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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung mindestens einer Vorspannkraft, die zwischen einer Welle und einem auf der Welle montierten Wälzlager einer Lageranordnung wirkt. Die Erfindung betrifft auch eine Lageranordnung zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist allgemein bekannt, beim Betrieb eines auf einer Welle montierten Wälzlagers Kraftmesseinrichtungen vorzusehen, um die auf das Wälzlager wirkenden Kräfte zu messen.
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Beispielsweise beschreibt die Offenlegungsschrift
DE 4218949 A1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik bildet, ein Kraftmesslager mit einer Kraftmesseinrichtung. Die Kraftmesseinrichtung ist ein als eine Kraftmessfolie ausgebildetes Sensorelement mit einer Profildicke zwischen 0,02 und 0,7 Millimetern ausgebildet. Sie ist in beliebig ausgebildete Ausnehmungen an Wälzlagern oder in mit Wälzlagern in Verbindung stehenden beziehungsweise das ganze Lager umschließenden Zwischenglieder einsetzbar. Die Kraftmessfolie ist zur Erfassung einer statischen als auch einer dynamischen Kraftmessung in axialer und in radialer Richtung einsetzbar.
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Gebiet der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Wälzlager mit einer definierten Vorspannkraft kostengünstig und prozesssicher auf einer Welle montiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Messung der Vorspannkraft mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Es wird ein Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Vorspannkraft vorgeschlagen, die zwischen einem Tragkörper, und einem auf dem Tragkörper montierten Wälzlager einer Lageranordnung wirkt. Insbesondere wird mit dem Verfahren unmittelbar oder mittelbar bzw. direkt oder indirekt eine axiale Vorspannkraft bei und/oder während der Montage des Wälzlagers auf den Tragkörper gemessen. Beispielsweise ist der Tragkörper als eine Welle oder Achse ausgebildet. Das Wälzlager ist vorzugsweise als ein Kegelrollenlager oder Kugellager, insbesondere als ein Schrägkugellager, ausgebildet. Bevorzugt weist das Wälzlager einen Innenring, mehrere Wälzkörper und einen Außenring auf.
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Die Lageranordnung umfasst das Wälzlager und mindestens eine Sensoreinrichtung. Optional umfasst die Lageranordnung mindestens eine Auswerteeinrichtung.
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Die Sensoreinrichtung ist in einer Einbaulage in oder am Wälzlager angeordnet und wird mit der Auswerteeinrichtung signaltechnisch gekoppelt. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung in der Einbaulage mit der Auswerteeinrichtung verbindbar und wieder von dieser trennbar. Hierfür weist die Sensoreinrichtung bevorzugt eine Kopplungsschnittstelle und die Auswerteeinrichtung eine Kopplungsgegenschnittstelle auf. Die Sensoreinrichtung erfasst die Vorspannkraft bei oder nach der Montage des Wälzlagers auf den Tragkörper. In Abhängigkeit der erfassten Vorspannkraft erzeugt die Sensoreinrichtung mindestens ein Signal und übermittelt dieses, insbesondere über die mit der Kopplungsgegenschnittstelle gekoppelten Kopplungsschnittstelle, an die Auswerteeinrichtung.
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Die Auswerteeinrichtung wertet das Signal zur Messung der Vorspannkraft aus. Optional gibt die Auswerteeinrichtung den Wert der Vorspannkraft optisch und/oder akustisch aus.
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Die Sensoreinrichtung wird nach der Auswertung des Signals dauerhaft von der Auswerteeinrichtung entkoppelt. Insbesondere wird die Kopplungsschnittstelle von der Kopplungsgegenschnittstelle dauerhaft getrennt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine prozesssichere und günstige Messung und Einstellung der Vorspannungskraft bei der Montage des Wälzlagers auf den Tragkörper realisiert werden. Besonders vorteilhaft ist, dass das Verfahren für die Serienproduktion geeignet ist. Vorteilhaft ist weiterhin, dass das Wälzlager zusammen mit der in der Einbaulage im Wälzlager angeordneten Sensoreinrichtung als verkaufsfähige Einheit vertrieben werden kann.
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In einer bevorzugten Umsetzung des Verfahrens verbleibt die Sensoreinrichtung nach der Übermittlung und/oder Auswertung des Signals in der Einbaulage. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung dabei von der Auswerteeinrichtung entkoppelt. Optional wird die Sensoreinrichtung und/oder die Kopplungsschnittstelle bei der Entkopplung von der Auswerteeinrichtung zerstört. Alternativ ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die Sensoreinrichtung während des Betriebs des Wälzlagers, zum Beispiel durch auf die Sensoreinrichtung in der Einbaulage wirkende Kräfte, insbesondere durch einen oder mehrere Wälzkörper des Wälzlagers, zerstört wird.
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Ein alternativ möglicher bevorzugter Verfahrensschritt sieht vor, dass die Sensoreinrichtung nach der Übermittlung und/oder Auswertung des Signals aus dem Wälzlager entnommen wird. Insbesondere befindet sich die Sensoreinrichtung hierfür in einer losen Einbaulage, wodurch sie aus dieser werkzeugfrei lösbar ist. Insbesondere wird die Sensoreinrichtung in die Einbaulage lose eingelegt, eingeschoben und/oder eingesetzt. Zum Beispiel ist es möglich, die Sensoreinrichtung durch Drehung mindestens eines der Wälzkörper des Wälzlagers aus der Einbaulage zu entnehmen. Bevorzugt ist, dass die Sensoreinrichtung eine Griffhilfe aufweist, die zum Beispiel als eine von der Sensoreinrichtung abstehende Fahne ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Fahne von außerhalb der Einbaulage zugänglich, sodass diese gegriffen werden kann und die Sensoreinrichtung aus der Einbaulage herausgezogen werden kann.
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Eine optionale Überlegung im Rahmen des Verfahrens ist, die Sensoreinrichtung nach der Entnahme aus der Einbaulage bei der Montage mindestens eines weiteren Wälzlagers auf einer oder der Welle wieder zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass Kosten für weitere Sensoreinrichtungen eingespart werden können.
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In einer bevorzugten Ausbildungsform ist die Sensoreinrichtung als eine Folie, vorzugsweise als eine Messfolie, insbesondere als eine Polyvinylidenfluoridfolie (PVDF-Folie), ausgebildet. Möglich ist auch, dass die Sensoreinrichtung als ein einlagig oder mehrlagig ausgebildeter Messstreifen oder als ein einlagig oder mehrlagig ausgebildetes Messplättchen ausgebildet ist. Dadurch ist die Sensoreinrichtung verhältnismäßig dünn und/oder flexibel ausgebildet und kann auf einfache Weise und ohne Funktion einschränkende Wirkung auf das Wälzlager in der Einbaulage angeordnet werden und optional dauerhaft dort verbleiben. Alternativ kann die Sensoreinrichtung als ein Messstift oder Messzapfen ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die Sensoreinrichtung passgenau und ohne die Funktion des Wälzlagers einzuschränken in mindestens eine Bohrung im Innen- und/oder Außenring des Wälzlagers angeordnet werden kann und optional dauerhaft dort verbleiben kann.
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Die Sensoreinrichtung ist insbesondere in mindestens einer der beschriebenen Ausbildungsform als ein piezoelektrisch, induktiv oder spannungsoptisch arbeitender Sensor ausgebildet. Alternativ ist auch möglich, dass die Sensoreinrichtung als ein hydraulisch und/oder chemisch arbeitender Sensor ausgebildet ist.
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Zum dauerhaften Verbleib in der Einbaulage ist die Sensoreinrichtung bevorzugt stoffschlüssig in dieser befestigt. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung in der Einbaulage verklebt. Dadurch ist sie nicht zerstörungsfrei aus der Einbaulage entnehmbar. In dem Fall, dass die Sensoreinrichtung dauerhaft in der Einbaulage verbleibt, ist sie z.B. als ein sogenannter verlorener Sensor ausgebildet.
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In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung ist die Sensoreinrichtung am Innenring und/oder am Außenring des Wälzlagers angeordnet. Hierbei ist die Sensoreinrichtung insbesondere an einer Axialfläche und/oder Stirnfläche des Innen- und/oder Außenrings angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend ist die Sensoreinrichtung in einer Bohrung am Innen- und/oder Außenring angeordnet. Bei der Anordnung auf der Axialund/oder Stirnfläche ist die Sensoreinrichtung beispielsweise kreisringförmig ausgebildet. Somit kann eine gleichmäßige Druckverteilung auf die Sensoreinrichtung gewährleistet werden. Bei der Anordnung der Sensoreinrichtung in der Bohrung des Innen- und/oder Außenrings ist diese bevorzugt als der Messstift oder Messzapfen ausgebildet.
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Alternativ oder optional ergänzend ist die Sensoreinrichtung auf einer Laufbahn mindestens eines der Wälzkörper angeordnet. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung zwischen der Laufbahn und mindestens einem Wälzkörper des Wälzlagers angeordnet. Hierbei ist die Sensoreinrichtung vorzugsweise als die Folie oder als der Messstreifen ausgebildet. Da die Sensoreinrichtung in dieser Ausbildung bevorzugt eine sehr geringe Dicke aufweist, ist sie für die Anordnung auf der Laufbahn besonders geeignet. Wenn die Sensoreinrichtung nach der Entkopplung von der Auswerteeinrichtung in der Einbaulage verbleibt und nicht aus dieser entnommen wird, wird die Sensoreinrichtung üblicherweise durch das stetige Wälzen des/der Wälzlager zerstört, wenn dies nicht schon bereits durch die Entkopplung erfolgt ist.
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Möglich im Rahmen der Erfindung ist auch, dass die Sensoreinrichtung zwischen zwei z.B. in X- oder O-Anordnung auf der Welle angeordneten Wälzlagern positioniert ist und dort die Vorspannkraft erfasst.
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Bei der Anordnung der Sensoreinrichtung auf der Laufbahn des Wälzlagers als Schrägkugellagers ist die axiale Vorspannkraft aufgrund der schräg zum Tragkörper verlaufenden Lauffläche des Wälzkörpers ermittelbar. Bei der Anordnung der Sensoreinrichtung auf der Laufbahn des Wälzlagers als Kegelrollenlager ist die Lauffläche der Kegelrollen konisch ausgebildet. Aufgrund der schräg verlaufenden Ausbildung der Lauffläche beim Schrägkugellager oder der konisch ausgebildeten Lauffläche beim Kegelrollenlager nehmen diese Wälzlager zugleich radiale und axiale Belastungen auf. Insbesondere ist die axiale Vorspannkraft durch die Erfassung und Auswertung der axialen Belastung direkt oder indirekt ermittelbar.
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In einer optionalen Realisierung des Verfahrens sind mehrere Sensoreinrichtungen in mehreren ggf. auch unterschiedlichen Einbaulagen im oder am Wälzlager angeordnet. Möglich ist auch, dass sich die mehreren Sensoreinrichtungen in ihrer Ausbildungsform und/oder Funktionsweise unterscheiden. Durch ortsaufgelöste Anordnung der mehreren Sensoreinrichtungen in den mehreren Einbaulagen können verschiedene Messpunkte bereitgestellt werden. Dies kann insbesondere zu sichereren und genaueren Messergebnissen führen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kopplungsschnittstelle der Sensoreinrichtung von außerhalb der Einbaulage zugänglich angeordnet und/oder ausgebildet. Dadurch kann die Auswerteeinrichtung über die Kopplungsgegenschnittstelle auf einfache Art und Weise mit der Sensoreinrichtung, insbesondere im Rahmen einer Serienproduktion, gekoppelt werden. Beispielsweise ist die Kopplungsschnittstelle als eine Buchse und die Kopplungsgegenschnittstelle als ein Stecker ausgebildet. Möglich ist auch, dass die Kopplungsschnittstelle als eine aus der Einbaulage herausstehende Fahne ausgebildet ist. Zum Beispiel ist die entsprechende Kopplungsgegenschnittstelle als eine Zange und/oder als ein Clips ausgebildet.
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Möglich ist, dass die Auswerteeinrichtung ohne Zerstörung der Sensoreinrichtung von dieser entkoppelbar ist. Möglich im Rahmen der Erfindung ist ebenfalls, dass die Sensoreinrichtung und/oder die Kopplungsschnittstelle bei der Entkopplung der Auswerteeinrichtung von der Sensoreinrichtung zerstört wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Auswerteeinrichtung zum Beispiel von der Sensoreinrichtung abgeschnitten wird.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Lageranordnung, die insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder nach der bisherigen Beschreibung ausgebildet ist. Die Lageranordnung umfasst das Wälzlager und die mindestens eine Sensoreinrichtung. Optional umfasst die Lageranordnung auch die Auswerteeinrichtung.
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Eine bevorzugte Umsetzung der Lageranordnung sieht vor, dass die Sensoreinrichtung auf der Laufbahn mindestens eines der Wälzkörper angeordnet ist. Alternativ oder optional ergänzend weist die Sensoreinrichtung eine von außerhalb der Einbaulage zugängliche Fahne als die Kopplungsschnittstelle und/oder als die Griffhilfe auf.
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Optional weist das Wälzlager nach der unter Messung der Vorspannkraft erfolgten Montage auf der Welle die in der Einbaulage verbliebene und zerstörte Sensoreinrichtung auf. Diese wurde optional durch die Entkopplung der Sensoreinrichtung von der Auswerteeinrichtung zerstört. Alternativ wird/wurde die Sensoreinrichtung während des Betriebs des Wälzlagers zerstört.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer auf einer Welle montierten Lageranordnung mit einem Wälzlager und mit einer in einer ersten Einbaulage angeordneten Sensoreinrichtung;
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2 die Lageranordnung aus 1, wobei die Sensoreinrichtung in der ersten Einbaulage mit einer Auswerteeinrichtung gekoppelt ist;
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3 eine Draufsicht von Vorne auf die Lageranordnung aus 2;
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4 die Lageranordnung aus 2, wobei die Sensoreinrichtung in einer zweiten Einbaulage angeordnet ist;
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5 eine alternativ ausgebildete Sensoreinrichtung;
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6 die auf der Welle montierte Lageranordnung aus 1 mit der alternativ ausgebildeten Sensoreinrichtung aus 5;
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7 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zur Ermittlung der Vorspannkraft zwischen einem Tragkörper und einem auf dem Tragkörper montierten Wälzlager.
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1 zeigt eine Schnittansicht einer auf einem Tragkörper 7 montierten Lageranordnung 1. Der Tragkörper 7 ist als eine Welle ausgebildet. Die Lageranordnung 1 ist durch eine Wellenmutter 8 mit einer definierten axialen Vorspannkraft K auf der Welle 7 montiert.
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Die Lageranordnung 1 umfasst ein Wälzlager 2 und eine Sensoreinrichtung 3. Die Schnittlinie der Schnittansicht der 1 verläuft durch einen Mittelpunkt des Wälzlagers 2.
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Das Wälzlager 2 weist einen Innenring 4, einen Außenring 5 und mehrere Wälzkörper 6 auf. Es ist als ein Kegelrollenlager ausgebildet. Alternativ kann das Wälzlager 2 als ein Kugellager, insbesondere Schrägkugellager, ausgebildet sein.
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Die Sensoreinrichtung 3 ist in einer ersten Einbaulage E1 im oder am Wälzlager 2 angeordnet. Die erste Einbaulage E1 umfasst die Anordnung der Sensoreinrichtung 3 an einer Stirn- und/oder Axialfläche 9 des Innenrings 4. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung 3 zwischen der Wellenmutter 8 und der Stirn- und/oder Axialfläche 9 des Innenrings 4 angeordnet. Alternativ kann die Sensoreinrichtung 3 auch an der Stirn- und/oder Axialfläche des Außenrings 5 angeordnet sein.
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Die Sensoreinrichtung 3 ist als eine vorzugsweise dünne Messfolie ausgebildet, die insbesondere aus einem Polyvinylidenfluorid (PVDF) gebildet ist. Durch die geringe Dicke der Folie kann diese auf einfach Art und Weise zwischen die Wellenmutter 8 und die Stirn- und/oder Axialfläche 9 des Innenrings 4 eingesetzt werden, ohne eine Funktionalität des Wälzlagers 2 zu beschränken.
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Die Sensoreinrichtung 3 ist als ein piezoelektrisch arbeitender Sensor ausgebildet. Sie erfasst die bei der Montage des Wälzlagers 2 wirkende axiale Vorspannkraft K. Die Sensoreinrichtung 3 erzeugt in Abhängigkeit der erfassten axialen Vorspannkraft K aufgrund des piezoelektrischen Effekts mindestens ein elektrisches Signal S, insbesondere eine messbare Spannung.
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2 zeigt die Lageranordnung 1 aus 1 mit einer mit der Sensoreinrichtung 3 gekoppelten Auswerteeinrichtung 10. Optional umfasst die Lageranordnung 1 die Auswerteeinrichtung 10.
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Die Sensoreinrichtung 3 ist als der Folienabschnitt ausgebildet und in der ersten Einbaulager E1 an der Axial- und/oder Stirnfläche 9 des Innenrings 4 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 3 weist eine von außerhalb der ersten Einbaulage E1 zugängliche Kopplungsschnittstelle 11 auf, über die sie mit der Auswerteeinrichtung 10 gekoppelt ist. Die Kopplungsschnittstelle 11 ist als eine abstehende Fahne ausgebildet.
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Die Auswerteeinrichtung 10 weist eine Kopplungsgegenschnittstelle 12 auf, über die die Auswerteeinrichtung 10 vor und/oder bei der Montage des Wälzlagers 2 auf die Welle 7 an die Sensoreinrichtung 3 angeschlossen ist, sodass eine elektrische Verbindung gebildet ist. Die Kopplungsgegenschnittstelle 12 ist als eine über ein Kabel angeschlossene Zange oder als ein über das Kabel angeschlossener Clip ausgebildet, die/der die Kopplungsschnittstelle 11, insbesondere die Fahne, greift.
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Im gekoppelten Zustand übermittelt die Sensoreinrichtung 3 das Signal, das auf der bei der Montage wirkenden Vorspannkraft K basiert, an die Auswerteeinrichtung 10. Diese wertet das Signal S zur Messung der Vorspannkraft K aus. Die Vorspannkraft K wird auf einem Display der Auswerteeinrichtung 10 angezeigt, sodass das Wälzlager 2 auch in der Serienfertigung schnell und einfach mit definierter axialer Vorspannkraft K auf die Welle 7 montiert werden kann.
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In 3 ist eine Draufsicht A von vorne auf das Wälzlager 2 aus 2, insbesondere auf die Axial- und/oder Stirnfläche 9 des Innenrings 4, gezeigt. Die Sensoreinrichtung 3 ist kreisringförmig ausgebildet, wodurch sie in der ersten Einbaulage E1 passend auf der Axial- und/oder Stirnfläche 9 des Innenrings 4 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 3 ist stoffschlüssig an der Axial- und/oder Stirnfläche 9 befestigt, insbesondere mit dieser verklebt. Die als Fahne ausgebildete Kopplungsschnittstelle 11 steht aus der ersten Einbaulage E1 über den Außenring 5 des Wälzlagers 2 hinaus. Die Sensoreinrichtung 3 ist nach der Messung der axialen Vorspannkraft K (1) dauerhaft von der Auswerteeinrichtung 10 entkoppelt.
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Durch die stoffschlüssige Befestigung ist die Sensoreinrichtung 3 nicht beschädigungs- und/oder zerstörungsfrei aus der ersten Einbaulage E1 entnehmbar. Die Sensoreinrichtung 3 verbleibt wie gezeigt, nach der Entkoppelung von der Auswerteeinrichtung 10, dauerhaft in der ersten Einbaulage E1. In diesem Fall ist die Sensoreinrichtung 3 als eine verlorene Sensoreinrichtung 3 ausgebildet. Die verlorene Sensoreinrichtung 3 wird durch die Entkopplung oder im laufenden Betrieb des Wälzlagers 2 zerstört. Insbesondere weist die Lageranordnung 1 (1) dann eine nicht mehr funktionsfähige Sensoreinrichtung 3 auf.
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Alternativ ist die Sensoreinrichtung 3 lose in der ersten Einbaulage E1 angeordnet, sodass sie nach der Montage des Wälzlagers 2 mit der gemessenen Vorspannkraft K (1) auf die Welle 7 (1) und nach der Entkopplung von der Auswerteeinrichtung 10 aus der ersten Einbaulage E1 wieder entnommen werden kann. Die als Fahne ausgebildete Kopplungsschnittstelle 11 fungiert in hierfür als eine Griffhilfe. Nach der Entnahme der Sensoreinrichtung 3 kann diese in oder an mindestens eine, weiteren Wälzlager angeordnet werden und somit bei der Montage des weiteren Wälzlagers zur Erfassung der dabei wirkenden axialen Vorspannkraft K wieder verwendet werden.
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4 zeigt die Lageranordnung 1 mit der als Folie ausgebildeten Sensoreinrichtung 2, wobei diese in einer zweiten Einbaulage E2 im oder am Wälzlager 2 angeordnet ist. In der zweiten Einbaulage E2 ist die Sensoreinrichtung 2 auf einer Lauffläche 13 mindestens eines der Wälzkörper 6 des Wälzlagers 2 angeordnet.
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Das Kegelrollenlager 2 nimmt aufgrund der konisch zum Tragkörper 7 verlaufenden Lauffläche 13 axiale und radiale Belastungen auf. Aus der axialen Belastung kann die axiale Vorspannkraft K direkt oder indirekt ermittelt werden.
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Die Sensoreinrichtung 3 kann auf der Lauffläche 13 wie bereits zu 3 beschrieben, stoffschlüssig befestigt sein und nach der Messung der axialen Vorspannkraft K (1) und nach der Montage des Wälzlagers 2 von der Auswerteeinrichtung dauerhaft entkoppelt werden. Hierbei kann sie anschließend in der zweiten Einbaulage verbleiben.
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Durch das Wälzen des Wälzkörpers 6 wird die Sensoreinrichtung 3 zerstört, wenn dies nicht schon durch die Entkopplung der Auswerteeinrichtung 10 (2) erfolgt ist. Alternativ kann die Sensoreinrichtung 3 lose auf die Lauffläche 13 aufgelegt sein. Somit kann sie nach der Messung der axialen Vorspannkraft K (1) und nach der Montage des Wälzlagers 2 von der Auswerteeinrichtung 10 dauerhaft entkoppelt und aus der zweiten Einbaulage E2 entnommen werden. Ggf. kann die Sensoreinrichtung 3 für die Erfassung der bei der Montage mindestens eines weiteren Wälzlagers wirkenden axialen Vorspannkraft K wieder verwendet werden.
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5 zeigt die Sensoreinrichtung 3 in einer alternativen Ausgestaltung, nämlich in der Ausbildung als Messstreifen. In dieser Ausbildung ist die Sensoreinrichtung 3 als ein kapazitiver Sensor zur Erfassung der axialen Vorspannkraft K (6) und zur Erzeugung des Signals S ausgebildet. Der Messstreifen weist als Kopplungsschnittstelle 11 eine Buchse auf. Die als Stecker ausgebildete Kopplungsgegenschnittstelle 12 der Auswerteeinrichtung 10 (6) kann mit der Buchse gekoppelt werden.
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6 zeigt die Schnittdarstellung der Lageranordnung 1 aus 1, wobei die Sensoreinrichtung 3 als Messstreifen gemäß 5 ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 3 ist wie bereits in 1 und 2 beschrieben in der ersten Einbaulage E1 auf der Axial- und/oder Stirnfläche des Innenrings 4 angeordnet. Wie bereits zuvor zu den 3 und 4 beschrieben, kann die Sensoreinrichtung 3 nach der Montage des Wälzlagers 2 mit der definierten axialen Vorspannkraft K dauerhaft von der Auswerteeinrichtung 10 entkoppelt sein. Hierbei kann sie nach der Entkopplung in der zweiten Einbaulage E2 verbleiben oder aus dieser entnommen werden.
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Die Sensoreinrichtung 3 kann alternativ auch als ein Plättchen oder Stift ausgebildet sein. In der Ausbildung als Stift oder Zapfen wird die Sensoreinrichtung in Bohrungen des Innen- und/oder Außenrings 4; 5 angeordnet. Alternativ oder optional ergänzend kann die Sensoreinrichtung 3 als ein chemischer, hydraulischer und/oder spannungsoptischer Sensor ausgebildet sein.
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Möglich ist, dass mehrere die Lageranordnung 1 mehrere Sensoreinrichtungen 3 aufweist, die in gleichen oder unterschiedlichen Einbaulagen E1; E2 im oder am Wälzlager 2 angeordnet sind. Beispielsweise können die Sensoreinrichtungen 3 ortsaufgelöst an verschiedenen Messpunkten entlang des Innen- und/oder Außenrings 4; 5 und/oder auf den Laufflächen 13 mehrere Wälzkörper 6 angeordnet sein.
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7 zeigt ein Ablaufschema eines Verfahrens zur Montage des Wälzlagers 2 der Lageranordnung 1 auf die Welle 7 mit einer definierten Vorspannkraft K. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
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14: die Sensoreinrichtung 2 wird in der Einbaulage E1; E2 im oder am Wälzlager 2 angeordnet;
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15: die Sensoreinrichtung 2 wird mit einer Auswerteeinrichtung 10 signaltechnisch gekoppelt;
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16: die Sensoreinrichtung 3 erfasst die Vorspannkraft K und erzeugt in Abhängigkeit der Vorspannkraft K das mindestens eine Signal S;
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17: die Sensoreinrichtung 3 übermittelt das Signal S an die Auswerteeinrichtung 10;
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18: die Auswerteeinrichtung 10 wertet das Signal S zur Messung der Vorspannkraft K aus;
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19: die Sensoreinrichtung 3 wird nach der Auswertung des Signals S dauerhaft von der Auswerteeinrichtung 10 entkoppelt;
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20: optional ergänzend verbleibt die Sensoreinrichtung 3 dauerhaft in der Einbaulage E1; E2;
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21: optional ergänzend kann die Sensoreinrichtung 3 durch das Wälzlager 2 im Betrieb zerstört werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lageranordnung
- 2
- Wälzlager
- 3
- Sensoreinrichtung
- 4
- Innenring
- 5
- Außenring
- 6
- Wälzkörper
- 7
- Welle
- 8
- Wellenmutter
- 9
- Axial- und/oder Stirnfläche
- 10
- Auswerteeinrichtung
- 11
- Kopplungsschnittstelle
- 12
- Gegenkopplungsschnittstelle
- 13
- Lauffläche
- 14
- erster Verfahrensschritt
- 15
- zweiter Verfahrensschritt
- 16
- dritter Verfahrensschritt
- 17
- vierter Verfahrensschritt
- 18
- fünfter Verfahrensschritt
- 19
- sechster Verfahrensschritt
- 20
- siebter optionaler Verfahrensschritt
- E1
- erste Einbaulage
- E2
- zweite Einbaulage
- K
- axiale Vorspannkraft
- S
- Signal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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