DE102015206613A1 - Optical deformation measurement of bearings - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur optischen Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements (2), wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: a) Aufbringen (I) mindestens einer optisch erfassbaren Markierung (4) auf einer Oberfläche des Lagerelements (2); b) optisches Erfassen (II) der aufgebrachten Markierung (4) vor einer Belastung des Lagerelements (2); c) Belasten (III) des Lagerelements (2); d) zweites optisches Erfassen (IV) der aufgebrachten Markierung (4) nach der Belastung des Lagerelements (2); und e) Beurteilen (V) einer aufgrund der Belastung entstehenden Veränderung der optischen Markierung (4) zur Bestimmung des Verformungszustandes des Lagerelements (2).Method for the optical determination of a deformation state of a bearing element (2), the method comprising at least the following steps: a) applying (I) at least one optically detectable marking (4) on a surface of the bearing element (2); b) optical detection (II) of the applied marking (4) before a load of the bearing element (2); c) loading (III) of the bearing element (2); d) second optical detection (IV) of the applied marking (4) after the load of the bearing element (2); and e) evaluating (V) a change in the optical marking (4) due to the load in order to determine the state of deformation of the bearing element (2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Messvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens und ein Lagerelement. The present invention relates to a method for determining a deformation state of a bearing element according to the preamble of
Zur Bestimmung lokaler Verformungszustände von Lagerelementen sind im Stand der Technik Dehnungsmessstreifen (DMS) bekannt, die auf eine Stelle appliziert werden, an der eine Verformung gemessen werden soll. Mit Hilfe eines DMS können einachsige Verformungen gemessen werden. Durch Kombination mehrere DMS sind auch zweiachsige Verformungszustände messbar. To determine local deformation states of bearing elements, strain gauges (DMS) are known in the prior art, which are applied to a location at which a deformation is to be measured. With the help of a DMS uniaxial deformations can be measured. By combining several strain gages, two-axis deformation states can also be measured.
Nachteilig an der Verwendung der DMS ist jedoch, dass die Stelle, an der ein DMS appliziert werden soll, vorbehandelt werden muss, um eine Funktionsweise des DMS nicht zu beeinträchtigen. So muss diese Stelle beispielsweise mit einem Lösungsmittel entfettet, aufgeraut und geschmirgelt, markiert, konditioniert und neutralisiert werden. Durch die Vorbehandlung wird das zu messende System jedoch bereits verändert, so dass von den gemessenen Verformungen nicht unbedingt auf Verformungen an unbehandelten Lagerelementen geschlossen werden kann. Des Weiteren ist von Nachteil, dass ein DMS meist auf die zu messende Stelle aufgeklebt wird, so dass die Messung der Verformung über ein Zwischenmaterial erfolgt, wodurch ebenfalls Abweichungen in den Messergebnissen auftreten können. Alternativ kann ein DMS auch über einen Reibschluss auf die zu messende Stelle appliziert werden. Dieses kann jedoch zu einem Verrutschen des DMS und damit zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen. A disadvantage of the use of the DMS, however, is that the point at which a DMS is to be applied, must be pretreated in order not to interfere with the functioning of the DMS. For example, this site must be degreased, roughened and sanded, marked, conditioned and neutralized with a solvent. The pretreatment, however, already alters the system to be measured so that deformations on untreated bearing elements can not necessarily be concluded from the measured deformations. Furthermore, it is disadvantageous that a DMS is usually glued to the point to be measured, so that the measurement of the deformation takes place via an intermediate material, which also deviations in the measurement results can occur. Alternatively, a DMS can also be applied to the site to be measured via a frictional connection. However, this can lead to slippage of the DMS and thus to a falsification of the measurement results.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass diese Methode einen hohen apparativen Aufwand und damit hohe Kosten erfordert. Zudem wird durch das Einlegen der Glasfaser der Lagerring strukturell verändert, was großen Einfluss auf die Verformung hat. A disadvantage of this method, however, is that this method requires a high expenditure on equipment and thus high costs. In addition, the bearing ring is structurally changed by the insertion of the glass fiber, which has a great influence on the deformation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Bestimmung der realen Beanspruchung von Lagerelementen bereitzustellen, mit dem zuverlässige Aussagen bezüglich Lebensdauer und/oder Einsatzverhalten des Lagerelements möglich sind, wobei das Verfahren gleichzeitig kostengünstig und einfach handhabbar ist. Object of the present invention is therefore to provide a method for determining the real stress of bearing elements, with the reliable statements regarding life and / or performance of the bearing element are possible, the method is simultaneously inexpensive and easy to handle.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur optischen Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements gemäß Patentanspruch 1 sowie durch eine Messvorrichtung gemäß Patentanspruch 7 und durch ein Lagerelement gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a method for the optical determination of a deformation state of a bearing element according to
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur optischen Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements vorgestellt, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist: a) Aufbringen mindestens einer optisch erfassbaren Markierung auf einer Oberfläche des Lagerelements; b) optisches Erfassen der aufgebrachten Markierung vor einer Belastung des Lagerelements; c) Belasten des Lagerelements; d) zweites optisches Erfassen der optischen Markierung nach der Belastung des Lagerelements; und e) Beurteilen einer aufgrund der Belastung entstehenden Veränderung der optischen Markierung zur Bestimmung des Verformungszustandes des Lagerelements. Das Beurteilen kann beispielsweise durch bloßes Anschauen des belasteten Lagerelements erfolgen. Vorzugsweise wird jedoch vor und nach dem Belasten des Lagerelements jeweils ein Ergebnis generiert, das miteinander verglichen werden kann. According to the invention, a method for the optical determination of a deformation state of a bearing element is presented, the method having at least the following steps: a) applying at least one optically detectable marking on a surface of the bearing element; b) optically detecting the applied mark before a load of the bearing element; c) loading the bearing element; d) second optical detection of the optical marking after the load of the bearing element; and e) assessing a change in the optical marking due to the load in order to determine the deformation state of the bearing element. The assessment can be done, for example, by merely looking at the loaded bearing element. Preferably, however, a result is generated before and after the loading of the bearing element, which can be compared with each other.
Mithilfe des vorgestellten Verfahrens ist es möglich, den Verformungszustand eines Lagerelements exakt zu bestimmen. Da es sich bei dem vorgestellten Verfahren um eine berührungslose Messung handelt, können Messfehler aufgrund von Zwischenelementen, wie sie beispielsweise bei der Verwendung von Dehnungsstreifen auftreten, vermieden werden. Using the presented method, it is possible to determine the deformation state of a bearing element exactly. Since the presented method is a non-contact measurement, measurement errors due to intermediate elements, as they occur, for example, when using stretch marks, can be avoided.
Gleichzeitig ermöglicht das Verfahren die unmittelbare Visualisierung der Deformationsmessung und der Auswertung, so dass zuverlässige Aussagen bezüglich des Einsatzverhaltens und/oder der Lebensdauer der Lagerelemente möglich sind. Eine lange Vorbehandlung der zu messenden Stelle kann mit dem vorgestellten Verfahren entfallen, so dass das Verfahren gleichzeitig kostengünstig und einfach anwendbar ist. At the same time, the method enables the immediate visualization of the deformation measurement and the evaluation, so that reliable statements with regard to the use behavior and / or the service life of the bearing elements are possible. A long pretreatment of the point to be measured can be dispensed with by the method presented, so that the method is simultaneously inexpensive and easy to apply.
Vor Verfahrensbeginn kann eine Position für die Verformungsmessung auf der Oberfläche des Lagerelements gewählt werden, die entweder bei einer Fertigung des Lagerelements vordefiniert oder durch das Aufbringen der optische Markierung definiert wird. Alternativ kann die Position jedoch auch frei gewählt werden, solange sie optisch messbar ist. Before the start of the process, a position for the deformation measurement on the surface of the bearing element can be selected, which is predefined either during manufacture of the bearing element or defined by the application of the optical marking. Alternatively, the position can also be chosen freely, as long as it is optically measurable.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst die optisch erfassbare Markierung ein Messmuster. Dabei kann das Messmuster eine zufällige Struktur aufweisen, die beispielsweise aus beliebigen geometrischen Elementen besteht. Vorteilhafter Weise kann die zufällige Struktur jederzeit auf die zu messende Stelle aufgetragen werden, so dass es möglich ist, den Verformungszustand eines beliebigen Lagerelements zu messen, also beispielsweise auch von bereits im Betrieb befindlichen Lagerelementen. Alternativ oder zusätzlich weist das Messmuster eine vordefinierte Form auf, die beispielsweise mithilfe eines Lasers auf die zu messende Stelle aufgetragen ist. Durch die Verwendung eines vordefinierten Messmusters kann vorzugsweise eine einheitliche Messqualität und eine Kalibrierung einer Messvorrichtung erreicht werden, wodurch die Qualität der Messung gesteigert werden kann. Des Weiteren ermöglicht ein vordefiniertes Messmuster beispielsweise einen Aufbau und Implementierung einer einheitlichen „Verformungsdatenbank“, so dass Aussagen über den Grad und die Ursache der Verformung des Lagerelements möglich sind. According to a further advantageous embodiment, the optically detectable marking comprises a measurement pattern. In this case, the measurement pattern may have a random structure, the for example, consists of any geometric elements. Advantageously, the random structure can be applied at any time to the point to be measured, so that it is possible to measure the deformation state of any bearing element, that is, for example, also of bearing elements already in operation. Alternatively or additionally, the measurement pattern has a predefined shape, which, for example, is applied to the position to be measured with the aid of a laser. By using a predefined measuring pattern, preferably a uniform measuring quality and a calibration of a measuring device can be achieved, whereby the quality of the measurement can be increased. Furthermore, a predefined measurement pattern allows, for example, a structure and implementation of a uniform "deformation database", so that statements about the degree and the cause of the deformation of the bearing element are possible.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Messmusters ist beispielsweise, dass die Messung auf einer Fläche erfolgt und nicht nur an einem Punkt. Dadurch lassen sich 2- oder 3-dimensionale Verformungszustände eines Lagerelements ermitteln. Another advantage of using a measurement pattern is, for example, that the measurement is on a surface rather than just at one point. As a result, 2- or 3-dimensional deformation states of a bearing element can be determined.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen der mindestens einen optisch erfassbaren Markierung auf die Oberfläche des Lagerelements während einer Fertigung des Lagerelements. Durch die Integration des Aufbringens der Markierung in den Fertigungsprozess können Arbeitszeiten und Kosten verringert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine optisch erfassbare Markierung auch nach der Fertigung des Lagerelements auf die Oberfläche des Lagerelements aufgebracht werden. Dieses kann beispielsweise durch ein Lackierverfahren oder Ähnliches erfolgen. Somit kann eine Deformation eines beliebigen Lagerelements jederzeit ermittelt werden. In a further advantageous embodiment, the application of the at least one optically detectable marking on the surface of the bearing element during manufacture of the bearing element takes place. By integrating the marking into the manufacturing process, working hours and costs can be reduced. Alternatively or additionally, the at least one optically detectable marking can also be applied to the surface of the bearing element after production of the bearing element. This can be done for example by a Lackierverfahren or the like. Thus, a deformation of any bearing element can be determined at any time.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das Aufbringen der mindestens einen optisch erfassbaren Markierung auf die Oberfläche des Lagerelements mittels farblicher Kennzeichnungen, insbesondere durch Aufmalen und/oder Aufkleben und/oder Aufstempeln. Alternativ oder zusätzlich erfolgt das Aufbringen der optisch erfassbaren Markierung mittels Ausbilden einer Vertiefung, insbesondere durch Einkerben. Des Weiteren ist es alternativ oder zusätzlich möglich, die optische Markierung mittels Ausbilden einer Erhöhung, insbesondere durch Aufschweißen von Material, auf die zu messende Stelle aufzubringen. Es sind natürlich weitere aus dem Stand der Technik bekannte Methoden zum Aufbringen einer Markierung auf eine Oberfläche möglich. According to a further advantageous embodiment, the application of the at least one optically detectable marking on the surface of the bearing element by means of color coding, in particular by painting and / or gluing and / or stamping takes place. Alternatively or additionally, the application of the optically detectable marking takes place by forming a depression, in particular by scoring. Furthermore, it is alternatively or additionally possible to apply the optical marking to the point to be measured by forming an increase, in particular by welding on material. Of course, other methods known from the prior art for applying a marking to a surface are possible.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das optische Erfassen der aufgebrachten Markierung kontinuierlich. Dadurch kann vorzugsweise die Verformung des Lagerelements über die Zeit fortlaufend dokumentiert werden, so dass die Deformation in Echtzeit bestimmbar ist und Aussagen über das Verhalten des Lagerelements im Betrieb möglich sind. Alternativ erfolgt das optische Erfassen der aufgebrachten Markierung diskontinuierlich. So kann zum Beispiel der Ausgangszustand vor dem Belasten und der Endzustand nach dem Belasten des Lagerelements optisch erfasst werden, wobei ein erstes und ein zweites Ergebnis generiert wird. Die beiden Zustände bzw. die beiden Ergebnisse können im Anschluss miteinander verglichen werden, wobei die Ergebnisse vorzugsweise quantifiziert werden. Somit können Kenntnisse über den Grad der Deformation gewonnen werden. Selbstverständlich können auch weitere Messungen während des Belastens durchgeführt werden, die weitere diskontinuierliche Messergebnisse liefern. According to an advantageous embodiment, the optical detection of the applied mark is carried out continuously. As a result, preferably the deformation of the bearing element can be continuously documented over time, so that the deformation can be determined in real time and statements about the behavior of the bearing element during operation are possible. Alternatively, the optical detection of the applied marking takes place discontinuously. Thus, for example, the initial state before the loading and the final state after the loading of the bearing element can be detected optically, wherein a first and a second result is generated. The two states or the two results can then be compared with one another, the results preferably being quantified. Thus, knowledge about the degree of deformation can be gained. Of course, further measurements during the loading can be carried out, which provide further discontinuous measurement results.
Bei dem Belasten des Lagerelements kann es sich beispielsweise um die bei der Montage des Lagerelements auf eine Welle entstehenden radialen und/oder tangentialen Dehnungen der Lagerelemente handeln. Ebenfalls kann das Lagerelement im Betrieb des Lagers belastet werden, währenddessen unter anderem auch Lasten auf das Lager einwirken, die im Vorfeld nicht genau bekannt sind. Erst durch Kenntnisse dieser Beanspruchungen der Lagerelemente können Aussagen bezüglich der Lebensdauer und/oder des Einsatzverhaltens des Lagers getroffen werden. The loading of the bearing element may, for example, be the radial and / or tangential expansions of the bearing elements that arise on a shaft during assembly of the bearing element. Also, the bearing element can be charged during operation of the bearing, while inter alia, also act on the bearing loads that are not known exactly in advance. Only by knowing these stresses of the bearing elements statements can be made regarding the life and / or the operational behavior of the bearing.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel erfolgt das optische Erfassen der aufgebrachten Markierung mit einer Kamera. Dadurch kann zum Beispiel eine 2-dimensionale Verformungsmessung durchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann die Messung und Auswertung in Echtzeit erfolgen. Alternativ kann das optische Erfassen der aufgebrachten Markierung mit zwei Kameras erfolgen, wodurch eine Verformungsmessung in den drei Raumrichtungen durchgeführt werden kann. Für eine 3-dimensionale Messung können die beiden Kameras vorzugsweise nebeneinander angeordnet werden, wobei ihre Objektive auf die zu messende Stelle ausgerichtet sind, so dass stereoskopische Aufnahmen möglich sind. According to a further advantageous embodiment, the optical detection of the applied mark is carried out with a camera. As a result, for example, a 2-dimensional deformation measurement can be performed. Advantageously, the measurement and evaluation can be done in real time. Alternatively, the optical detection of the applied mark can be done with two cameras, whereby a deformation measurement in the three spatial directions can be performed. For a 3-dimensional measurement, the two cameras can preferably be arranged next to each other, with their lenses being aligned with the position to be measured, so that stereoscopic images are possible.
Die mindestens eine Kamera ist vorteilhafter Weise mit einer rechnergestützten Auswerteeinheit verbunden, welche die Bilder der Kamera zumindest abspeichert und auswertet. Möglichkeiten der rechnergestützten Auswertung von Bildern sind aus dem Stand der Technik bekannt. Vorteilhafterweise ermittelt die Auswerteeinheit aus den Differenzen der einzelnen Bilder die Lage- und Formveränderung des Messmusters an der Messstelle und den Verformungszustand über die Zeit. Bei vordefinierten Messmustern kann zum Beispiel auch der Effekt der Interferenz von sich überlagernden Linienmustern genutzt werden (Moiré-Muster). Darüber hinaus kann die Auswerteeinheit so gestaltet sein, dass sie den gemessenen Verformungszustand automatisch zum Beispiel mit einem mittels der Finite-Elemente-Methode (FEM) berechneten Verformungszustand vergleicht und Abweichungen anzeigt. The at least one camera is advantageously connected to a computer-aided evaluation unit, which at least stores and evaluates the images of the camera. Possibilities of computer-aided evaluation of images are known from the prior art. Advantageously, the evaluation unit determines from the differences of the individual images the position and shape change of the measuring pattern at the measuring point and the deformation state over time. For predefined measurement patterns, for example, the effect of Interference of overlapping line patterns are used (moiré pattern). In addition, the evaluation unit can be designed such that it automatically compares the measured deformation state with, for example, a deformation state calculated using the finite element method (FEM) and indicates deviations.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Kamera über Funk oder eine ähnliche drahtloses Verbindung mit der Auswerteeinheit verbunden. Es ist jedoch auch möglich, die Kamera über eine Leitung, beispielsweise über ein Kabel, mit der Auswerteeinheit zu verbinden. Preferably, the at least one camera is connected to the evaluation unit via radio or a similar wireless connection. However, it is also possible to connect the camera via a line, for example via a cable to the evaluation unit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Messvorrichtung, die zur optischen Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements mit einem oben beschriebenen Verfahren anwendbar ist. Dabei weist die Messeinrichtung einen Träger auf, der drehfest an dem Lagerelement anordenbar ist. Dadurch ist es möglich, den Verformungszustand des Lagerelements unmittelbar vor Ort in Echtzeit und auch im Betrieb des Lagers, zu messen. Somit sind Aussagen über das Einsatzverhalten des Lagerelements und dessen Lebensdauer möglich. Die drehfeste Ausbildung des Trägers kann beispielsweise durch eine Verschraubung oder auch magnetisch erzeugt werden. Generell ist aber auch eine temporäre Verklebung oder Ähnliches denkbar. Des Weiteren ermöglicht der Träger eine berührungslose Messung, so dass auf die zu messende Stelle keine anderen Einflüsse einwirken, die die Messergebnisse eventuell verfälschen könnten. Another aspect of the invention relates to a measuring device which is applicable for the optical determination of a deformation state of a bearing element with a method described above. In this case, the measuring device on a support which is rotatably on the bearing element can be arranged. This makes it possible to measure the deformation state of the bearing element directly on site in real time and also during operation of the bearing. Thus, statements about the operational behavior of the bearing element and its life are possible. The non-rotatable embodiment of the carrier can be generated for example by a screw or magnetically. In general, however, a temporary gluing or the like is conceivable. Furthermore, the carrier allows a non-contact measurement, so that act on the point to be measured no other influences that could falsify the measurement results.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Träger größenverstellbar ausgebildet. Dazu sind vorzugsweise Positionierhilfen und/oder Saugknöpfe und/oder Magnete und/oder Schraubverbindungen am Träger und/oder am Lagerelement angeordnet, die einen universellen Einsatz des Trägers an Lagerelementen unterschiedlicher Größe ermöglichen. Vorteilhafterweise ist der Träger teleskopartig ausgebildet und so in seiner axialen Länge und/oder in seiner radialen Breite auf die jeweilige Größe des zu messenden Lagerelements einstellbar. Dadurch kann vorteilhafterweise die Verformungsmessung unterschiedlicher Lagerelemente mit der gleichen Messvorrichtung durchgeführt werden, wodurch wiederum Kosten eingespart werden kann. According to a further advantageous embodiment, the carrier is designed adjustable in size. For this purpose, positioning aids and / or suction buttons and / or magnets and / or screw connections are preferably arranged on the carrier and / or on the bearing element, which enable a universal use of the carrier on bearing elements of different sizes. Advantageously, the carrier is formed telescopically and so adjustable in its axial length and / or in its radial width to the respective size of the bearing element to be measured. As a result, advantageously, the deformation measurement of different bearing elements can be performed with the same measuring device, which in turn can save costs.
In einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weist die Messvorrichtung eine Kamerahalterung für mindestens eine Kamera an einer fixierten Position auf. Somit kann die bereits oben beschriebene Kamera ortsfest mit der Messvorrichtung verbunden werden. In a further advantageous embodiment, the measuring device has a camera holder for at least one camera at a fixed position. Thus, the camera already described above can be fixedly connected to the measuring device.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Lagerelement, dessen Verformungszustand mittels des oben beschriebenen Verfahrens messbar ist. Dabei weist das Lagerelement Positionierhilfen für eine Messvorrichtung zur optischen Bestimmung des Verformungszustandes des Lagerelements auf, wobei die Messvorrichtung vorzugsweise wie oben beschrieben ausgebildet sein kann. Bei dem zu untersuchenden Lagerelement kann es sich um ein beliebiges Lagerelement eines Wälz-, Gleit- oder Linearlagers oder auch um Drehverbindungselemente im Allgemeinen handeln. Vorteilhafterweise weist das Lagerelement eine von außen zugängliche Stelle auf, auf die die optische Markierung aufbringbar ist. Another aspect of the present invention relates to a bearing element whose deformation state can be measured by the method described above. In this case, the bearing element positioning aids for a measuring device for optically determining the deformation state of the bearing element, wherein the measuring device may preferably be formed as described above. The bearing element to be examined may be any bearing element of a rolling, sliding or linear bearing or else rotary connecting elements in general. Advantageously, the bearing element has an externally accessible point, to which the optical marking can be applied.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. Dabei sind die Zeichnungen rein exemplarischer Natur und sollen nicht den Schutzbereich der Anmeldung festlegen. Dieser wird allein durch die anhängigen Ansprüche definiert. In the following, the invention will be described in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. The drawings are purely exemplary in nature and are not intended to determine the scope of the application. This is defined solely by the appended claims.
Es zeigen: Show it:
Im Folgenden werden gleiche oder funktionell gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. In the following, the same or functionally equivalent elements are identified with the same reference numerals.
In einem zweiten Schritt II wird die aufgebrachte Markierung vor der Belastung des Lagerelements optisch erfasst, wobei ein erstes Ergebnis generiert wird, das als Ausgangszustand beziehungsweise Referenz dient. In a second step II, the applied marking is optically detected before the load of the bearing element, wherein a first result is generated, which serves as an initial state or reference.
Im Anschluss wird das Lagerelement in einem dritten Schritt III belastet. Bei der Belastung kann es sich beispielsweise um die bei der Montage des Lagerelements auf eine Welle entstehenden radialen und/oder tangentialen Dehnungen des Lagerelements handeln. Belastungen treten natürlich auch im Betrieb des Lagerelements auf, wo beispielsweise auch Lasten auf das Lager einwirken, die im Vorfeld nicht genau bekannt sind, und die mit Hilfe des vorgestellten Verfahrens ermittelbar sind. Natürlich kann das Lagerelement auch mit anderen aus dem Stand der Technik bekannten Methoden, die eine Deformation verursachen, belastet werden. Subsequently, the bearing element is loaded in a third step III. The load may be, for example, the radial and / or tangential expansions of the bearing element that arise on a shaft during assembly of the bearing element. Of course, loads also occur during operation of the bearing element, where, for example, also loads acting on the bearing, which are not known in advance, and which can be determined with the aid of the presented method. Of course, the bearing element may also be loaded with other methods known in the art which cause deformation.
In einem weiteren Schritt IV erfolgt, wie in
Aufgrund der erhaltenen optischen Messung erfolgt in einem Verfahrensschritt V ein Beurteilen einer aufgrund der Belastung entstehenden Veränderung der optischen Markierung, um den Verformungszustand des Lagerelements zu bestimmen, wobei eine rechnergestützte Auswerteeinheit eingesetzt wird. So kann beispielsweise, wie in
Die
Dabei können an den Schenkeln
Alternativ zu den am Träger
Weiterhin kann statt der einen Kamera
Die Kamera/s
Statt des in den Figuren beispielhaft dargestellten Lageraußenrings
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur optischen Bestimmung eines Verformungszustandes eines Lagerelements bereitgestellt, das zur Bestimmung der realen Beanspruchung des Lagerelements während und/oder nach einer Beanspruchung verwendet werden kann, und mit dem Kenntnisse über die Lebensdauer und/oder über das Einsatzverhalten des Lagerelements gewonnen werden können. Dieses wird dadurch erreicht, dass auf einer Oberfläche des Lagerelements eine optisch erfassbare Markierung aufgebracht wird, die vor und nach einer Belastung des Lagerelements optisch erfasst wird. Im Anschluss wird die dabei entstehende Veränderung der optischen Markierung beurteilt, so dass Rückschlüsse auf die Beanspruchung des Lagerelements möglich sind. Ein Vorteil des vorgestellten Verfahrens ist zum Beispiel, dass es sich um eine berührungslose Messmethode zur Bestimmung des Verformungszustandes eines Lagerelements handelt, so dass Messfehler beispielsweise aufgrund von Zwischenelementen vermeidbar sind. According to the invention, a method for the optical determination of a deformation state of a bearing element is provided, which can be used to determine the real stress of the bearing element during and / or after a stress, and can be gained with the knowledge of the life and / or on the use behavior of the bearing element , This is achieved in that on a surface of the bearing element, an optically detectable mark is applied, which is optically detected before and after a load of the bearing element. Subsequently, the resulting change in the optical marking is assessed, so that conclusions about the stress of the bearing element are possible. An advantage of the presented method is, for example, that it is a non-contact measuring method for determining the deformation state of a bearing element, so that measurement errors, for example due to intermediate elements, can be avoided.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Messvorrichtung measuring device
- 22
- Lageraußenring Bearing outer ring
- 2a, 2b 2a, 2b
- Kontaktfläche des Lageraußenrings Contact surface of the bearing outer ring
- 4 o4 o
- ptisch erfassbare Markierung digital detectable mark
- 66
- Träger carrier
- 6-1, 6-2 6-1, 6-2
- Schenkel des Trägers Leg of the wearer
- 6a, 6b 6a, 6b
- Kontaktfläche des Trägers Contact surface of the carrier
- 8, 8a, 8b 8, 8a, 8b
- Kamera camera
- 10 10
- Halteelement für Kamera Retaining element for camera
- 12 12
- Aussparung recess
- 14 14
- Vorsprung head Start
- 16 16
- Auswerteeinheit evaluation
- 18a, 18b 18a, 18b
- Sender transmitter
- 20 20
- Empfänger receiver
- 22 22
- Kabel electric wire
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102008061553 A1 [0004] DE 102008061553 A1 [0004]
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