DE102013208209A1

DE102013208209A1 - Seal with sensor device

Info

Publication number: DE102013208209A1
Application number: DE102013208209.6A
Authority: DE
Inventors: Frank de Wit; Defeng Lang; Sebastian ZIEGLER; Thomas Deigner
Original assignee: SKF Economos Deutschland GmbH; SKF AB
Current assignee: SKF Economos Deutschland GmbH; SKF AB
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2014-11-06

Abstract

Eine Dichtung (10) für ein mechanisches Bauteil (11) umfasst eine Sensoreinrichtung (14), die dazu ausgebildet ist, eine Messgröße zu erfassen. Die Messgröße repräsentiert dabei einen Betriebszustand der Dichtung (10) oder eines mit der Dichtung (10) abgedichteten mechanischen Bauteils (11). Ferner wird ein Verfahren zum Ermitteln von Information zu einem Betriebszustand einer Dichtung (10) oder eines mit der Dichtung (10) abgedichteten mechanischen Bauteils (11), vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Erfassen (62) einer Messgröße mittels der Sensoreinrichtung (14) der Dichtung (10). Das Verfahren umfasst außerdem ein Auswerten (64) der Messgröße um auf einen Betriebszustand der Dichtung (10) oder des mit der Dichtung (10) abgedichteten mechanischen Bauteils (11) zu schließen.A seal (10) for a mechanical component (11) comprises a sensor device (14), which is designed to record a measured variable. The measured variable represents an operating state of the seal (10) or of a mechanical component (11) sealed with the seal (10). A method for determining information on an operating state of a seal (10) or of a mechanical component (11) sealed with the seal (10) is also proposed. The method comprises acquiring (62) a measured variable by means of the sensor device (14) of the seal (10). The method also includes evaluating (64) the measured variable in order to infer an operating state of the seal (10) or of the mechanical component (11) sealed with the seal (10).

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Dichtungen für mechanische Bauteile.The present invention is in the field of seals for mechanical components.

Dichtungen kommen in industriellen Umgebungen vielseitig zum Einsatz. Einer der wichtigsten Verwendungszwecke von Dichtungen ist es beispielsweise, Bauteile vor Verunreinigungen oder Feuchtigkeit zu schützen. Dichtungen können aber auch verwendet werden, um beispielsweise ein Auslaufen von Flüssigkeiten oder ein Austritt von Schmiermitteln zu verhindern. Der genaue Verwendungszweck obliegt dabei jedoch dem Anwender, und ist dem Hersteller oft nur unzureichend bekannt. Auch können die Anwendungsbedingungen dem Hersteller dadurch ungenau bekannt sein. Spezifikationen und Anwendungserfordernisse können so in manchen Fällen nicht übereinstimmen. Somit können Dichtungen unter Bedingungen zum Einsatz kommen, für die sie nicht ausgelegt sind. Dies kann beispielsweise eine unbegründete Nutzung von Garantieansprüchen nach sich ziehen, wenn die Dichtung zerstört wird oder dadurch sogar ein Folgeschaden für das abgedichtete Bauteil eintritt. Die tatsächlichen Anwendungsbedingungen werden sich regelmäßig der Kenntnis des Herstellers und des Anwenders entziehen. Eine Beobachtung von Betriebszuständen mittels handelsüblicher Geräte kann dabei teuer und zeitintensiv werden. Die Haltbarkeit der Dichtung kann durch frühzeitigen Ausfall hinter den Erwartungen zurück bleiben, und so zur Unzufriedenheit des Kunden beitragen. Gaskets are used in many industrial environments. One of the most important uses of gaskets is, for example, to protect components from contamination or moisture. But seals can also be used to prevent, for example, leakage of fluids or leakage of lubricants. However, the exact purpose is the responsibility of the user, and is often insufficiently known to the manufacturer. Also, the conditions of use may be inaccurately known to the manufacturer. Specifications and application requirements may not match in some cases. Thus, seals can be used under conditions for which they are not designed. This may, for example, result in an unfounded use of warranty claims if the seal is destroyed or even consequential damage to the sealed component occurs. The actual conditions of use will regularly evade the knowledge of the manufacturer and the user. An observation of operating conditions by means of commercially available devices can be expensive and time-consuming. The durability of the seal can be behind early expectations due to early failure, and thus contribute to the dissatisfaction of the customer.

Es besteht daher ein Bedarf daran, ein verbessertes Konzept zum Ermitteln von Betriebszuständen von Dichtungen zu schaffen. Diesem Konzept tragen eine Dichtung gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß eines weiteren Patentanspruchs Rechnung. There is therefore a need to provide an improved concept for determining operating conditions of seals. This concept carry a seal according to claim 1 and a method according to another claim bill.

Gemäß den Ausführungsbeispielen einer Dichtung für ein mechanisches Bauteil gelingt dies durch Verwenden einer Sensoreinrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Messgröße zu erfassen, und die Messgröße ist so gewählt, dass diese einen Betriebszustand der Dichtung oder eines mit der Dichtung abgedichteten mechanischen Bauteils repräsentiert. Die Dichtung kann dabei zumindest teilweise aus einem flexiblen, elastischen Material gefertigt sein. Hierzu können beispielsweise Elastomere bzw. bestimmte Arten von Plastik oder gummiartige Werkstoffe in Frage kommen. Der Begriff „Dichtung“ kann darauf verweisen, dass ein Durchdringen bestimmter Substanzen von einer Seite der Dichtung auf die andere verhindert werden soll. Zu diesen Substanzen können insbesondere Schmutzpartikel (z. B. Ruß, Feinstaub, Sand oder Schlamm), Gase oder Dämpfe (z. B. Sauerstoff, Dämpfe von Kraftstoffen oder Lösungsmitteln, oder auch Dämpfe giftiger oder korrosiver Substanzen) oder Flüssigkeiten (z. B. Wasser, Säure, Lauge, Öl), aber auch Stoffe wie z. B. Schmierfette zählen. Ein mechanisches Bauteil kann beispielsweise ein Wälz- oder Gleitlager sein, aber auch z. B. eine Welle, ein Motor oder Aktuator, ein Generator, oder Teile derselben. Eine Sensoreinrichtung kann ein Messgerät oder ein zum Messen ausgebildetes Gerät darstellen oder umfassen. Eine Messgröße kann prinzipiell jede physikalisch oder technisch messbare Größe sein, etwa eine Temperatur, Beschleunigung, Luftfeuchtigkeit, ein Druck, aber auch eine Drehzahl, eine Strahlung, ein elektrischer Strom oder eine Stoffkonzentration, um nur einige Beispiele zu nennen. Durch die Messgröße kann Aufschluss über einen Betriebszustand der Dichtung oder des mechanischen Bauteils gewonnen werden. Ein Betriebszustand kann beispielsweise eine Ausrichtung (Arretierung) der Dichtung oder des mechanischen Bauteils sein, ein Grad möglicher Beschädigung durch äußere Gewalteinwirkung, Überhitzung oder Abnutzung. Durch die von der Dichtung umfassten Sensoreinrichtung kann es also möglich sein, sofort Aufschluss über aktuelle Betriebsbedingungen zu gewinnen, und beispielsweise zu ermitteln, ob diese im Rahmen der Belastungsgrenzen der Dichtung liegen. Hierdurch kann es beispielsweise möglich werden, einen sachgemäßen Gebrauch nachzuweisen.According to the embodiments of a seal for a mechanical component, this is achieved by using a sensor device that is designed to detect a measured variable, and the measured variable is selected such that it represents an operating state of the seal or a mechanical component sealed with the seal. The seal can be made at least partially of a flexible, elastic material. For example, elastomers or certain types of plastic or rubber-like materials may be suitable for this purpose. The term "seal" may refer to the prevention of penetration of certain substances from one side of the seal to the other. In particular dirt particles (eg soot, fine dust, sand or sludge), gases or vapors (eg oxygen, vapors of fuels or solvents, or vapors of toxic or corrosive substances) or liquids (eg Water, acid, lye, oil), but also substances such. Greases. A mechanical component may for example be a rolling or plain bearings, but also z. As a shaft, a motor or actuator, a generator, or parts thereof. A sensor device may represent or comprise a measuring device or a device designed for measuring. In principle, a measured variable can be any physically or technically measurable variable, such as a temperature, acceleration, atmospheric humidity, pressure, but also a rotational speed, a radiation, an electric current or a substance concentration, to name but a few examples. The measured variable can provide information about an operating state of the seal or of the mechanical component. An operating condition may be, for example, an alignment (locking) of the gasket or mechanical component, a degree of possible damage due to external trauma, overheating or wear. By the sensor device encompassed by the seal, it may thus be possible to obtain immediate information about current operating conditions, and to determine, for example, whether these are within the limits of the loading of the seal. This may make it possible, for example, to demonstrate proper use.

Auch kann hierdurch die Möglichkeit eröffnet werden, einen Ausfall der Dichtung oder des mechanischen Bauteils sofort zu erkennen sowie vorherzusagen. Die Sensoreinrichtung kann weiterhin eine Kontrolleinheit umfassen, also beispielsweise einen Prozessor, Mikrocontroller oder einen vergleichbaren, zum Ausführen von Computerprogrammen oder Rechenoperationen ausgebildeten Chip. This can also open up the possibility of immediately recognizing and predicting a failure of the seal or of the mechanical component. The sensor device can furthermore comprise a control unit, that is to say for example a processor, microcontroller or a comparable chip designed for executing computer programs or arithmetic operations.

Ergänzend kann die Sensoreinrichtung in weiteren Ausführungsbeispielen ferner eine Speichereinrichtung aufweisen. Die Speichereinrichtung ist dazu ausgebildet, wenigstens eine erfasste Messgröße abzuspeichern. Die Speichereinrichtung kann beispielsweise auch von einem der Sensoreinrichtung zugeordneten Prozessor umfasst sein. Durch die Speichereinrichtung kann die Möglichkeit eröffnet werden, erfasste Messgrößen und eventuell darauf bezogene Betriebszustände rückwirkend zu ermitteln. Mit anderen Worten ausgedrückt kann dadurch ein Verlauf des Betriebs, genauer gesagt ein zeitlicher Verlauf einer Beanspruchung der Dichtung oder des von der Dichtung abgedichteten mechanischen Bauteils rekonstruiert werden. Eine Erfassung von Daten (d. h. einem Satz von Messgrößen) könnte somit auf eine Art und Weise ermöglicht werden, dass eine zentrale Vernetzung nicht mehr zwingend erforderlich ist. Allgemein könnten dadurch Kosten und Aufwand erheblich reduziert werden. In addition, the sensor device may further comprise a memory device in further embodiments. The memory device is designed to store at least one detected measured variable. By way of example, the memory device can also be comprised by a processor assigned to the sensor device. The memory device can open up the possibility of retroactively determining detected measured variables and possibly related operating states. In other words, this can be used to reconstruct a course of the operation, more precisely a time profile of a stress of the seal or of the mechanical component sealed by the seal. Acquisition of data (i.e., a set of metrics) could thus be enabled in a manner that centralized networking is no longer mandatory. Generally, this could significantly reduce costs and effort.

In Ausführungsbeispielen, in denen die Sensoreinrichtung ferner eine Speichereinrichtung aufweist, kann die Speichereinrichtung optional dazu ausgebildet sein, von der Dichtung entfernt und wieder auf der Dichtung angebracht zu werden. Mit anderen Worten, die Speichereinrichtung kann mit der Dichtung reversibel verbindbar, austauschbar verbindbar oder mehrfach verbindbar sein. Die Speichereinrichtung kann also aus-wechselbar an der Dichtung angebracht sein. Dies kann bedeuten, dass die Speichereinrichtung vom Hersteller zum wiederholten Entfernen und wieder Einsetzen vorgesehen ist. Hierbei kann die Speichereinrichtung ohne weiteren Aufwand (also etwa den Gebrauch spezieller, dazu ausgebildeter Werkzeuge) entfernt und wieder eingesetzt werden. Hierdurch kann ein Auslesen von gespeicherten Daten ermöglicht werden. Das Auslesen gespeicherter Daten kann dabei nach Ablauf der Lebensdauer einer Dichtung oder eines Bauteils (also etwa nach einem Ausfall) aber auch schon vorher, z. B. routinemäßig in vorgegebenen zeitlichen Abständen, erfolgen. Die Speichereinrichtung kann hierbei separat entfernt und wieder eingesetzt werden. Auch kann die Speichereinrichtung innerhalb einer Einheit befindlich sein, und diese Einheit mitsamt der Speichereinrichtung entfernt und wieder eingesetzt werden. Die Speichereinrichtung oder die die Speichereinrichtung umfassende Einheit kann derart von der Dichtung entfernt und wieder auf der Dichtung angebracht werden, ohne dass dabei Beschädigungen an der Dichtung, dem abgedichteten Bauteil oder der Speichereinrichtung entstehen. In embodiments in which the sensor device further comprises a memory device, the memory device may optionally be designed to be removed from the seal and to be re-attached to the seal. In other words, the storage device can be reversibly connected to the seal, exchangeable connectable or connectable multiple times. The storage device can therefore be mounted auswechselbar on the seal. This may mean that the memory device is provided by the manufacturer for repeated removal and reinsertion. In this case, the storage device without further effort (ie, for example, the use of special, trained tools) removed and used again. As a result, a readout of stored data can be made possible. The reading out of stored data can after the life of a seal or a component (ie, after a failure) but also before, for. B. routinely at predetermined intervals, done. The memory device can be removed separately and used again. The storage device can also be located within a unit, and this unit together with the storage device can be removed and replaced. The storage device or the unit comprising the storage device can thus be removed from the seal and re-attached to the seal without causing damage to the seal, the sealed component or the storage device.

Weitere Ausführungsbeispiele können sich ferner ergänzend oder alternativ auf eine Sensoreinrichtung beziehen, die ferner eine Sendeeinrichtung aufweist. Die Sendeeinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die erfasste Messgröße drahtlos an eine Empfangseinrichtung bereitzustellen. Das Bereitstellen der Messgröße durch die Sendeeinrichtung kann beispielsweise über Funk erfolgen. Auch kann das Bereitstellen der Daten beispielsweise über eine Netzwerkverbindung über einen im Internet befindlichen Server verlaufen. Möglich wäre auch ein Bereitstellen von Messgrößen in Folge eines von der Empfangseinrichtung an die Sendeeinrichtung übermittelten Anfragesignals. Die Empfangseinrichtung kann z. B. auch Teil einer Datenbeschaffungseinrichtung sein, die ausgebildet ist, erfasste Messgrößen zu beschaffen. Erfasste Messgrößen können beispielsweise auch in regelmäßigen Abständen oder kontinuierlich an einer Empfangseinrichtung bereitgestellt werden. Eine Datenerfassung kann somit unabhängig vom Zustand der Sensoreinrichtung erfolgen, was einen Vorteil bieten könnte, falls die Sensoreinrichtung (oder lediglich die Speichereinheit) in der Dichtung beispielsweise durch Gewalteinwirkung unbrauchbar werden sollte. Auch kann dadurch möglicherweise eine umfassende Datenbeschaffung (beispielsweise Daten von Dichtungen und/oder zugehörigen Bauteilen eines bestimmten Produktionsdatums, einer bestimmten Bauserie oder eines bestimmten Typs) ermöglicht werden. Das Bereitstellen mittels einer drahtlosen Verbindung ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen, sondern kann in einigen Ausführungsbeispielen auch auf drahtgebundenem Wege erfolgen.Further exemplary embodiments may additionally or alternatively relate to a sensor device which also has a transmitting device. The transmitting device can be designed to provide the detected measured quantity wirelessly to a receiving device. The provision of the measured variable by the transmitting device can be carried out, for example, by radio. Also, the provision of the data may, for example, via a network connection via a server located on the Internet. It would also be possible to provide measured variables as a result of a request signal transmitted by the receiving device to the transmitting device. The receiving device can, for. B. also be part of a data acquisition device, which is designed to procure detected measures. Measured variables detected can also be provided, for example, at regular intervals or continuously at a receiving device. Data acquisition can thus take place independently of the state of the sensor device, which could offer an advantage if the sensor device (or only the memory unit) in the seal should become unusable, for example as a result of the use of force. It may also allow for full data retrieval (for example, data on seals and / or associated components of a particular production date, series, or type). However, providing by means of a wireless connection is not meant to be limiting, but in some embodiments can also be done by wire.

Ausführungsbeispiele können sich ergänzend oder alternativ auf eine Sensoreinrichtung beziehen, die ferner an eine Energiequelle gekoppelt ist. Hierbei könnte die Energiequelle beispielsweise eine Batterie, oder eine Solarzelle sein. Die Energiequelle könnte zudem durch Energie-Ernten (Energy Harvesting) mittels eines sogenannten Energy Harvesters erfolgen. Hierzu könnte von dem Energy Harvester etwa die Umgebungstemperatur oder Vibrationen zur Energiegewinnung genutzt werden. Dadurch könnte ein unabhängiger Betrieb der Sensoreinrichtung von externen Energiequellen ermöglicht werden. Die Energiequelle könnte aber auch ein Anschluss an ein stationäres Stromnetz sein.Embodiments may additionally or alternatively relate to a sensor device, which is further coupled to a power source. In this case, the energy source could be, for example, a battery or a solar cell. The energy source could also be done by energy harvesting (Energy Harvesting) by means of a so-called Energy Harvesters. This could be used by the Energy Harvester about the ambient temperature or vibration for energy. This would allow independent operation of the sensor device from external energy sources. The energy source could also be a connection to a stationary power grid.

Ergänzend oder alternativ kann die Sensoreinrichtung in Ausführungsbeispielen vollständig von einem Material der Dichtung umschlossen sein. Auch kann die Sensoreinrichtung hierbei nach Montage der Dichtung in oder an einem mechanischen Bauteil an der dem mechanischen Bauteil zugewandten Seite der Dichtung angeordnet sein. In anderen Worten ausgedrückt, die Sensoreinrichtung kann rundum in Kontakt mit der Dichtung und dem Bauteil sein, oder teilweise in Kontakt mit beiden oder einem von beiden und gleichzeitig teilweise an einen Hohlraum grenzen, der von der Dichtung und dem Bauteil (oder mehreren Dichtungen und/oder Bauteilen) vollständig umschlossen sein kann. In diesem Falle kann beispielsweise in der Sensoreinrichtung vorhandene Elektronik vor einer möglichen Beeinträchtigung z. B. durch Feuchtigkeit oder korrosive Stoffe geschützt werden. Ein Ausfall der Sensoreinrichtung oder Teilen davon vor Ablauf der Lebensdauer der Dichtung und/oder des Bauteils könnte somit vermieden werden. In einigen Fällen kann sich diese Anordnung als sinnvoll erweisen, beispielsweise, wenn eine Befettung durch Schmiermittel im Inneren eines Wälzlagers gemessen werden soll. Additionally or alternatively, the sensor device may be completely enclosed in embodiments of a material of the seal. The sensor device can also be arranged here after mounting the seal in or on a mechanical component on the side facing the mechanical component of the seal. In other words, the sensor device may be in contact with the seal and the component all around, or partially in contact with both or both and at the same time partially adjacent to a cavity formed by the seal and the component (or more seals and / or or components) can be completely enclosed. In this case, for example, in the sensor device existing electronics before a possible impairment z. B. be protected by moisture or corrosive substances. A failure of the sensor device or parts thereof before the end of the life of the seal and / or the component could thus be avoided. In some cases, this arrangement may prove useful, for example, when lubricating with grease inside a rolling bearing is to be measured.

In einigen Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet sein, die Messgröße kontinuierlich zu erfassen. Neben stichprobenartigen Messungen kann damit auch ein Verlauf einer Messgröße erfasst werden. Dies könnte Rückschlüsse über den Gebrauch einer Dichtung oder eines Bauteils erlauben. Beispielsweise könnte bei auftretendem Verschleiß ermittelt werden, ob der Verschleiß durch eine kontinuierlich hohe Belastung, oder etwa durch eine einmalig stark überhöhte Belastung zustande gekommen ist. In some embodiments, the sensor device may be designed to detect the measured variable continuously. In addition to random measurements, it is thus also possible to record a course of a measured variable. This could allow conclusions about the use of a seal or a component. For example, it could be determined when wear occurs, whether the wear has come about by a continuously high load, or about by a once excessive excessive load.

In Ausführungsbeispielen kann die Messgröße zu einer Temperatur oder zu einer Beschleunigung korrespondieren. Weiterhin kann es aber auch möglich sein, Messgrößen zu erfassen, die bereits oben genannt worden sind, also z. B. Druck, Luftfeuchtigkeit, Konzentration eines Stoffes, Drehzahl, Drehgeschwindigkeit, elektrischer Strom, elektrischer Widerstand etc. Auch könnte beispielsweise indirekt über die Messgröße eine Gebrauchsdauer der Dichtung oder des Bauteils ermittelt werden. Methoden zur Ermittlung der Gebrauchsdauer werden im Weiteren näher erläutert. In exemplary embodiments, the measured variable may correspond to a temperature or to an acceleration. Furthermore, it may also be possible to detect measures that have already been mentioned above, ie z. As pressure, humidity, concentration of a substance, speed, rotational speed, electrical current, electrical resistance, etc. Also, for example, a service life of the seal or the component could be determined indirectly on the measured variable. Methods for determining the service life are explained in more detail below.

Ausführungsbeispiele beziehen sich ergänzend oder alternativ auf eine Anordnung aus einem Lager und eine Dichtung. Bei dem mechanischen Bauteil kann es sich lediglich beispielhaft um ein Lager handeln, also etwa ein Wälzlager oder Gleitlager. Weiterhin können auch eine Welle oder andere mechanische Bauteile für eine Anordnung mit einer Dichtung in Frage kommen. Bei einer solchen Anordnung kann die Dichtung auch ein Teil des Lagers sein. Bei einer derartigen Anordnung kann es beispielsweise möglich sein, über einen ermittelten Betriebszustand der Dichtung Aufschluss über einen am Lager auftretenden Verschleiß zu gewinnen. So könnte beispielsweise eine über eine Beschleunigung (etwa in Folge von Unwucht) ermittelte dezentrale Lage, bzw. Verschleiß der Dichtung Grund für ein verstärktes Eindringen von Feuchtigkeit oder einen erhöhten Verlust von Schmiermittel im Lager sein. Dadurch könnte beispielsweise die Reibung innerhalb des Lagers erhöht und Abnutzungserscheinungen die Folge sein. Embodiments refer additionally or alternatively to an arrangement of a bearing and a seal. The mechanical component may merely be an example of a bearing, for example a rolling bearing or sliding bearing. Furthermore, a shaft or other mechanical components for an arrangement with a seal can be considered. In such an arrangement, the seal may also be part of the bearing. In such an arrangement, it may be possible, for example, to gain information about a wear occurring at the bearing via a determined operating state of the seal. Thus, for example, a decentralized position or wear of the seal determined via an acceleration (as a result of imbalance, for example) could be the reason for an increased penetration of moisture or an increased loss of lubricant in the bearing. As a result, for example, the friction within the bearing could be increased and signs of wear could result.

Ergänzend oder alternativ kann bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Sensoreinrichtung eine Sendeeinrichtung aufweist, eine Empfangseinrichtung für eine Einrichtung zum Auswerten von Messgrößen vorhanden sein. Die Empfangseinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine von einer Sendeeinrichtung einer Dichtung bereitgestellte Messgröße zu empfangen. Anders ausgedrückt kann der Empfangseinrichtung eine Einrichtung zum Auswerten von Messgrößen zugeordnet sein, oder die Einrichtung zum Auswerten von Messgrößen kann die Empfangseinrichtung umfassen. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise ein im Internet befindlicher Server, ein Zentralrechner, ein mit einem Server verbundener Rechner, oder ein Netzwerk von Rechnern sein. Ferner kann eine solche Einrichtung auch ein oder mehrere in einem oder mehreren Rechnern befindliche Prozessoren umfassen. Der Empfang der von der Sendeeinrichtung bereitgestellt Messgröße kann drahtlos mit den oben genannten Mitteln (also beispielsweise Funk, Bluetooth, ZigBee oder Internetverbindung) erfolgen. Das Auswerten von Messgrößen kann hierbei möglicherweise eine detaillierte Fehleranalyse umfassen. So kann etwa ein Grund für auftretenden Verschleiß oder Unbrauchbarkeit einer Dichtung oder eines Bauteils ermittelt werden. Auch könnten z. B. umfassende Datensätze bereitgestellt werden, die Rückschlüsse auf Anwendungsbedingungen erlauben können. Dem Hersteller könnte es dadurch möglich sein, durch weitere Optimierung von Dichtungen oder Bauteilen diese noch besser an die Bedürfnisse der Benutzer anzupassen. Wird beispielsweise eine bestimmte Serie von Dichtungen bevorzugt in Umgebungen mit hoher Temperatur verwendet, und ist die hohe Temperatur ein Hauptgrund für den Ausfall dieser Dichtungen, könnte der Hersteller in Kenntnis dieses Umstands die Temperaturbeständigkeit bei der betreffenden Serie von Dichtungen verbessern. Additionally or alternatively, in one embodiment, in which the sensor device has a transmitting device, a receiving device for a device for evaluating measured variables may be present. The receiving device may be configured to receive a measured variable provided by a transmitting device of a seal. In other words, the receiving device may be assigned a device for evaluating measured variables, or the device for evaluating measured variables may comprise the receiving device. Such a device can be, for example, an Internet-based server, a central computer, a computer connected to a server, or a network of computers. Furthermore, such a device may also include one or more processors located in one or more computers. The reception of the measured variable provided by the transmitting device can take place wirelessly with the above-mentioned means (that is, for example, radio, Bluetooth, ZigBee or Internet connection). The evaluation of measured variables may possibly include a detailed error analysis. Thus, for example, a reason for occurring wear or unusability of a seal or a component can be determined. Also z. B. comprehensive records are provided that can allow conclusions about conditions of use. The manufacturer could thereby be able to adapt it even better to the needs of the user by further optimizing seals or components. For example, if a particular series of gaskets is preferred in high temperature environments, and if high temperature is a major cause of failure of these gaskets, the manufacturer, aware of this, could improve the temperature resistance of the relevant series of gaskets.

Ausführungsbeispiele beziehen sich weiterhin auf ein Verfahren zum Ermitteln von Informationen zu einem Betriebszustand einer Dichtung oder eines mit der Dichtung abgedichteten mechanischen Bauteils. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Messgröße mittels der Sensoreinrichtung der Dichtung sowie ein Auswerten der Messgröße, um auf einen Betriebszustand der Dichtung oder des mit der Dichtung abgedichteten mechanischen Bauteils zu schließen. Mit anderen Worten kann so aus den Betriebsbedingungen der Dichtung ermittelt werden, welchen Einflüssen und Belastungen die Dichtung und das Bauteil gegebenenfalls ausgesetzt sind, inwiefern ein Verschleiß zu erwarten ist oder woher ein Verschleiß resultiert. Exemplary embodiments also relate to a method for determining information about an operating state of a seal or a mechanical component sealed with the seal. The method comprises detecting a measured variable by means of the sensor device of the seal and evaluating the measured variable in order to conclude an operating state of the seal or of the seal-sealed mechanical component. In other words, it can be determined from the operating conditions of the seal which influences and loads the seal and the component may be exposed to, how much wear is to be expected or where wear results.

Ergänzend oder alternativ kann das Auswerten der Messgröße in weiteren Ausführungsbeispielen ferner ein Ermitteln einer Betriebsdauer oder einer Fehlfunktion basierend auf einem Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwerts durch die Messgröße umfassen. Mit anderen Worten kann also erkannt werden, dass ein zuvor definierter Grenzwert für eine Messgröße überschritten wurde, und daraus könnte beispielsweise geschlossen werden, dass die Dichtung oder das mechanische Bauteil in Betrieb sind. Auch könnte z.B. aus dem Überschreiten eines weiteren Grenzwerts für eine bestimmte Messgröße gefolgert werden, dass die Dichtung oder das Bauteil jenseits einer Belastungsgrenze in Betrieb sind, was Anlass für eine Fehlfunktion sein kann. Beispielsweise könnte bei einem Wälzlager auf den Betriebszustand geschlossen werden, wenn sich die Temperatur innerhalb des Wälzlagers im Vergleich zu einer Außentemperatur um einen Beispielwert von mindestens 5°C erhöht hat. In einem anderen Fall könnte bei einer mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Welle z. B. die Dichtung versagen, nachdem die Betriebstemperatur mehrere Minuten lang oberhalb eines beispielhaften Schwellenwerts von 60°C gelegen hat. Die Temperatur oberhalb von 60°C könnte dann also der Grund für eine Fehlfunktion sein. Diese genannten Fälle sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen, und dienen der Veranschaulichung des Verfahrens; das Verfahren lässt sich selbstverständlich analog auch auf andere Messgrößen und auch auf andere Bauteile übertragen.Additionally or alternatively, the evaluation of the measured variable in further exemplary embodiments may further comprise determining an operating time or a malfunction based on exceeding of a predefined threshold value by the measured variable. In other words, it can thus be recognized that a previously defined limit value for a measured variable has been exceeded, and from this it could be concluded, for example, that the seal or the mechanical component is in operation. It could also be concluded, for example, from the exceeding of a further limit value for a specific measurand that the seal or the component is in operation beyond a load limit, which may be the cause of a malfunction. For example, in the case of a roller bearing, the operating state could be concluded when the temperature within the rolling bearing has increased by an example of at least 5 ° C. compared to an outside temperature. In another case, in a high-speed rotating shaft z. For example, the seal may fail after the operating temperature has been above an exemplary threshold of 60 ° C for several minutes. The temperature above 60 ° C could then be the reason for a malfunction. However, these cases are only to be understood as examples, and serve to illustrate the method; The procedure goes without saying analogously transferred to other parameters and also to other components.

Es zeigen:Show it:

1 eine Dichtung mit einer Sensoreinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels; 1 a seal with a sensor device according to an embodiment;

2 eine Dichtung mit einer Sensoreinrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels; 2 a seal with a sensor device according to another embodiment;

3 einen Vergleich zwischen Normalbetrieb und Fehlfunktion anhand erfasster Messgrößen, die als gegen eine Frequenz aufgetragene Beschleunigungswerte dargestellt sind; 3 a comparison between normal operation and malfunction on the basis of detected measured variables, which are represented as acceleration values plotted against a frequency;

4 ein Ausführungsbeispiel für eine mögliche Platzierung von Sensoreinheiten innerhalb eines abgedichteten, auf eine Welle montierten Lagers; 4 an embodiment for a possible placement of sensor units within a sealed, mounted on a shaft bearing;

5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine Dichtung mit Sensoreinrichtung; und 5 a schematic representation of another embodiment of a seal with sensor device; and

6 ein Blockschaltbild zum Ablauf eines Verfahrens zum Ermitteln von Information zu einem Betriebszustand einer Dichtung oder eines mit der Dichtung abgedichteten mechanischen Bauteils 6 a block diagram for the sequence of a method for determining information on an operating condition of a seal or a seal-sealed mechanical component

1 zeigt eine Dichtung 10 für ein mechanisches Bauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Dichtung 10 umfasst eine Sensoreinrichtung 14, die dazu ausgebildet ist, eine Messgröße zu erfassen, die einen Betriebszustand der Dichtung 10 oder eines mit der Dichtung 10 abgedichteten mechanischen Bauteils repräsentiert. Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei Dichtung 10 speziell um eine ringförmige Dichtung zum Abdichten eines Lagers. Ein solches Lager kann beispielsweise ein Wälz- oder auch ein Gleitlager sein. Die Dichtung 10 kann einen statischen, an einem Bauteil fixierbaren Teil und einen dynamischen Teil in Form einer Dichtlippe 17 umfassen. Die Dichtung 10 kann beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff gefertigt sein, je nachdem, welche Art von Stoff am Ein- oder Ausdringen gehindert werden soll. Eine Dichtung 10 kann zumindest teilweise aus Metall, Metalllegierungen, besonders reibungsarmen Kunststoffen wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Kunststoffen mit hoher Steifigkeit gefertigt sein. Kunststoffe hoher Steifigkeit können sogenannte Duroplaste sein. Zusätzlich kann eine Dichtung 10 zumindest teilweise aus Kunststoffen geringer Steifigkeit gefertigt sein; dies können beispielsweise Elastomere oder einige Thermoplaste sein. Die Dichtung 10 kann derart gefertigt sein, dass eine Vertiefung 21, also z.B. ein Spalt oder eine Bohrung, an einer Seitenfläche 19 und/oder einer Außen- oder Innenfläche vorhanden ist. Ein hierfür erforderlicher Herstellungsschritt kann Teil eines Herstellungsvorgangs der Dichtung 10 selbst sein, also beispielsweise während einem Pressen oder einem Gießen erfolgen. Die Sensoreinrichtung 14 kann in der Vertiefung 21 integriert sein. 1 shows a seal 10 for a mechanical component according to an embodiment. The seal 10 includes a sensor device 14 , which is designed to detect a measured variable, the operating state of the seal 10 or one with the seal 10 represents a sealed mechanical component. Im in 1 embodiment shown is in seal 10 specifically around an annular seal for sealing a bearing. Such a bearing may for example be a rolling or a sliding bearing. The seal 10 can be a static, fixable on a component part and a dynamic part in the form of a sealing lip 17 include. The seal 10 may be made of rubber or plastic, for example, depending on what kind of material is to be prevented from entering or exiting. A seal 10 can at least partially made of metal, metal alloys, particularly low-friction plastics such. As polytetrafluoroethylene (PTFE) or plastics can be made with high rigidity. High-stiffness plastics can be so-called thermosets. In addition, a seal 10 be made at least partially of low stiffness plastics; These may be, for example, elastomers or some thermoplastics. The seal 10 can be made such that a recess 21 , So for example, a gap or a hole, on a side surface 19 and / or an outer or inner surface is present. A manufacturing step required for this may be part of a manufacturing process of the seal 10 be yourself, so for example, during a pressing or pouring done. The sensor device 14 can in the recess 21 be integrated.

In 1 ist die Sensoreinrichtung 14 dazu ausgebildet, eine Temperatur zu erfassen. Die Erfassung der Temperatur kann dabei über einen längeren Zeitraum oder auch während des Betriebs der Dichtung 10 oder des mechanischen Bauteils, welches mit der Dichtung 10 abgedichtet ist, erfolgen. In Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung 14 ferner eine Speichereinrichtung aufweisen. Diese kann dazu ausgebildet sein, wenigstens eine erfasste Messgröße abzuspeichern. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Speichereinrichtung dazu ausgebildet sein, von der Dichtung 10 entfernt und wieder auf der Dichtung 10 angebracht zu werden. In 1 ist die Speichereinrichtung nicht explizit gezeigt; sie kann aber z.B. von der Sensoreinrichtung 14 umfasst sein. Die Sensoreinrichtung 14 kann dann während oder am Ende der Lebensdauer der Dichtung 10 oder des mechanischen Bauteils entfernt werden, sodass die erfassten Daten analysiert werden können. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Speichereinrichtung einzeln entfernt werden. Auch kann in einigen Ausführungsbeispielen die Sensoreinrichtung 14 (oder der Sensor) nicht in die Dichtung 10 integriert sein, sondern sich an einem mit der Dichtung 10 abgedichteten Bauteil befinden, und dort Messgrößen erfassen, die Aufschluss über einen Betriebszustand der Dichtung 10 oder des mit der Dichtung 10 abgedichteten Bauteils geben. In 1 is the sensor device 14 designed to detect a temperature. The detection of the temperature can over a longer period or during the operation of the seal 10 or the mechanical component associated with the seal 10 is sealed, done. In embodiments, the sensor device 14 further comprise a memory device. This can be designed to store at least one detected measured variable. In other embodiments, the storage device may be configured to be separate from the seal 10 removed and back on the seal 10 to be attached. In 1 the storage device is not explicitly shown; but it can eg from the sensor device 14 includes his. The sensor device 14 can then be during or at the end of the life of the seal 10 or the mechanical component so that the collected data can be analyzed. In other embodiments, the storage device may be removed individually. Also, in some embodiments, the sensor device 14 (or the sensor) not in the seal 10 be integrated, but remember one with the seal 10 located there, and there capture measured quantities, which provide information about a condition of the gasket 10 or with the seal 10 give sealed component.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Messgröße zu einer Beschleunigung korrespondiert. Grundsätzlich kann in Ausführungsbeispielen die Messgröße zu einer beliebigen physikalischen Größe korrespondieren. In 1 ist die Sensoreinrichtung 14 beispielsweise ein Temperatursensor, sodass die Messgröße zu einer Temperatur korrespondiert. Es wäre aber auch eine Erfassung von Messgrößen wie beispielsweise Druck, Luftfeuchtigkeit, einer Stoffkonzentration oder eines elektrischen Stroms möglich. 2 shows an embodiment in which the measured quantity corresponds to an acceleration. In principle, in embodiments, the measured variable may correspond to any physical quantity. In 1 is the sensor device 14 For example, a temperature sensor, so that the measured variable corresponds to a temperature. However, it would also be possible to record measured variables such as, for example, pressure, air humidity, a substance concentration or an electrical current.

2 zeigt ebenfalls eine Dichtung 10, die beispielsweise für ein Wälzlager zu dessen Abdichtung verwendet werden kann. An einer Seitenfläche 19 der Dichtung 10 befindet sich eine rillenförmige Vertiefung 21. In dieser Vertiefung 21 befindet sich die Sensoreinrichtung 14, die in 2 dazu ausgebildet ist, eine Beschleunigung zu messen. Insbesondere ist im vorliegenden Beispiel die Dichtung 10 mit einem triaxialen Schwingungs- bzw. Beschleunigungssensor ausgestattet (mit anderen Worten kann eine Schwingung bzw. Beschleunigung in drei Raumrichtungen gemessen werden). Dieser Sensor kann sich dabei im Inneren der Dichtung 10 befinden. Der Sensor kann einen Beschleunigungsvektor in Bezug auf die Ausrichtung der Dichtung 10 erfassen. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, Haft-Gleit-Effekte am Außenbereich 23 der Dichtung 10 zu messen, beispielsweise basierend auf einer Bewegung des Außenbereichs 23 der Dichtung 10 im Vergleich zu einer Fassung, in der die Dichtung 10 montiert ist. Auch kann der Sensor dazu ausgebildet sein, eine Rundlaufabweichung einer Welle (z. B. Schlag, Unwucht) oder eine Fehlausrichtung der Welle zu detektieren. Dies kann beispielsweise basierend auf einer Schwingungsstärke in die betreffende Richtung und im elastischen Material der Dichtung erfolgen. 2 also shows a seal 10 , which can be used for example for a rolling bearing for its sealing. On a side surface 19 the seal 10 there is a groove-shaped depression 21 , In this depression 21 is the sensor device 14 , in the 2 is designed to measure an acceleration. In particular, in the present example, the seal 10 equipped with a triaxial vibration or acceleration sensor (in other words, a vibration or acceleration in three spatial directions can be measured). This sensor can be inside the seal 10 are located. The sensor may have an acceleration vector with respect to the orientation of the gasket 10 to capture. Of the Sensor may be adapted to stick-slip effects on the exterior 23 the seal 10 to measure, for example based on a movement of the exterior 23 the seal 10 compared to a version in which the seal 10 is mounted. Also, the sensor may be configured to detect a runout of a shaft (eg, impact, imbalance) or misalignment of the shaft. This can be done for example based on a vibration in the direction in question and in the elastic material of the seal.

Auch kann die Sensoreinrichtung 14 Haft-Gleit-Effekte einer von der Dichtung 10 umfassten Dichtlippe 17 in Abhängigkeit von einer Schwingungsstärke erfassen. Ferner kann der Sensor eine tatsächliche Gebrauchsdauer der Dichtung 10 basierend auf Schwingungsmessungen eines die Dichtung 10 und/oder ein von der Dichtung 10 abgedichtetes mechanischen Bauteil umfassenden Systems umfassen. In anderen Worten, der triaxiale Beschleunigungssensor kann die Bewegung der Dichtung 10 anhand eines Beschleunigungsvektors in Bezug auf die Position des Sensors auf der Dichtung 10 messen. Die Erdanziehungskraft könnte als Referenzwert für die Bewegung der Dichtung 10 innerhalb der Fassung verwendet werden. Diese Fassung kann z. B. ein von der Dichtung 10 abgedichtetes Bauteil sein. Rundlaufabweichungen der Welle oder deren Fehlausrichtung können Schwingungen je nach Schweregrad der Abweichung und dem Zustand einer Maschine, die die Dichtung 10 und/oder ein von der Dichtung 10 abgedichtetes Bauteil umfasst, verursachen. Also, the sensor device 14 Stick-slip effects one of the seal 10 included sealing lip 17 as a function of a vibration intensity. Furthermore, the sensor may have an actual service life of the seal 10 based on vibration measurements of the seal 10 and / or one of the seal 10 sealed mechanical component comprising system. In other words, the triaxial acceleration sensor can control the movement of the seal 10 by an acceleration vector in relation to the position of the sensor on the seal 10 measure up. Earth's gravity could be used as a reference for the movement of the seal 10 be used within the version. This version can z. B. one of the seal 10 be sealed component. Run-out of the shaft or its misalignment can cause vibrations depending on the severity of the deviation and the condition of a machine carrying the seal 10 and / or one of the seal 10 sealed component includes cause.

In Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung 14 dazu ausgebildet sein, die Messgröße kontinuierlich zu erfassen. Das Sensorsignal kann dazu verwendet werden, die tatsächliche Gebrauchsdauer der Dichtung 10 innerhalb ihres Verwendungsbereichs zu bestimmen, indem eine Schwingungsstärke gemessen wird. Hierzu kann ein Grenzwert definiert werden. Wenn dieser Grenzwert überschritten wird, kann darauf geschlossen werden, dass die Maschine, die die Dichtung 10 und/oder ein von der Dichtung 10 abgedichtetes Bauteil umfasst, in Betrieb ist. Eine Datenanalyse kann zeitbezogen erfolgen. Hierzu können in erster Linie Schwingungsstärken und Betriebsdauer erfasst werden. Auch kann eine Datenanalyse frequenzbezogen erfolgen. Dies kann beispielsweise der Feststellung von Rundlaufabweichungen oder Fehlausrichtung dienen. Die Sensoreinrichtung 14 kann eine Kontrolleinheit (z. B. Prozessor) umfassen. Eine Datenanalyse kann innerhalb dieser Kontrolleinheit geschehen, oder in einer Datenbeschaffungseinheit außerhalb der Dichtung 10 oder eines die Dichtung 10 umfassenden Systems.In embodiments, the sensor device 14 be designed to continuously detect the measured variable. The sensor signal can be used to estimate the actual life of the seal 10 within its range of use by measuring a level of vibration. For this purpose, a limit value can be defined. If this limit is exceeded, it can be concluded that the machine is the seal 10 and / or one of the seal 10 sealed component is in operation. A data analysis can be time-related. For this purpose, primarily vibration intensities and operating time can be recorded. Also, a data analysis frequency related. This can serve, for example, to detect concentricity deviations or misalignment. The sensor device 14 may include a control unit (eg, processor). Data analysis can be done within this control unit, or in a data collection unit outside the seal 10 or one the seal 10 comprehensive system.

Ein Beispiel für eine solche Datenanalyse ist in 3 dargestellt. Im Speziellen sind hier Sätze von Messgrößen grafisch dargestellt. Der Graph 30 auf der linken Seite zeigt eine gegen eine Frequenz aufgetragene Beschleunigung. Die Beschleunigung auf der y-Achse ist hierbei auf die Erdanziehungskraft (hier mit G bezeichnet) normiert. Die Frequenz auf der x-Achse ist in Hertz (Hz) angegeben. Der linke Graph 30 zeigt, wie sich die Beschleunigung zur Frequenz bei 400 Umdrehungen pro Minute (RPM) und einer Rundlaufabweichung 0 der Welle (oder des Lagers etc.) verhält. Der Verlauf der Beschleunigung zeigt wiederholte (statistische) Abweichungen der Beschleunigung nach oben und unten, wobei keine auffälligen Ausschläge auftreten. Im Wesentlichen, d. h. zum größten Teil, liegen die Beschleunigungswerte zwischen 0,1 und 0,6 Tausendstel der Erdanziehungskraft (mG) für alle Frequenzen von 0 bis 15 Hz. Der rechte Graph 32 zeigt ebenfalls eine Beschleunigung, die gegen die Frequenz aufgetragen ist. Hierbei ist zu beachten, dass sowohl die Frequenzals auch die Beschleunigungsskala auf der x-Achse bzw. der y-Achse einen größeren Bereich abdecken, als für den linken Graphen 30. Der rechte Graph 32 zeigt nun, wie sich die Beschleunigung im Verhältnis zur Frequenz verhält, wenn bei 400 Umdrehungen pro Minute (RPM) eine Rundlaufabweichung von 2,4 mm auftritt. Der Verlauf des Graphen 32 ist wesentlich ungleichmäßiger als der des Graphen 30. In unregelmäßigen Abständen treten hier Beschleunigungsspitzen auf, die unterschiedliche Spitzenwerte haben. Beispielsweise sind bei Frequenzen von 13,08 Hz und 13,5 Hz Ausschläge von jeweils 1,3 mG und 1,337 mG zu erkennen. Derart starke Ausschläge können auf das Vorhandensein einer Fehljustierung (Dezentrierung, Unwucht, etc.) beispielsweise der Welle, des Lagers oder der Dichtung 10 hindeuten. An example of such a data analysis is in 3 shown. In particular, sets of measured quantities are shown graphically here. The graph 30 on the left side shows an acceleration applied against a frequency. The acceleration on the y-axis is normalized to the gravitational force (denoted here by G). The frequency on the x-axis is given in hertz (Hz). The left graph 30 shows how the acceleration behaves to the frequency at 400 RPM (RPM) and a runout 0 of the shaft (or bearing, etc.). The course of the acceleration shows repeated (statistical) deviations of the acceleration up and down, whereby no noticeable rashes occur. Essentially, ie, for the most part, the acceleration values are between 0.1 and 0.6 thousandths of gravitational force (mG) for all frequencies from 0 to 15 Hz. The right graph 32 also shows an acceleration plotted against frequency. It should be noted that both the frequency and the acceleration scale on the x-axis and the y-axis cover a larger area than for the left graph 30 , The right graph 32 Now shows how the acceleration behaves in relation to the frequency when a runout of 2.4 mm occurs at 400 revolutions per minute (RPM). The history of the graph 32 is much more uneven than that of the graph 30 , At irregular intervals, acceleration peaks occur here that have different peak values. For example, at frequencies of 13.08 Hz and 13.5 Hz, rashes of 1.3 mG and 1.337 mG respectively can be seen. Such strong deflections can be due to the presence of a misalignment (decentering, imbalance, etc.), for example, the shaft, the bearing or the seal 10 indicate.

In Ausführungsbeispielen kann die Sensoreinrichtung 14 vollständig von einem Material der Dichtung 10 umschlossen sein, oder die Sensoreinrichtung 14 kann nach Montage der Dichtung 10 in oder an einem mechanischen Bauteil an der dem mechanischen Bauteil zugewandten Seite der Dichtung 10 angeordnet sein. Elektronische Bauteile der Sensoreinrichtung 14 können beispielsweise den eigentlichen Sensor, eine Kontrolleinheit, eine Energiequelle oder einen Datenspeicher umfassen. Diese elektronischen Bauteile können abgedichtet sein. Dies kann z. B. mittels eines Pottingverfahrens (Umgießverfahrens), durch Überspritzung oder mittels eines abgedichteten Deckels, einer abgedichteten Abdeckung oder Verschalung, die beispielsweise zwei Komponenten umfasst, geschehen.In embodiments, the sensor device 14 completely from a material of the seal 10 be enclosed, or the sensor device 14 can after mounting the seal 10 in or on a mechanical component on the side facing the mechanical component of the seal 10 be arranged. Electronic components of the sensor device 14 For example, they may include the actual sensor, a control unit, an energy source, or a data store. These electronic components can be sealed. This can be z. Example by means of a Pottingverfahrens (Umgießverfahrens), by overmolding or by means of a sealed lid, a sealed cover or casing, which comprises, for example, two components happen.

In 4 sind nun durch einen ersten Pfeil 46 und einen zweiten Pfeil 48 mögliche Positionen markiert, an denen sich beispielsweise eine Sensoreinrichtung 14 befinden kann. 4 zeigt dabei ein Ausführungsbeispiel, das eine Anordnung 100 aus einem Lager 12 und einer Dichtung 10 umfasst. Das Wälzlager 12 ist hierbei beispielhaft für ein mechanisches Bauteil 11 zu verstehen. Das Lager 12 ist hierbei in 4 im Querschnitt abgebildet, wobei die Querschnittsebene eine z-Achse 42 (diese ist gleichermaßen die Rotationsachse des Wälzlagers 12) sowie eine r-Achse 44 (radiale Achse) umfasst. Die z-Achse 42 und die r-Achse 44 schneiden sich dabei in einem Nullpunkt 40. In 4 bildet der Nullpunkt 40 gleichzeitig den geometrischen Mittelpunkt (Symmetriepunkt, radialer Mittelpunkt, axialer Mittelpunkt) des Wälzlagers 12. Ein Innenring des Wälzlagers 12 ist hierbei mit einer Welle 13 verbunden. Die Dichtung 10 ist einerseits drehfest mit einem statischen Bauteil 15 verbunden und andererseits gleitend mit der Welle 13 verbunden. Hierdurch entsteht zwischen der Dichtung 10, dem mechanischen Bauteil 11 (also dem Wälzlager 12), der Welle 13 und dem statischen Bauteil 15 ein abgedichteter Hohlraum. In diesem Hohlraum kann beispielsweise ein Temperatursensor angeordnet sein. Ein möglicher Punkt für eine Anbringung des Temperatursensors wird durch einen ersten Pfeil 46 angezeigt. Für einen Temperatursensor kann es Vorteile bieten, wenn dieser möglichst weit im Inneren der Anordnung 100 angeordnet ist. „Möglichst weit im Inneren“ ist hierbei gleichbedeutend mit einem Punkt, der möglichst nahe bei der r-Achse 44 liegt, der also möglichst nahe an einem weiteren, auf der r-Achse 44 befindlichen Punkt (also nahe an einem Punkt mit z = 0) liegt. Der zweite Pfeil 48 markiert einen möglichen Lagepunkt für einen Beschleunigungssensor. Im in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Temperatursensor an einer dem mechanischen Bauteil 11 zugewandten Seite der Dichtung 10, wohingegen der Beschleunigungssensor vollständig von einem Material der Dichtung 10 umschlossen sein kann. Ein gut geeigneter Lagepunkt für einen Beschleunigungssensor wäre z. B. nahe bei einer Dichtlippe 17, da hier Schwingungen stärkere Auswirkungen zeigen können. Im Ausführungsbeispiel in 4 ist die Dichtlippe 17 der z-Achse 42 zugewandt. Ein vorteilhafter Punkt für einen Beschleunigungssensor wäre somit ein Punkt mit möglichst kleinem r-Wert. In anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Dichtung 10 an der Welle 13 fest verbunden sein, und mit dieser mit rotieren. Die Dichtlippe 17 kann sich dann in gleitendem Kontakt mit dem statischen Bauteil 15 befinden. In dem Falle wäre ein vorteilhafter Punkt für einen Beschleunigungssensor ein Punkt mit möglichst großem r-Wert (also weiter weg von der z-Achse 42), und damit wiederum nahe bei der Dichtlippe 17. Die hier gezeigte Anordnung 100 ist wiederum nur beispielhaft zu verstehen. Neben Wälzlagern können zahlreiche andere Formen von mechanischen Bauteilen 11 existieren. Auch kann die Dichtung 10 nicht nur das Wälzlager 12, sondern z. B. auch die Welle 13 abdichten. In 4 are now by a first arrow 46 and a second arrow 48 marked possible positions where, for example, a sensor device 14 can be located. 4 shows an embodiment, the one arrangement 100 from a warehouse 12 and a seal 10 includes. The rolling bearing 12 is an example of this mechanical component 11 to understand. The warehouse 12 is here in 4 shown in cross-section, wherein the cross-sectional plane of a z-axis 42 (This is equally the axis of rotation of the bearing 12 ) as well as an r-axis 44 (radial axis). The z-axis 42 and the r-axis 44 cut themselves in a zero point 40 , In 4 forms the zero point 40 at the same time the geometric center (symmetry point, radial center, axial center) of the bearing 12 , An inner ring of the rolling bearing 12 is here with a wave 13 connected. The seal 10 on the one hand is non-rotatable with a static component 15 connected and on the other hand sliding with the shaft 13 connected. This results between the seal 10 , the mechanical component 11 (ie the rolling bearing 12 ), the wave 13 and the static component 15 a sealed cavity. In this cavity, for example, a temperature sensor may be arranged. One possible point for mounting the temperature sensor is a first arrow 46 displayed. For a temperature sensor, it can provide benefits when this is as far as possible inside the assembly 100 is arranged. "As far in the interior as possible" is synonymous with a point as close as possible to the r-axis 44 that is, as close as possible to another, on the r-axis 44 located point (ie close to a point with z = 0). The second arrow 48 marks a possible location for an accelerometer. Im in 4 the embodiment shown, the temperature sensor is located on a mechanical component 11 facing side of the seal 10 whereas the acceleration sensor is completely made of a material of the gasket 10 can be enclosed. A good location for an acceleration sensor would be z. B. close to a sealing lip 17 because vibrations can have stronger effects here. In the embodiment in 4 is the sealing lip 17 the z axis 42 facing. An advantageous point for an acceleration sensor would thus be a point with the smallest possible r value. In other, not shown embodiments, the seal 10 on the shaft 13 be firmly connected, and rotate with this. The sealing lip 17 can then be in sliding contact with the static component 15 are located. In that case, an advantageous point for an acceleration sensor would be a point with the greatest possible r-value (ie farther away from the z-axis 42 ), and thus again close to the sealing lip 17 , The arrangement shown here 100 is again only to be understood as an example. In addition to rolling bearings, numerous other forms of mechanical components 11 exist. Also, the seal can 10 not just the rolling bearing 12 but z. B. also the shaft 13 caulk.

5 zeigt wiederum eine Anordnung 100 mit einem mechanischen Bauteil 11 und einer Dichtung 10. Wie bereits beschrieben, weist die Dichtung 10 eine Sensoreinrichtung 14 auf, die wiederum optional eine Speichereinrichtung 16 aufweisen kann. Die Speichereinrichtung 16 kann dazu ausgebildet sein, wenigstens eine erfasste Messgröße abzuspeichern. Auch weist die Sensoreinrichtung 14 ferner eine Sendeeinrichtung 18 auf, die dazu ausgebildet ist, die erfasste Messgröße drahtlos an eine Empfangseinrichtung 24 bereitzustellen. Diese Empfangseinrichtung 24 könnte z. B. Teil einer Datenbeschaffungseinrichtung sein. Die die Speichereinrichtung 16 umfassende Sensoreinrichtung 14 kann austauschbar mit der Dichtung 10 verbunden sein, und beispielsweise während oder am Ende des Lebenszyklus der Dichtung 10 für eine Datenanalyse entfernt werden. Ebenso wäre es möglich, ein hierfür ausgebildetes Datenbeschaffungssystem, welches die Empfangseinrichtung 24 umfasst, zu verwenden, um die Daten in Echtzeit zu erhalten. Das Bereitstellen einer erfassten Messgröße ist hierbei keineswegs auf drahtlose Wege beschränkt, sondern kann vielmehr in anderen Ausführungsbeispielen auch drahtgebunden erfolgen. 5 again shows an arrangement 100 with a mechanical component 11 and a seal 10 , As already described, the seal points 10 a sensor device 14 on, which in turn optionally a storage device 16 can have. The storage device 16 can be designed to store at least one detected measured variable. Also, the sensor device 14 Furthermore, a transmitting device 18 , which is designed to wirelessly transmit the acquired measured variable to a receiving device 24 provide. This receiving device 24 could z. B. be part of a data acquisition device. The storage device 16 comprehensive sensor device 14 Can be interchangeable with the seal 10 be connected, and for example during or at the end of the life cycle of the seal 10 be removed for a data analysis. It would also be possible to have a data acquisition system designed for this purpose, which is the receiving device 24 includes to use to get the data in real time. The provision of a measured quantity detected here is by no means limited to wireless paths, but rather can also be wired in other embodiments.

Mit anderen Worten stehen also mehrere Wege für eine Datengewinnung zur Verfügung. Eine Variante wäre eine Entnahme der die Speichereinrichtung 16 umfassenden Sensoreinrichtung 14, oder nur der Speichereinrichtung 16, wodurch zurückliegende Daten gewonnen werden können. Eine weitere Variante wäre eine Echtzeitkommunikation erfasster Messgrößen über die Sendeeinrichtung 18 zur Empfangseinrichtung 24 über eine drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle. Im letzteren Fall kann die Sendeeinrichtung 18 oder die Empfangseinrichtung 24 beispielsweise auch eine Schnittstelle für eine drahtgebundene Verbindung sein. In Ausführungsbeispielen kann die Empfangseinrichtung 24 eine Empfangseinrichtung 24 für eine Einrichtung zum Auswerten von Messgrößen sein. Diese Einrichtung kann beispielsweise ein Zentralrechner oder ein Rechnernetzwerk sein. In jedem Fall kann die Empfangseinrichtung 24 dazu ausgebildet sein, eine von der Sendeeinrichtung 18 der Dichtung 10 bereitgestellte Messgröße zu empfangen. Ferner können Ausführungsbeispiele eine Sensoreinrichtung 14 umfassen, die an einer Energiequelle 20 gekoppelt ist. Die Energiequelle kann dabei intern oder extern zur Sensoreinrichtung 14 sein. Die Sensoreinrichtung 14 kann von der Energiequelle 20 mit Strom versorgt werden. Bei der Energiequelle 20 kann es sich beispielsweise um eine Batterie, eine Photovoltaikzelle (Solarzelle), einen Energy Harvester (der beispielsweise aus Vibrationen oder seiner Umgebungstemperatur Energie gewinnen könnte) oder auch um einen Anschluss an ein Stromnetz handeln. Im Ausführungsbeispiel in 5 ist die Sensoreinrichtung 14 vollständig von einem Material 22 der Dichtung 10 umschlossen. In other words, there are several ways for data acquisition available. A variant would be a removal of the storage device 16 comprehensive sensor device 14 , or only the memory device 16 , whereby past data can be obtained. Another variant would be a real-time communication of detected measured variables via the transmitting device 18 to the receiving device 24 via a wireless or wired interface. In the latter case, the transmitting device 18 or the receiving device 24 for example, also be an interface for a wired connection. In embodiments, the receiving device 24 a receiving device 24 for a device for evaluating measured variables. This device may be, for example, a central computer or a computer network. In any case, the receiving device 24 be designed to one of the transmitting device 18 the seal 10 to receive the measured variable. Furthermore, embodiments may include a sensor device 14 include that at an energy source 20 is coupled. The energy source can be internal or external to the sensor device 14 be. The sensor device 14 can from the energy source 20 be powered. At the energy source 20 It may be, for example, a battery, a photovoltaic cell (solar cell), an energy harvester (which could gain energy, for example, from vibrations or its ambient temperature) or else a connection to a power grid. In the embodiment in 5 is the sensor device 14 completely from a material 22 the seal 10 enclosed.

6 zeigt schließlich ein Blockschaltbild zum Ablauf eines Verfahrens zum Ermitteln von Information zu einem Betriebszustand einer Dichtung 10 oder eines mit der Dichtung 10 abgedichteten mechanischen Bauteils 11. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erfassens 62 einer Messgröße mittels der Sensoreinrichtung 14 der Dichtung 10. Darauf folgt ein Schritt des Auswertens 64 der Messgröße, um auf einen Betriebszustand der Dichtung 10 oder des mit der Dichtung 10 abgedichteten mechanischen Bauteils 11 zu schließen. In weiteren Ausführungsbeispielen kann im Verfahren das Auswerten 64 der Messgröße ferner ein Ermitteln 66 einer Betriebsdauer oder einer Fehlfunktion umfassen. Das Ermitteln 66 kann dabei basierend auf einem Überschreiten eines vordefinierten Schwellenwerts durch die Messgröße geschehen. Das Ermitteln 66 kann aber beispielsweise auch basierend auf einem digitalen Signal erfolgen, um nur ein weiteres Beispiel zu nennen. 6 Finally, shows a block diagram for the sequence of a method for determining information on an operating condition of a seal 10 or one with the seal 10 sealed mechanical component 11 , The method comprises a step of detecting 62 a measured variable by means of the sensor device 14 the seal 10 , This is followed by a step of evaluation 64 the measurand to an operating condition of the seal 10 or with the seal 10 sealed mechanical component 11 close. In further embodiments, in the method, the evaluation 64 the measured variable also determine 66 operating time or malfunction. Determining 66 can be done based on exceeding a predefined threshold by the measured variable. Determining 66 but can also be done for example based on a digital signal, to name just another example.

Durch die in Ausführungsbeispielen beschriebene Dichtung 10 mit Sensoreinrichtung 14 könnte es dem Hersteller ermöglicht werden, ungerechtfertigte Garantieansprüche seitens eines Benutzers zu verhindern, wenn beispielsweise die erfassten Daten auf unsachgemäßen Gebrauch hindeuten. Auch kann der Hersteller sowie der Benutzer anhand der erfassten Daten mehr über die Bedingungen erfahren, die tatsächlich in dem betreffenden Anwendungsbereich der Dichtung 10 vorherrschen. Dies kann z.B. wichtig für eine Weiterentwicklung von Dichtungen oder im Bereich der Anwendungstechnik sein. Zusätzlich können Planungen für die Wartung von Systemen, die die Dichtung 10 mit Sensoreinrichtung 14 umfassen, sowie Planungen, die den Lebenszyklus einer Dichtung 10 oder eines mit der Dichtung 10 abgedichteten mechanischen Bauteils 11 betreffen, deutlich verbessert werden.By the seal described in embodiments 10 with sensor device 14 It could allow the manufacturer to prevent unjustified warranty claims on the part of a user, for example if the collected data indicates improper use. Also, the manufacturer as well as the user can learn more about the conditions that actually exist in the relevant field of application of the seal from the data collected 10 prevalence. This can be important, for example, for further development of seals or in the area of application technology. Additionally, plans for the maintenance of systems that use the gasket 10 with sensor device 14 include, as well as planning, the life cycle of a seal 10 or one with the seal 10 sealed mechanical component 11 significantly improved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Dichtung poetry
1111: mechanisches Bauteil mechanical component
1212: Wälzlager roller bearing
1313: Welle wave
1414: Sensoreinrichtung sensor device
1515: statisches Bauteil static component
1616: Speichereinrichtung memory device
1717: Dichtlippe sealing lip
1818: Sendeeinrichtung transmitting device
1919: Seitenfläche side surface
2020: Energiequelle energy
2121: Vertiefung deepening
2222: Material der Dichtung Material of the seal
2323: Außenbereich outdoors
2424: Empfangseinrichtung receiver
3030: Graph graph
3232: Graph graph
4040: Nullpunkt zero
4242: z-Achse z-axis
4444: r-Achse r-axis
4646: erster Pfeil first arrow
4848: zweiter Pfeil second arrow
6262: Erfassen To capture
6464: Auswerten Evaluate
6666: Ermitteln Determine
100100: Anordnung arrangement

Claims

Poetry ( 10 ) for a mechanical component ( 11 ), the seal ( 10 ) a sensor device ( 14 ), which is designed to detect a measured variable which is an operating state of the gasket ( 10 ) or one with the seal ( 10 ) sealed mechanical component ( 11 ).

Poetry ( 10 ) according to claim 1, wherein the sensor device ( 14 ) a memory device ( 16 ), which is designed to store at least one detected measured variable.

Poetry ( 10 ) according to claim 2, wherein the memory device ( 16 ) is adapted from the seal ( 10 ) and again on the seal ( 10 ) to be installed.

Poetry ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor device ( 14 ) further a transmitting device ( 18 ), which is designed to transmit the detected measured value wirelessly to a receiving device ( 24 ).

Poetry ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the sensor device ( 14 ) completely from a material ( 22 ) of the seal ( 10 ), or wherein the sensor device ( 14 ) after mounting the seal ( 10 ) in or on a mechanical component ( 11 ) on the mechanical component ( 11 ) facing side of the seal ( 10 ) is arranged.

Poetry ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the measured variable corresponds to a temperature or to an acceleration.

Arrangement of a warehouse ( 12 ) and a seal ( 10 ) according to one of the preceding claims.

Receiving device ( 24 ) for a device for evaluating measured variables, wherein the receiving device ( 24 ) is adapted to one of a transmitting device ( 18 ) a seal ( 10 ) to receive according to one of claims 4 to 7 provided measurement.

Method for determining information about an operating state of a seal ( 10 ) according to one of claims 1 to 7 or one with the seal ( 10 ) sealed mechanical component ( 11 ), comprising: detecting ( 62 ) of a measured variable by means of the sensor device ( 14 ) of the seal ( 10 ); and evaluation ( 64 ) of the measured variable in order to determine the operating state of the seal ( 10 ) or with the seal ( 10 ) sealed mechanical component ( 11 ) close.

Method according to claim 10, wherein the evaluation ( 64 ) of the measurand further determining ( 66 ) operating time or malfunction based on exceeding a predefined threshold by the measurand.