahl von Lagern beschrieben, wobei auf der Grundlage der Lagertemperatur und der Lagergeschwindigkeiten Daten gesammelt werden, um den Wert für ein Nachschmierintervall zu berechnen.
Gleichwohl wäre es wünschenswert, eine bedarfsgerechtere und genauere betriebszustandsabhängige Schmierung vornehmen zu können.
Es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung, eine Gleit- und/oder Wälzpaarung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass eine zustandsabhängige Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung vorteilhaft und einfach ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung bereitgestellt wird, wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung wenigstens ein erstes Element und wenigstens ein zweites Element aufweist, die in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung weiter wenigstens ein Schmiermittel aufweist, das sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Element befindet, wobei die Vorrichtung aufweist:

– wenigstens ein Erfassungsmittel, wobei mittels des Erfassungsmittels wenigstens ein mit dem Zustand des Schmiermittels mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängender Schmiermittelzustandswert erfassbar ist;
– wenigstens ein Auswertemittel, wobei mittels des Auswertemittels der Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses auswertbar ist;
– wenigstens ein Zuführmittel, mittels dessen Schmiermittel und/oder ein Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung zuführbar ist; und
– wenigstens ein Kontrollmittel, mittels dessen das Zuführmittel derart in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis des Auswertemittels ansteuerbar ist, dass Schmiermittel und/oder ein Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung in Abhängigkeit vom Zustand der Gleit- und/oder Wälzpaarung und/oder des Schmierstoffzustandswertes zuführbar ist.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass eine zustandsabhängige Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung vorteilhaft und einfach ermöglicht wird. Insbesondere ist von Vorteil, dass eine Gleit- und/oder Wälzpaarung wie z.B. eine Lagerstelle oder ein tribologischer Kontakt mit einer hydrodynamischen Reibung bzw. nahezu hydrodynamischen Reibung betrieben werden kann, d.h. die Reibpartner werden durch einen Flüssigkeitsfilm aus Schmiermittel getrennt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die Viskosität des Schmierstoffs ideal in Relation zu Wälzpartnergeschwindigkeit und Last der Lagerstelle mittels der Vorrichtung eingestellt werden kann.
Der Zustand der Gleit- und/oder Wälzpaarung und/oder des Schmierstoffzustandes bzw. des Schmierstoffzustandswertes kann direkt und/oder indirekt durch geeignete Erfassungsmittel erfolgen, wobei bereits ein einziges Erfassungsmittel je nach Betriebsart und Einsatzsituation ausreichend sein kann. Selbstverständlich ist aber auch möglich, mehr als nur ein Erfassungsmittel einzusetzen. Beispielsweise ist denkbar, dass diese Erfassungsmittel mechanische, elektrische, chemische und/oder elektro-chemische Messmethoden anwenden bzw. auf diese Messmethode(n) zurückgreifen. Die Messmethoden können alternativ, redundant oder kombiniert eingesetzt werden. Die Messung kann unmittelbar in bzw. bei der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfolgen. Möglich ist aber auch, dass die Erfassung des Zustandes der Gleit- und/oder Wälzpaarung und/oder des Schmierstoffzustandes im bzw. nahe bei dem Schmiermittelreservoir oder Schmiermitteltank oder einer sonstigen Schmiermittelleitung oder dergleichen erfolgt.
Eine derartige Gleit- und/oder Wälzpaarung kann beispielsweise ein Wälzlager wie ein Kugellager, Rillenkugellager, ein Zylinderrollenlager, ein Kegelrollenlager, ein Tonnenlager, ein Pendelrollenlager, ein Axial-Schrägkugellager, ein Axial-Zylinderrollenlager, ein Axial-Pendelrollenlager, ein Spannlager oder dergleichen sein. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass eine derartige Gleit- und/oder Wälzpaarung z.B. eine Linearführung oder eine sonstige Lagerstelle mit beliebigen Freiheitsgraden ist. Auch ist möglich, dass es sich bei der Gleit- und/oder Wälzpaarung um Getriebeelemente wie beispielsweise eine Zahnradpaarung, eine Zahnstange, eine Gleit- und/oder Wälzpaarung oder dergleichen handelt.
Das Schmiermittel kann beispielsweise ein Schmieröl oder ein Schmierfett sein. Grundsätzlich ist der Begriff Schmiermittel breit auszulegen.
Ein geeignetes Schmieröl kann beispielsweise ein mineralisches Öl, ein synthetisches Öl, ein biogenes Öl oder ein Mehrbereichsöl oder ein sonstiges geeignetes Öl sein.
Bei Schmierfetten wie z.B. Wälzlagerfetten kann vorgesehen sein, dass als Grundöl Alkylierte Naphthaline (AN), Chlortrifluoroethylene (CTFE), Esteröle, Mineralöle, Multialkylierte Cyclopentane (MAC), Polyalphaolefine (PAO), Polyphenylether (PPE), Polyglykolöle (PG), Perfluorierte Polyetheröle (PFPE) und/oder Silikonöle oder andere geeignete Grundöle einzeln oder in Kombination Verwendung finden. Als Verdicker für Schmierfette kommen beispielsweise Aluminiumseife, Aluminiumkomplexseife, Bariumseife, Bariumkomplexseife, Bariumsalz einer Fettsäure oder eines Fettsäuregemisches, Calciumseife, Calciumkomplexseife, Calciumsalz einer Fettsäure oder eines Fettsäuregemisches, Lithiumseife, Lithiumkomplexseife, Lithiumsalz einer Fettsäure oder eines Fettsäuregemisches, Natriumseife, Natriumkomplexseife, Natriumsalz einer Fettsäure oder eines Fettsäuregemisches, PTFE, Anorganische Verdicker (wie z.B. Bentonit), Polyharnstoff oder Silika oder andere geeignete Verdicker einzeln oder in Kombination in Betracht.
Als Additiv für den Schmierstoff können beispielsweise Verschleißminderer, sog. AW-Additive (Anti Wear additives), Reibungsminderer (Friction Modifiers), Fressschutzadditive, sog. EP-Additive (Extreme Pressure Additives) und/oder Viskositätsindexverbesserer (VI Improvers) eingesetzt werden. Die Additive werden dem Grundöl beigemischt (z.B. bis zu 30 %).
Weitere mögliche Additive sind beispielsweise Korrosionsschutzadditive, sog. Korrosionsinhibitoren (Corrosion Inhibitors), Alterungsschutzmittel, sog. Antioxidantien (Antioxidants), Schaumverhütungsadditive, sog. Entschäumer (Anti Foam Additives), Biozide in wassermischbaren Schmierstoffen (Biocides), Tenside und Emulgatoren (Surfactants/Emulsifiers), Dispergiermittel und Netzmittel (Dispersants/Wetting Agents) und/oder gegebenenfalls alkalische Zusatzstoffe zur Säureneutralisation z.B. im Schiffsdieselmotor (angegeben durch die sogenannte Base Number) oder dergleichen.
Denkbar ist beispielsweise, dass z.B. Wälzlagerfette für Gebrauchstemperaturen im Bereich von ca. –30°C bis +140°C mit Verdicker Lithiumseife eingesetzt werden und die Grundölviskosität bei 40°C ISO VG 100 entspricht. Ferner kann im Temperaturbereich von ca. –30° bis +140°C eine Konsistenz der NLGI-Klasse von 2 und 3 vorteilhaft vorgesehen werden.
Denkbar ist auch, für Wälzlagerfette bei einer Gebrauchstemperatur von ca. –40°C bis +150°C als Verdicker Lithiumseife mit einem EP-Zusatz und einer Grundölviskosität bei 40°C von 85 mm²/s einzusetzen, wobei die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht.
Denkbar ist weiter, für Wälzlagerfette in einem Temperaturbereich von ca. –20°C bis +140°C als Verdicker Lithiumseife mit einem EP-Zusatz und eine Grundölviskosität bei 40°C gemäß ISO VG 460 vorzusehen, wobei die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht oder als einen Verdicker eine Lithium-/Kalziumseife mit EP-Zusatz mit einer Grundölviskosität bei 40°C gemäß ISO VG 1000 vorzusehen, wobei die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht.
Weiter ist möglich, beispielsweise in einem Temperaturbereich von ca. –40°C bis +100°C für ein Wälzlagerfett als Verdicker Spezialseife einzusetzen, wobei die Grundölviskosität bei 40°C ISO VG 22 und die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht. In einem Temperaturbereich von ca. –40°C bis +160°C kann beispielsweise als Verdicker Kalzium-Polyharnstoff eingesetzt werden, wobei weiter die Grundölviskosität bei 40°C 130 mm²/s beträgt und die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht. In einem Temperaturbereich von ca. –40°C bis +260°C kann bei einem Wälzlagerfett beispielsweise als Verdicker PTFE eingesetzt werden, wobei die Grundölviskosität bei 40°C 400 mm²/s beträgt und die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht. In einem Temperaturbereich von ca. –30°C bis +150°C kann für ein Wälzlagerfett als Verdicker Lithiumseife mit einem EP-Zusatz eingesetzt werden, wobei die Grundölviskosität bei 40°C ca. 170 mm²/s beträgt und die Konsistenz der NLGI-Klasse 3 entspricht. In einem Temperaturbereich von ca. –35°C bis +180°C ist es auch denkbar, als Fett Polyharnstoff mit einem EP-Zusatz einzusetzen, wobei die Grundölviskosität bei 40°C ISO VG 460 mm²/s beträgt und die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht. In einem Temperaturbereich von ca. –20°C bis +140°C kann für ein Wälzlagerfett als Verdicker Lithium-/Kalziumseife mit EP-Zusatz verwendet werden, wobei die Grundölviskosität bei 40°C der ISO VG 200 und die Konsistenz der NLGI-Klasse 2 entspricht.
Denkbar ist, dass das Auswertemittel und das Kontrollmittel als integrierte Einheit, z.B. als Controller ausgebildet ist. Weiter denkbar ist es, dass das Auswertemittel, das Kontrollmittel und das Erfassungsmittel als integrierte Einheit ausgebildet sind.
Möglich ist ferner, dass die Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung und die Gleit- und/oder Wälzpaarung als integrierte Einheit ausgebildet sind. Beispielsweise ist denkbar, dass Wälzlager eine Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung aufweist. Die benötigte Energiequelle kann dabei eine externe Energiequelle sein. Denkbar ist aber auch, dass die Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung eine eigene Energiequelle wie z.B. eine Batterie oder einen Akku aufweist.
Es ist weiter beispielsweise möglich, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung die Schmiermittelfilmdicke und/oder der Zustand des Schmiermittels und/oder die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfassbar ist, insbesondere die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung an der Stelle der Gleit- und/oder Wälzpaarung, an der das wenigstens eine erste Element und das wenigstens eine zweite Element in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, erfassbar ist. Vorteilhaft ist denkbar, dass das wenigstens eine Erfassungsmittel der Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels des Erfassungsmittels die Schmiermittelfilmdicke und/oder der Zustand des Schmiermittels und/oder die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfassbar ist, insbesondere die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung an der Stelle der Gleit- und/oder Wälzpaarung, an der das wenigstens eine erste Element und das wenigstens eine zweite Element in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, erfassbar ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Erfassungsmittel wenigstens ein Sensor ist und/oder wenigstens einen Sensor umfasst.
Die Messung der Schmierfilmdicke kann beispielsweise mittels Ultraschall erfolgen. Hierzu wird z.B. ein kleiner Ultraschallsensor an der Lagerschale ohne direkten Kontakt zum Schmierfilm platziert. Denkbar ist aber auch, dass aus Redundanzgründen und/oder zur Erhöhung der Messgenauigkeit mehrere Ultraschallsensoren eingesetzt werden.
Der Sensor emittiert ein aufbereitetes Signal, das die Lagerschale durchdringt, vom Schmierfilm reflektiert und vom selben Sensor innerhalb einer Millisekunde wieder empfangen und an die Messperipherie weitergeleitet wird. Dort erfolgt die digitale Signalverarbeitung mit Hilfe einer Software, die das Signal interpretiert und den Messwert für die Schmierfilmdicke ausgibt. Das System ist präzise, zuverlässig und selbstkalibrierend. Die untere Messgrenze liegt bei 0,2 µm Filmdicke (mit hochfrequenteren Sensoren auch noch tiefer). Eine obere Grenze gibt es nicht. Damit sind alle in der Praxis auftretenden Filmdicken erfassbar.
Zu Messung der Temperatur der Lagerstelle kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Temperatursensoren wie Wärmefühler, Temperaturfühler oder Wärmesensoren vorgesehen sind.
Dabei kann es sich um übliche Temperatursensoren wie Heißleiter, Kaltleiter, Thermistoren, Widerstandsthermometer aus Platin (PT100) mit einem nahezu temperaturlinearen Widerstandsverlauf und z.B. einem Einsatzbereich zwischen ca. –200 °C und ca. +850 °C, Silizium-Sensoren mit einem Einsatzbereich im Temperaturbereich zwischen ca. –50 °C bis ca. +150 °C oder Keramik-Kaltleiter handeln. Keramik-Kaltleiter weisen bei einer materialspezifischen Temperatur einen starken Widerstandsanstieg auf. Sie können auch als selbstregelndes Heizelement oder als Thermosicherung verwendet werden.
Denkbar ist ebenfalls, als Temperatursensor ein Bauteil einzusetzen, das direkt ein verarbeitbares elektrisches Signal liefern kann. Beispielsweise ist in diesem Zusammenhang denkbar, integrierte Halbleiter-Temperatursensoren (Festkörperschaltkreise) einzusetzen. Diese liefern einen zu ihrer Temperatur proportionalen Strom und/oder eine zu ihrer Temperatur proportionale Spannung und/oder ein temperaturabhängiges digitales Signal.
Auch ist denkbar, einen Wärmefühler mit Schwingquarz als Messelement einzusetzen. Die Resonanzfrequenz des schwingenden Quarzes verändert sich abhängig von der Temperatur und kann sehr präzise gemessen werden. Weiter können Thermoelemente eingesetzt werden, die eine Temperaturdifferenz durch den Seebeck-Effekt in eine elektrische Spannung umwandeln. Auch denkbar ist der Einsatz von pyroelektrischen Materialien, die die Ladungsträgerdichte an ihrer Oberfläche bei Temperaturschwankungen durch Veränderung der spontanen Polarisation ändern.
Ferner ist möglich, als Temperatursensor Pyrometer und/oder Wärmebildkameras einzusetzen, die jeweils berührungslos arbeiten und die Wärmestrahlung messen können. Außerdem ist denkbar, mechanisch arbeitende Temperaturschalter zu verwenden, wie z. B. Bimetallschalter, die durch Krümmung eines Bimetalles einen Schalter betätigen. Auch der Einsatz von Curie-Effekt-Temperatursensoren und/oder faseroptischen Temperatursensoren deren Messprinzip z.B. auf dem Raman-Effekt oder der temperaturabhängigen Änderung der Brechzahl in Faser-Bragg-Gitter-Sensoren (FBGS) besteht, ist möglich.
Denkbar ist auch, unter Einsatz von einem oder mehreren Drehmomentsensoren die Viskosität des Schmiermittels in der Lagerstelle bei bekannter Geometrie der Gleit- und/oder Wälzpaarung wie z.B. einer Lagerstelle oder eines tribologischen Kontaktes zu messen. Die Messung kann beispielsweise vergleichbar wie bei einem Rotationsviskosimeter, bei dem durch einen Motor ein Körper in einer Flüssigkeit gedreht wird. Während des Drehens wird das benötigte Drehmoment gemessen. Daraus, sowie aus der exakten Geometrie des verwendeten Drehkörpers und des Außengefäßes, sowie der Drehgeschwindigkeit kann die dynamische Viskosität der Flüssigkeit bestimmt werden. Als einsetzbare Drehmomentsensoren kommen beispielsweise Drehmomentaufnehmer in Betracht, die über die Formänderung eines Messkörpers, des sogenannten Federkörpers, das Drehmoment bestimmen. Die meisten Drehmomentsensoren arbeiten mit Dehnungsmessstreifen. Daneben gibt es auch Drehmomentaufnehmer, die nach dem piezoelektrischen, dem magnetoelastischen oder dem optischen Prinzip funktionieren, und Aufnehmer, die mit dem SAW-Verfahren arbeiten.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung der wenigstens eine mit dem Zustand des Schmiermittels mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängende Schmiermittelzustandswert zumindest in regelmäßigem zeitlichem Abstand und/oder zumindest im Betrieb der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfassbar ist, vorzugsweise kontinuierlich erfassbar ist.
Besonders vorteilhaft ist insbesondere, wenn eine kontinuierliche Erfassung stattfindet, wobei eine derartige kontinuierliche Erfassung breit zu verstehen und auszulegen ist. Eine kontinuierliche Erfassung verlangt nicht zwingend eine analoge Messwerterfassung, auch z.B. eine digitale Messwerterfassung mit kontinuierlicher Erfassung einzelner Messwerte mit einer geeignete Messwertfrequenz ist eine kontinuierlicher Erfassung im Sinne der vorliegenden Anmeldung und vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. Eine Erfassung kann vorzugsweise online erfolgen, d.h. dass insbesondere die Messerfassung direkt und unmittelbar bzw. im Wesentlichen direkt und unmittelbar erfolgt.
Insbesondere ist möglich, dass das Erfassungsmittel derart beschaffen ist, dass mittels des Erfassungsmittels der wenigstens eine mit dem Zustand des Schmiermittels mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängende Schmiermittelzustandswert zumindest in regelmäßigem zeitlichem Abstand und/oder zumindest im Betrieb der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfassbar ist, vorzugsweise kontinuierlich erfassbar ist.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung wenigstens ein mit wenigstens einer Umgebungsbedingung der Gleit- und/oder Wälzpaarung, wie z.B. Temperatur und/oder Lagerdrehzahl, in Zusammenhang stehender Umgebungsbedingungswert erfassbar ist.
Durch die Erfassung eines derartigen Umgebungswertes können besonders vorteilhaft bei einer Bereitstellung einer zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung ein oder mehrere den Betriebszustand beeinflussende Faktoren wie Temperatur und Lagedrehzahl berücksichtigt werden, die den Zustand des Schmiermittels, z.B. die Viskosität des Schmiermittels beeinflussen. Hierdurch kann die Schmierung noch genauer und situationsgerechter eingestellt werden.
Insbesondere ist möglich, dass das Erfassungsmittel derart beschaffen ist, dass mittels des Erfassungsmittels wenigstens ein mit wenigstens einer Umgebungsbedingung der Gleit- und/oder Wälzpaarung, wie z.B. Temperatur und/oder Lagerdrehzahl, in Zusammenhang stehender Umgebungsbedingungswert erfassbar ist.
Hierzu ist insbesondere denkbar, dass in diesem Zusammenhang ein oder mehrere der vorgenannten Temperatursensoren eingesetzt werden. Zur Erfassung der Lagerdrehzahl können beispielsweise Drehzahlmesser oder andere geeignete Erfassungsmittel wie Sensoren eingesetzt werden.
Ferner ist denkbar, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass anhand des Umgebungsbedingungswertes der Schmierstoffbedarf beeinflussbar ist, insbesondere durch Aufintegrieren beeinflussbar ist. Insbesondere ist möglich, dass das Kontrollmittel derart beschaffen ist, dass anhand des Umgebungsbedingungswertes der Schmierstoffbedarf beeinflussbar ist, insbesondere durch Aufintegrieren beeinflussbar ist.
Außerdem ist beispielsweise möglich, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung mittelbar und/oder unmittelbar die zugebbare Menge des Schmiermittels pro Zeiteinheit und/oder die Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder der Volumenstrom eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches einstellbar und/oder beeinflussbar ist.
Insbesondere ist möglich, dass das Zuführmittel derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung mittelbar und/oder unmittelbar die zugebbare Menge des Schmiermittels pro Zeiteinheit und/oder die Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder der Volumenstrom eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches einstellbar und/oder beeinflussbar ist.
Über die Einstellung der Menge des Schmiermittels, der Einstellung der Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und der Einstellung des Volumenstroms eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches kann die Menge und Zusammensetzung des Schmiermittels und damit auch die Qualität des Schmiermittels betriebs- und zustandsabhängig eingestellt werden. Außerdem ergibt sich beispielsweise bei Einstellung der Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und der Einstellung des Volumenstroms eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches der Vorteil, dass durch die Zuführung von Luft auch ein Kühleffekt herbeigeführt werden kann. Denkbar ist insbesondere, die Ölmenge pro Zeit, die Fettmenge pro Zeit, die „Fettheit“ eines Öl-Luft Gemisches und den Mengenstrom des Öl/Luft Gemisches einzustellen, insbesondere entsprechend dem jeweiligen Bedarf und angepasst an die jeweilige Betriebssituation einzustellen.
Weiter ist vorteilhaft möglich, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung mittelbar und/oder unmittelbar die Viskosität des Schmiermittels einstellbar und/oder beeinflussbar ist. Beispielsweise ist denkbar, die Ölviskosität einzustellen. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein Umschalten bzw. stufenloses Überblenden zwischen zwei oder auch mehr Ölsorten erfolgt, je nachdem ob Anlauf oder Dauerbetriebszustand vorliegt.
Insbesondere ist denkbar, dass das Zuführmittel derart beschaffen ist, dass mittels des Zuführmittels mittelbar und/oder unmittelbar die Viskosität des Schmiermittels einstellbar und/oder beeinflussbar ist. Das Zuführmittel kann insbesondere derart beschaffen sein, dass ein Umschalten bzw. stufenloses Überblenden zwischen z.B. zwei Ölsorten möglich ist und erfolgen kann, je nachdem ob Anlauf oder Dauerbetriebszustand vorliegt. So kann vorteilhaft mittels des Zuführmittels die Ölviskosität eingestellt werden.
Des Weiteren ist möglich, dass die Vorrichtung derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung mittelbar und/oder unmittelbar ein oder mehrere Additive zuführbar und/oder zudosierbar ist bzw. sind.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Zuführmittel derart beschaffen ist, dass mittels des Zuführmittels mittelbar und/oder unmittelbar ein oder mehrere Additive zuführbar und/oder zudosierbar ist bzw. sind.
Das Zuführmittel kann beispielsweise eine Dosiervorrichtung mit wenigstens einem Schmiermittelreservoir sein bzw. eine derartige Dosiervorrichtung umfassen. Denkbar ist auch, dass eine derartige Dosiervorrichtung mehrere Schmiermittelreservoirs z.B. für mehrere unterschiedliche Ölsorten oder Fettsorten aufweist. Möglich ist auch, dass ein Zudosieren von zusätzlichen Additiven zum Schmiermittel möglich ist.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Gleit- und/oder Wälzpaarung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Danach ist vorgesehen, dass eine Gleit- und/oder Wälzpaarung mit wenigstens einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 versehen ist.
Eine derartige Gleit- und/oder Wälzpaarung kann beispielsweise ein Wälzlager wie ein Kugellager, Rillenkugellager, ein Zylinderrollenlager, ein Kegelrollenlager, ein Tonnenlager, ein Pendelrollenlager, ein Axial-Schrägkugellager, ein Axial-Zylinderrollenlager, ein Axial-Pendelrollenlager, ein Spannlager oder dergleichen sein. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass eine derartige Gleit- und/oder Wälzpaarung z.B. eine Linearführung oder eine sonstige Lagerstelle mit beliebigen Freiheitsgraden ist. Auch ist möglich, dass es sich bei der Gleit- und/oder Wälzpaarung um Getriebeelemente wie beispielsweise eine Zahnradpaarung, eine Zahnstange, eine Gleitschienenpaarung oder dergleichen handelt.
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Durchführung und/oder Sicherstellung einer zustandsabhängigen Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Danach ist vorgesehen, dass bei einem Verfahren zur Durchführung und/oder Sicherstellung einer zustandsabhängigen Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung wenigstens ein mit dem Zustand des Schmiermittels mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängender Schmiermittelzustandswert erfasst wird, wobei ein Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses ausgewertet wird, und wobei in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis Schmiermittel und/oder Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung in Abhängigkeit vom Zustand der Gleit- und/oder Wälzpaarung und/oder des Schmiermittelzustandswertes zugeführt wird.
Ferner ist möglich, dass die Schmiermittelfilmdicke und/oder der Zustand des Schmiermittels und/oder die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfasst werden, insbesondere die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung an der Stelle der Gleit- und/oder Wälzpaarung, an der das wenigstens eine erste Element und das wenigstens eine zweite Element in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, erfasst werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine mit dem Zustand des Schmiermittels mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängende Schmiermittelzustandswert zumindest in regelmäßigem zeitlichem Abstand und/oder zumindest im Betrieb der Gleit- und/oder Wälzpaarung erfasst wird, vorzugsweise kontinuierlich erfasst wird und/oder dass wenigstens ein mit wenigstens einer Umgebungsbedingung der Gleit- und/oder Wälzpaarung, wie z.B. Temperatur und/oder Lagerdrehzahl, in Zusammenhang stehender Umgebungsbedingungswert erfasst wird, wobei beispielsweise anhand des Umgebungsbedingungswertes der Schmierstoffbedarf beeinflussbar wird, insbesondere durch Aufintegrieren beeinflusst wird.
Außerdem ist denkbar, dass mittelbar und/oder unmittelbar die zugebbare Menge des Schmiermittels pro Zeiteinheit und/oder die Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder der Volumenstrom eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder dass mittelbar und/oder unmittelbar die Viskosität des Schmiermittels eingestellt und/oder beeinflusst wird und/oder mittelbar und/oder unmittelbar ein oder mehrere Additive zugeführt und/oder zudosiert wird bzw. werden.
Ferner ist möglich, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine Gleit- und/oder Wälzpaarung nach Anspruch 10 verwendet wird.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigen:
1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gleit- und/oder Wälzpaarung in Form eines Wälzlagers mit einer Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung; und
2: ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gleit- und/oder Wälzpaarung in Form eines Zahnradgetriebes mit einer Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gleit- und/oder Wälzpaarung 20 in Form eines Wälzlagers 20 mit einer Vorrichtung 10 zur zustandsabhängigen Schmierung des Wälzlagers 20. Demgegenüber zeigt 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gleit- und/oder Wälzpaarung 120 in Form eines Zahnradgetriebes 120 mit einer Vorrichtung 110 zur zustandsabhängigen Schmierung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beiden Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Vorrichtungen 10, 110 zur zustandsabhängigen Schmierung des Wälzlagers 20 bzw. des Zahnradgetriebes 120 eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10, 110 zur zustandsabhängigen Schmierung aufweisen. Die Vorrichtungen 10, 110 weisen jeweils als Erfassungsmittel 30, 130 Sensoren auf, mit denen man die Schmierfilmdicke, den Schmierstoffzustand (frisch, gealtert etc.) und die Temperatur in der Lagerstelle messen kann.
Wenn diese Parameter bekannt sind bzw. kontinuierlich im Betrieb gemessen werden, dann kann eine betriebszustandsabhängige Schmierung vorgenommen werden.
Insbesondere kann eine Variation durch die Vorrichtung bzw. Schmieranlage der Parameter

– Ölmenge pro Zeit, Fettmenge pro Zeit, „Fettheit“ eines Öl-Luft Gemisches/Mengenstrom des Öl/Luft Gemisches (mit dem vorteilhaften Zusatzeffekt, dass durch erhöhte Luftzufuhr eine stärkere Kühlung möglich wird);
– Ölviskosität (umschalten bzw. stufenloses Überblenden zwischen z.B. zwei Ölsorten je nachdem ob Anlauf oder Dauerbetriebszustand vorliegt); und
– Zudosieren von zusätzlichen Additiven

Wie in 1 gezeigt, kann beispielsweise ein Wälzlager, hier ein Axial-Rillenkugellager 20 mit einer Vorrichtung zur zustandsabhängigen Schmierung 10 versehen sein. Die Kugeln 22 rollen dabei im Innenring 24 und im Außenring 25, wobei sich im Lager selbst ein Schmiermittel S befindet. Die Kugeln 22, der Innenring 24 sowie der Außenring 25 sind in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet, wobei sich das Schmiermittel S zumindest teilweise zwischen diesen Elementen 22, 24, 25 befindet.
Die Vorrichtung 10 weist dabei weiter Erfassungsmittel 13 in Form von Sensoren auf, mittels derer ein Schmiermittelzustandswert erfassbar ist, der mit dem Zustand des Schmiermittels S in Zusammenhang steht. Insbesondere wird mittels eines Ultraschallsensors die Schmierfilmdicke sowie weiter mit Hilfe von Drehmomentsensoren der Schmierstoffzustand, und mittels der Temperatursensoren die Temperatur im Lager 20 gemessen.
Ferner ist ein Auswertemittel 40 vorgesehen, mittels dessen der Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses ausgewertet wird. Weiter ist ein Kontrollmittel 60 in Form einer Steuereinheit 60 vorgesehen, mittels dessen das Schmierstoffzuführmittel 50, das eine Dosiereinheit für Schmiermittel S ist, entsprechend angesteuert werden kann. Dabei wird die Dosiereinheit 50 derart in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis des Auswertemittels 40 angesteuert, dass Schmiermittel S und auch Schmiermittel-Zusatzmittel wie Additive dem Lager 20 in Abhängigkeit vom Zustand des Lagers 20 bzw. des Schmiermittels S zugeführt werden können. Mittels der Sensoren 30 wird der Schmiermittelzustandswert kontinuierlich erfasst. Ferner dienen die Sensoren 30 auch dazu, die Umgebungsbedingungen des Lagers 20 zu erfassen. Zu diesen Umgebungsbedingungen gehören die Temperatur des Lagers sowie die Lagerdrehzahl, die mittels der Sensoren 30 entsprechend erfasst werden, um so einen Umgebungsbedingungswert zu ermitteln. Anhand dieses Umgebungsbedingungswertes wird der Schmierstoffbedarf des Lagers 20 ermittelt und entsprechend beeinflusst, wobei hierzu ein Aufintegrieren durch die Steuereinheit 60 erfolgt.
Mittels der Dosiereinheit 50 kann die Menge an Schmiermittel S pro Zeiteinheit und auch die Zusammensetzung des Luft-Schmiermittel-Gemisches sowie der Volumenstrom des Luft-Schmiermittel-Gemisches, was dem Lager 20 zugegeben wird, eingestellt und beeinflusst werden. Durch die Einstellung des Luft-Schmiermittel-Gemisches kann auch die Lagertemperatur beeinflusst werden, da durch die Einstellung der zugeführten Luft auch eine Kühlung bzw. die Einstellung der Kühlung durch diese Luft möglich wird.
Ferner ist möglich, mittels der Dosiereinheit 50 die Viskosität des Schmiermittels S einzustellen und zu beeinflussen. Hierzu ist die Dosiereinheit derart beschaffen, dass ein Umschalten bzw. stufenloses Überblenden zwischen wenigstens zwei Ölsorten möglich ist und erfolgen kann, je nachdem, ob ein Anlauf- oder ein Dauerbetriebszustand des Lagers 20 vorliegt. So kann vorteilhaft mittels der Dosiereinheit 50 die Ölviskosität eingestellt werden.
Ferner können mittels der Dosiereinheit 50 auch dem Lager 20 ein oder mehrere Additive zugeführt werden, so dass die „verbrauchten“ Additive des Schmiermittels S entsprechend nach Bedarf im Schmiermittel S vorhanden sind.
Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß 2 einer Gleit- und/oder Wälzpaarung 120 in Form eines Zahnradgetriebes 120 mit einer Vorrichtung 110 zur zustandsabhängigen Schmierung ist entsprechend dem in 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel einer Gleit- und/oder Wälzpaarung 20 in Form eines Wälzlagers 20 mit einer Vorrichtung 10 zur zustandsabhängigen Schmierung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt, kann beispielsweise ein Zahnradgetriebe 120 mit einer Vorrichtung 110 zur zustandsabhängigen Schmierung versehen sein. Dabei wälzen Zahnrad A 122 und Zahnrad B 124 aufeinander ab, wobei sich zwischen Zahnrad A 122 und Zahnrad B 124 selbst ein Schmiermittel S befindet. Das Zahnrad A 122 sowie das Zahnrad B 124 sind in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet, wobei sich das Schmiermittel S zumindest teilweise zwischen diesen Elementen 122, 124 befindet. Das Zahnrad A 122 hat eine Zähneanzahl Z_A und das Zahnrad B 124 hat eine Zähneanzahl Z_B.
Die Vorrichtung weist dabei weiter Erfassungsmittel 130 in Form von Sensoren auf, mittels derer ein Schmiermittelzustandswert erfassbar ist, der mit dem Zustand des Schmiermittels S in Zusammenhang steht. Insbesondere wird mittels eines Ultraschallsensors die Schmierfilmdicke sowie weiter mit Hilfe von Drehmomentsensoren der Schmierstoffzustand, und mittels der Temperatursensoren die Temperatur im Zahnradgetriebe 120 gemessen.
Ferner ist ein Auswertemittel 140 vorgesehen, mittels dessen der Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses ausgewertet wird. Weiter ist ein Kontrollmittel 160 in Form einer Steuereinheit 160 vorgesehen, mittels dessen das Schmierstoffzuführmittel 150, das eine Dosiereinheit für Schmiermittel S ist, entsprechend angesteuert werden kann. Dabei wird die Dosiereinheit 150 derart in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis des Auswertemittels 140 angesteuert, dass Schmiermittel S und auch Schmiermittel-Zusatzmittel wie Additive dem Zahnradgetriebe 120 in Abhängigkeit vom Zustand des Zahnradgetriebes 120 bzw. des Schmiermittels S zugeführt werden können. Mittels der Sensoren 130 wird der Schmiermittelzustandswert kontinuierlich erfasst. Ferner dienen die Sensoren 130 auch dazu, die Umgebungsbedingungen des Zahnradgetriebes 120 zu erfassen. Zu diesen Umgebungsbedingungen gehören die Temperatur des Zahnradgetriebes sowie die Getriebedrehzahl, die mittels der Sensoren 130 entsprechend erfasst werden, um so einen Umgebungsbedingungswert zu ermitteln. Anhand dieses Umgebungsbedingungswertes wird der Schmierstoffbedarf des Zahnradgetriebes 120 ermittelt und entsprechend beeinflusst, wobei hierzu ein Aufintegrieren durch die Steuereinheit 160 erfolgt.
Mittels der Dosiereinheit 150 kann die Menge an Schmiermittel S pro Zeiteinheit und auch die Zusammensetzung des Luft-Schmiermittel-Gemisches sowie der Volumenstrom des Luft-Schmiermittel-Gemisches, was dem Zahnradgetriebe 120 zugegeben wird, eingestellt und beeinflusst werden. Durch die Einstellung des Luft-Schmiermittel-Gemisches kann auch die Getriebetemperatur beeinflusst werden, da durch die Einstellung der zugeführten Luft auch eine Kühlung bzw. die Einstellung der Kühlung durch diese Luft möglich wird.
Ferner ist möglich, mittels der Dosiereinheit 150 die Viskosität des Schmiermittels S einzustellen und zu beeinflussen. Hierzu ist die Dosiereinheit derart beschaffen, dass ein Umschalten bzw. stufenloses Überblenden zwischen wenigstens zwei Ölsorten möglich ist und erfolgen kann, je nachdem, ob ein Anlauf- oder ein Dauerbetriebszustand des Zahnradgetriebes 120 vorliegt. So kann vorteilhaft mittels der Dosiereinheit 50 die Ölviskosität eingestellt werden.
Ferner können mittels der Dosiereinheit 150 auch dem Zahnradgetriebe 120 ein oder mehrere Additive zugeführt werden, so dass die „verbrauchten“ Additive des Schmiermittels S entsprechend nach Bedarf im Schmiermittel S vorhanden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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EP 0078420 A2 [0008]
EP 0374958 A2 [0009]
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WO 2007/148454 A1 [0014]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

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ISO VG 1000 [0031]
ISO VG 22 [0032]
ISO VG 460 [0032]
ISO VG 200 [0032]

Claims

Vorrichtung (10; 110) zur zustandsabhängigen Schmierung wenigstens einer Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) wenigstens ein erstes Element (22; 122) und wenigstens ein zweites Element (24; 124) aufweist, die in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, wobei die Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) weiter wenigstens ein Schmiermittel (S) aufweist, das sich zumindest teilweise zwischen dem ersten und dem zweiten Element (22, 24; 122, 124) befindet, wobei die Vorrichtung (10; 110) aufweist: – wenigstens ein Erfassungsmittel (30; 130), wobei mittels des Erfassungsmittels (30; 130) wenigstens ein mit dem Zustand des Schmiermittels (S) mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängender Schmiermittelzustandswert erfassbar ist; – wenigstens ein Auswertemittel (40; 140), wobei mittels des Auswertemittels (40; 140) der Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses auswertbar ist; – wenigstens ein Zuführmittel (50; 150), mittels dessen Schmiermittel (S) und/oder ein Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) zuführbar ist; und – wenigstens ein Kontrollmittel (60; 160), mittels dessen das Zuführmittel (50; 150) derart in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis des Auswertemittels (40; 140) angesteuert ist, dass Schmiermittel (S) und/oder ein Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) in Abhängigkeit vom Zustand der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) und/oder des Schmiermittelzustandswertes zuführbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Erfassungsmittel (30; 130), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Erfassungsmittels (30; 130), die Schmiermittelfilmdicke und/oder der Zustand des Schmiermittels (S) und/oder die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) erfassbar ist, insbesondere die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) an der Stelle der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), an der das wenigstens eine erste Element (22; 122) und das wenigstens eine zweite Element (24; 124) in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, erfassbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassungsmittel (30; 130) wenigstens ein Sensor ist und/oder wenigstens einen Sensor umfasst.
Vorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Erfassungsmittel (30; 130), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Erfassungsmittels (30; 130), der wenigstens eine mit dem Zustand des Schmiermittels (S) mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängende Schmiermittelzustandswert zumindest in regelmäßigem zeitlichem Abstand und/oder zumindest im Betrieb der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) erfassbar ist, vorzugsweise kontinuierlich erfassbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Erfassungsmittel (30; 130), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Erfassungsmittels (30; 130), wenigstens ein mit wenigstens einer Umgebungsbedingung der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), wie z.B. Temperatur und/oder Lagerdrehzahl, in Zusammenhang stehender Umgebungsbedingungswert erfassbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Kontrollmittel (60; 160), derart beschaffen ist, dass anhand des Umgebungsbedingungswertes der Schmierstoffbedarf beeinflussbar ist, insbesondere durch Aufintegrieren beeinflussbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Zuführmittel (50; 150), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Zuführmittels (50; 150), mittelbar und/oder unmittelbar die zugebbare Menge des Schmiermittels (S) pro Zeiteinheit und/oder die Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder der Volumenstrom eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches einstellbar und/oder beeinflussbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Zuführmittel (50; 150), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Zuführmittels (50; 150), mittelbar und/oder unmittelbar die Viskosität des Schmiermittels (S) einstellbar und/oder beeinflussbar ist.
Vorrichtung (10; 110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 110), insbesondere das Zuführmittel (50; 150), derart beschaffen ist, dass mittels der Vorrichtung (10; 110), insbesondere mittels des Zuführmittels (50; 150), mittelbar und/oder unmittelbar ein oder mehrere Additive zuführbar und/oder zudosierbar ist bzw. sind.
Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) mit wenigstens einer Vorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zur Durchführung und/oder Sicherstellung einer zustandsabhängigen Schmierung einer Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), wobei wenigstens ein mit dem Zustand des Schmiermittels (S) mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängender Schmiermittelzustandswert erfasst wird, wobei ein Schmiermittelzustandswert unter Erzeugung wenigstens eines Auswerteergebnisses ausgewertet wird, und wobei in Abhängigkeit vom Auswerteergebnis Schmiermittel (S) und/oder Schmiermittelzusatzmittel der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) in Abhängigkeit vom Zustand der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) und/oder des Schmiermittelzustandswertes zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelfilmdicke und/oder der Zustand des Schmiermittels (S) und/oder die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) erfasst werden, insbesondere die Temperatur der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) an der Stelle der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), an der das wenigstens eine erste Element (22; 122) und das wenigstens eine zweite Element (24; 124) in gleitendem Kontakt zueinander angeordnet sind, erfasst werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine mit dem Zustand des Schmiermittels (S) mittelbar und/oder der unmittelbar zusammenhängende Schmiermittelzustandswert zumindest in regelmäßigem zeitlichem Abstand und/oder zumindest im Betrieb der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) erfasst wird, vorzugsweise kontinuierlich erfasst wird und/oder dass wenigstens ein mit wenigstens einer Umgebungsbedingung der Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120), wie z.B. Temperatur und/oder Lagerdrehzahl, in Zusammenhang stehender Umgebungsbedingungswert erfasst wird, wobei beispielsweise anhand des Umgebungsbedingungswertes der Schmierstoffbedarf beeinflussbar wird, insbesondere durch Aufintegrieren beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mittelbar und/oder unmittelbar die zugebbare Menge des Schmiermittels (S) pro Zeiteinheit und/oder die Zusammensetzung eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder der Volumenstrom eines zugebbaren Luft-Schmiermittel-Gemisches und/oder dass mittelbar und/oder unmittelbar die Viskosität des Schmiermittels (S) eingestellt und/oder beeinflusst wird und/oder mittelbar und/oder unmittelbar ein oder mehrere Additive zugeführt und/oder zudosiert wird bzw. werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung (10; 110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder eine Gleit- und/oder Wälzpaarung (20; 120) nach Anspruch 10 verwendet wird.