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Technisches Umfeld
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufkleber zum Anbringen an einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, und ein Zustandsüberwachungssystem für das Überwachen einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zumindest einen derartigen Aufkleber und zumindest eine Vorrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, Daten von zumindest einem derartigen Aufkleber zu erfassen. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt für das Überwachen des Zustands einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente.
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Hintergrund der Erfindung
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Zustandsüberwachung ist der Vorgang, den Zustand von Maschinen mit sich drehenden Komponenten festzustellen, während die sich drehenden Komponenten in Betrieb sind. Die Zustandsüberwachung ermöglicht es, problematische Komponenten vor ihrem Ausfall zu reparieren, und hilft nicht nur dem Betriebspersonal, die Möglichkeit von katastrophalen Ausfällen zu reduzieren, sondern ermöglicht es ihnen auch, die Teile vorab zu bestellen, die Arbeitskräfte einzuteilen, und andere Reparaturen während des Stillstands zu planen.
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Sich drehende Komponenten, wie beispielsweise Lager, werden oft in kritischen Anwendungen verwendet, in denen ihr Dienstausfall in einem signifikanten kommerziellen Verlust für den Endverbraucher resultieren würde. Es ist deshalb wichtig, derartige sich drehende Komponenten zu überwachen, um eine Intervention so zu planen, dass sie einen Dienstausfall verhindert, während der Verlust, der auftreten kann, wenn die fragliche Maschinerie außer Dienst gestellt wird, um das Lager zu ersetzen minimiert wird.
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Die Restlebensdauer eines Wälzlagers wird im Allgemeinen durch einen Verschleiß der Arbeitsflächen in Folge von wiederholten Belastungen im Arbeitsgebrauch festgelegt. Der Verschleißausfall eines Wälzlagers entsteht durch ein schrittweises Abblättern oder Fressen der Flächen der Wälzkörper und der Flächen der entsprechenden Laufringe. Das Abblättern und Einfressen kann ein Festfressen von einem oder mehreren Wälzkörpern verursachen, was wiederum übermäßige Wärmeentwicklung, Druck und Reibung erzeugen kann.
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Lager werden für spezifische Anwendungen auf Basis einer berechneten oder vorhergesagten Restlebensdauererwartung ausgewählt, die kompatibel ist mit der erwarteten Art des Gebrauchs in der Anwendung, in welcher sie verwendet werden. Dennoch wird diese Art der Lebensdauervorhersage als inadäquat zum Zweck der Wartungsplanung aufgrund mehrerer Gründe erachtet.
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Ein Grund ist, dass die tatsächlichen Betriebsbedingungen ziemlich unterschiedlich zu den nominalen Bedingungen sein können. Ein anderer Grund ist, dass eine Lagerrestlebensdauer durch kurzzeitige Ereignisse oder ungeplante Ereignisse, wie beispielsweise Überlastungen, Schmierungsausfälle, Einbaufehler etc. radikal verkürzt werden kann. Noch ein weiterer Grund ist, dass, auch wenn die nominellen Betriebsbedingungen im Betrieb akkurat dargestellt sind, der inhärente zufällige Charakter des Verschleißprozesses Anlass geben kann für große statistische Variationen in der tatsächlichen Restlebensdauer von im Wesentlichen identischen Lager.
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Um die Instandhaltungsplanung zu verbessern, ist es allgemeine Praxis, die Werte von physikalischen Größen, die den Vibrationen und der Temperatur zugeordnet sind, denen eine Komponente, wie beispielsweise ein Lager, im Betriebsgebrauch ausgesetzt sind, zu überwachen, um so fähig zu sein, Anzeichen eines anstehenden Ausfalls zu detektieren.
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In einem Zustandsüberwachungssystem werden Daten üblicherweise von zumindest einem Sensor erhalten, der an einem Maschinengehäuse nahe der zu überwachenden sich drehenden Komponente bereitgestellt ist, und dessen Daten üblicherweise in einer kabelgebundenen oder kabellosen Weise übertragen und einem Analysten dargestellt werden. Dies kann jedoch in langen Übertragungs- und Anzeigezeiten resultieren, und es kann schwierig sein, die Daten anzuzeigen oder zu interpretieren. Die Übertragung, die Anzeige, die Speicherung und die Interpretation derartiger Daten können eine signifikante Menge an Energie, Zeit und Expertise erfordern, und dementsprechend die Rate, mit der Messungen und Analysen gemacht werden, verringern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Art der Überwachung einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung eines Aufklebers zum Anbringen an einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, das heißt direkt an einem Teil einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, deren Gehäuse, oder direkt in der Nachbarschaft eines Komponententeils oder seines Gehäuses. Der Aufkleber umfasst einen Schwingungsstatusindikator, der dazu ausgelegt ist, anzuzeigen, wenn die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, ein vorgegebenes Ausmaß übersteigt. Ein derartiger Aufkleber kann sofort die Aufmerksamkeit eines Bedieners auf sich ziehen, und ermöglicht einem Nutzer, schnell und einfach zu bestimmen, dass die Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, nicht in der Weise funktioniert, die schädlich für die zumindest eine sich drehende Komponente, die zu überwachen ist, ist. Eine Information betreffend den Schwingungszustand von zumindest einem Teil der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente während des Betriebs kann nämlich allein dadurch erhalten werden, dass man den Aufkleber betrachtet, wodurch ein Benutzer und/oder ein Komponentenhersteller eine grafische Ja-/Nein-Antwort auf die Frage erhält, ob eine Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, während des Gebrauchs übermäßig schwingt.
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Alternativ oder zusätzlich kann ein Bild des Aufklebers erfasst werden, durch ein Scannen oder Fotografieren des Aufklebers und Übertragen eines Bilds an einen Benutzer und/oder Maschinen-/Komponentenhersteller für eine Analyse, die beispielsweise eine Bilderkennung und/oder Bildanalyse verwendet, und/oder für eine Speicherung. Indem ein derartiger Aufkleber verwendet wird, wird die Notwendigkeit vermieden, die tatsächlichen Schwingungsdaten zu übermitteln und/oder anzuzeigen und/oder zu speichern. Die Datenverarbeitungszeit kann kürzer sein und die Datenspeicheranforderungen können geringer sein.
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Ein Nutzer und/oder ein Maschinen-/Komponentenhersteller kann deshalb gewarnt werden, dass die Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, auf eine Weise betrieben wird, die für die zumindest eine sich drehende Komponente, die überwacht wird, schädlich ist. Eine übermäßige Schwingung kann durch eine schlechte Installation, schlechte Betriebspraktiken, wie beispielsweise Fehlstellung, Unwucht, Schmierausfall und Verunreinigung, übermäßige Belastungen, übermäßige Betriebsgeschwindigkeit, Ermüdungsausfall, Verschleiß, Überhitzung, Korrosion und/oder Aussetzen von mechanischen Stößen etc. verursacht sein. Derartige Ursachen für eine übermäßige Schwingung können die Restlebensdauer der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente reduzieren, wenn sie unkorrigiert gelassen werden. Die Schwingungsstatusinformation, die von dem Aufkleber erhalten wird, kann verwendet werden, um festzustellen, wenn es notwendig oder gewünscht ist, eine sich drehende, zu überwachende Komponente zu kontrollieren, zu warten oder zu ersetzen oder zu erneuern.
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Der Begriff „Aufkleber”, wie in diesem Dokument verwendet, ist dazu gedacht, ein Teil eines Materials zu bezeichnen, wie beispielsweise Papier, Plastik oder Metall oder ein beliebiges geeignetes Material oder Kombinationen von Materialien. Der Aufkleber ist dazu ausgelegt, dauerhaft oder nicht dauerhaft an zumindest einem Teil einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, oder in deren Nähe mittels beispielsweise Anhaftung, angebracht zu sein. Der Schwingungsstatusindikator wird an einem Ort angeordnet, wo er gesehen werden kann und/oder durch einen Benutzer oder durch ein Gerät zugänglich ist, das angeordnet ist, um Informationen von dem Aufkleber aufzunehmen, wie beispielsweise ein Gerät mit bildaufnehmenden Mitteln.
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Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Schwingungsstatusindikator einen Behälter mit einem Fluid und einem Färbemittel, das ein physikalisches oder chemisches Färbemittel sein kann, und das dazu ausgelegt ist, die Farbe des Fluids zu ändern oder die Farbe zu beeinflussen, wenn die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Die Vorsehung einer Farbe oder einer Farbänderung sollte von dem menschlichen Auge und/oder durch ein Gerät, das Informationen von dem Aufkleber erfasst, leicht detektierbar sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Schwingungsstatusindikator ein piezoelektrisches Element aufweisen, das angeordnet ist, um Elektrizität zu erzeugen, wenn die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet. Die Elektrizität kann beispielsweise verwendet werden, um eine lichtimitierende Diode (LED) mit Strom zu versorgen, die anzeigt, dass die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschritten hat.
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Alternativ oder zusätzlich weist der Vibrationsstatusindikator ein gedrucktes Symbol, wie beispielsweise ein Gitter auf, das dazu ausgelegt ist, zu verschwimmen, wenn es betrachtet oder fotografiert wird, wenn die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet.
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Alternativ oder zusätzlich umfasst der Schwingungsstatusindikator ein Material, das dazu ausgelegt ist, detektierbar eine seiner Eigenschaften zu ändern, wie beispielsweise seine Farbe, seine Form oder Größe, wenn die Schwingung der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschritten hat.
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Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Aufkleber ein maschinenlesbares Label, wie beispielsweise einen Quick Response(QR)-Code oder Barcode auf, der Informationen über die Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente beinhaltet, wie beispielsweise eine Seriennummer und/oder eine Art der sich drehenden Komponente und/oder eine Information von dem Hersteller. Die Information, die auf dem maschinenlesbaren Label beinhaltet ist, kann den Daten, die von dem Aufkleber während des Gebrauchs der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente aufgenommen werden, zugeordnet sein, wodurch die Leistung der Maschine mit mindestens einer sich drehenden Komponente nachverfolgt und optional aufgenommen werden kann. Optional kann das maschinenlesbare Label, wenn es zusammen mit einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente oder zusammen mit der sich drehenden Komponente bereitgestellt ist, als ein Fälschungs-Überwachungselement von einem Endbenutzer verwendet werden, um die Authentizität der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente oder die der sich drehenden Komponente zu überprüfen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Aufkleber einen Temperaturindikator und optional einen Temperatursensor, der die aktuelle Temperaturablesung anzeigt, der ein Indikatorelement aufweist (beispielsweise eine Temperaturskala oder eine LED), die dazu ausgelegt ist, anzuzeigen, wenn eine Temperatur der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente eine vorgegebene Temperatur überschreitet.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Aufkleber zumindest einen Alarm auf, der dazu ausgelegt ist, eine Alarmbedingung anzuzeigen. Beispielsweise kann ein akustisches oder optisches Alarmsignal von dem Aufkleber und/oder von einem Gerät, das eine Information von dem Aufkleber erfasst, oder von einem Prozessor, der eine Information, die von dem Gerät erfasst worden ist, verarbeitet, ausgegeben werden, wenn eine übermäßige Schwingung und/oder eine übermäßige Temperatur detektiert worden ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der Aufkleber ein Energiegewinnungsmittel, um Energie, die von der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente erzeugt wird, zu verwenden. Derartige gewonnene Energie kann verwendet werden, um eine einfache digitale Information von dem Aufkleber zu übertragen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die sich drehende Komponente, die zu überwachen ist, zumindest ein Teil eines der folgenden: ein Kugellager, ein Rollenlager, ein Nadellager, ein Kegelrollenlager, ein Pendelrollenlager, ein Toroidalrollenlager, ein Axialkugellager, ein Axial-Rollenlager, ein Axial-Kegelrollenlager, ein Radlager, eine Radlagereinheit, ein Großwälzlager, eine Kugelrollspindel, ein Zahnrad oder eine Komponente für eine Anwendung, die alternierenden Hertzschen Drücken ausgesetzt ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Zustandsüberwachungssystem zum Überwachen eines Zustands von zumindest einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zumindest einen Aufkleber gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung und eine Vorrichtung aufweist, die dazu ausgelegt ist, Informationen von dem zumindest einen Aufkleber zu erfassen. Die Information kann von dem Aufkleber kontinuierlich, periodisch, zufällig, auf Anfrage und/oder zu irgendeiner beliebigen geeigneten Zeit aufgenommen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Vorrichtung angeordnet, um ein Bild von dem zumindest einen Aufkleber zu erfassen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Zustandsüberwachungssystem eine Benutzerschnittstelle auf, die angeordnet ist, um es einem Benutzer und/oder Hersteller zu ermöglichen, Informationen betreffend die Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente oder betreffend die zumindest eine sich drehende Komponente einzugeben, wobei die eingegebene Information dem mindestens einen Aufkleber zugeordnet ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Zustandsüberwachungssystem einen Prozessor auf, der angeordnet ist, um eine Information, die von dem zumindest einen Aufkleber erfasst wird, zu verarbeiten.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Zustandsüberwachungssystem eine Speichervorrichtung auf, die angeordnet ist, um eine Information, die von dem zumindest einen Aufkleber erfasst wird, zu speichern.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Zustandsüberwachungssystem eine Liste von Maschinenmodellen und/oder Informationen über das Maschinenmodell auf, und ist dazu ausgebildet, diese bereitzustellen. Einem Benutzer eines Zustandsüberwachungssystems kann nämlich eine Liste der Maschinenmodelle, die eine oder mehrere Arten von Maschinen aufweisen kann, wie beispielsweise elektrische Motoren, Pumpen, Getriebekästen etc. angeboten werden. Ein Benutzer kann eine Maschine, die zu überwachen ist, aus der Liste der Maschinenmodelle auswählen, und zumindest eine sich drehende Komponente der Maschine mit der Maschine, die zumindest einen Aufkleber verwendet, verknüpfen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Überwachen eines Zustands von zumindest einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente. Das Verfahren weist die Schritte auf des Anbringens zumindest eines Aufklebers gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung an zumindest einem Teil der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, (optional des Zuordnens des zumindest einen Aufklebers zu der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente), und des Erfassens von Informationen von dem zumindest einen Aufkleber, um den Zustand der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, zu überwachen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogrammprodukt, wie beispielsweise eine Anwendung, die ein Computerprogramm mit einem Computerprogrammcodemittel aufweist, das dazu ausgelegt ist, einen Computer oder einen Prozessor zu veranlassen, die Schritte auszuführen des Zuordnens des mindestens einen Aufklebers zu mindestens einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, und des Erfassens von Informationen von dem zumindest einen Aufkleber in einem Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium oder einer Trägerwelle gespeichert ist.
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Der Aufkleber, das Zustandsüberwachungssystem, das Verfahren und/oder das Computerprogrammprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um beliebige Maschinen mit zumindest einer sich drehenden Komponente zu überwachen, die in einer Automobilanwendung, Luft- und Raumfahrtanwendung, Eisenbahnanwendung, Bergbauanwendung, Windanwendung, Seefahrtanwendung, Metallherstellungsanwendung oder einer anderen Anwendung verwendet wird, in der eine übermäßige Schwingung von zumindest einem Teil einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, nicht wünschenswert ist.
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Es sollte bemerkt werden, dass jede Eigenschaft von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer anderen Eigenschaft aus einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kombiniert werden kann, solange die Beschreibung nicht explizit eine derartige Kombination ausschließt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend weiter mittels nicht limitierender Beispiele mit Bezug auf die anhängigen schematischen Figuren beschrieben, wobei;
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1 einen Aufkleber gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in sowohl dem normalen als auch in dem nicht normalen Betrieb der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, zeigt,
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2 einen Aufkleber gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung in sowohl dem normalen als auch in dem nicht normalen Betrieb einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, zeigt, und
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3 einen Schwingungsstatusindikator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
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4 ein Zustandsüberwachungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und
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5 ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, zeigt.
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Es sollte bemerkt werden, dass die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstäblich gezeichnet sind, und dass die Dimensionen von bestimmten Eigenschaften zum Zweck der Klarheit übertrieben sein können.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1a zeigt einen Aufkleber 10 zum Anbringen an zumindest einem Teil einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, während eines normalen Betriebs der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, wobei das Schwingungsausmaß der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß nicht überschreitet, sondern für diese Anwendung innerhalb eines normalen Bereichs für die Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente liegt. Das vorgegebene Ausmaß kann von einem Hersteller oder Benutzer in Abhängigkeit von der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente und der Anwendung, in der die Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente verwendet wird, festgelegt/gewählt sein. Ein Hersteller wird nämlich unterschiedliche Aufkleber 10 mit unterschiedlichen Schwellenwertindikatoren 12 für einen Gebrauch mit unterschiedlichen Komponenten und/oder für einen Gebrauch in unterschiedlichen Anwendungen bereitstellen. Ein Hersteller kann einen geeigneten Aufkleber 10 an einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente oder an der sich drehenden Komponente selbst bereitstellen, die an einen Endverbraucher geliefert wird, oder innerhalb der Verpackung der Maschine 11 oder der sich drehenden Komponente.
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Während normaler Betriebsbedingungen überschreitet weder das Schwingungsausmaß noch die Temperatur der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß/Schwellenwert, sondern liegt innerhalb eines normalen Bereichs für eine bestimmte Komponente in einer bestimmten Anwendung. Das vorgegebene Ausmaß kann von einem Hersteller oder einem Benutzer in Abhängigkeit von der Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente und der Anwendung, in der die Maschine mit mindestens einer sich drehenden Komponente, verwendet wird, festgelegt/gewählt werden. Ein Maschinen- oder Komponentenhersteller kann einen geeigneten Aufkleber 10 an einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die an einen Endverbraucher geliefert wird, oder innerhalb der Komponentenverpackung, bereitstellen.
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1b zeigt den gleichen Aufkleber 10 während eines nicht normalen Betriebs der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, wobei das Schwingungsausmaß und die Temperatur der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß/Schwellenwert überschreitet und oberhalb dessen liegt, was als ein normaler Schwingungs-/Temperaturbereich für die Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente in der Anwendung betrachtet wird. Der Schwingungsstatusindikator LED 12 leuchtet auf oder verändert seine Farbe, um anzuzeigen, dass die Schwingung des zumindest einen Teils einer Maschine mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, ein vorgegebenes Ausmaß überschritten hat.
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Der Aufkleber 10, der in 1 dargestellt ist, weist nämlich einen Schwingungsstatusindikator 12 auf, der angeordnet ist, um anzuzeigen, wenn eine Schwingung der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet, wobei das vorgegebene Ausmaß/Schwellenwert in Abhängigkeit des Maschinenmodells, der Anwendung und/oder der Betriebsbedingungen, in denen die Maschine verwendet wird, geändert werden kann. Der Aufkleber 10 kann ein Papieretikett sein, das eine Klebschicht auf seiner Rückfläche aufweist, wodurch der Aufkleber 10 entfernbar an der Oberfläche eines Teils einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente befestigt werden kann, indem die klebrige Rückseite des Aufklebers 10 gegen die Fläche gepresst wird. Alternativ kann der Aufkleber an einer Fläche in der Nähe der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, angebracht werden.
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Der Aufkleber 10, der in 1 gezeigt ist, weist einen Schwingungsstatusindikator 12 auf, der dazu ausgelegt ist, seine Farbe zu verändern, wenn die Schwingung eines Teils der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, an der der Aufkleber befestigt ist, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet. Beispielsweise kann der Schwingungsstatusindikator 12 dazu ausgelegt sein, grün zu sein, wenn die Schwingung an oder unterhalb des besagten Ausmaßes ist, und rot sein, wenn die Schwingung das vorgegebene Ausmaß überschreitet. Eine derartige Farbänderung kann leicht von einem Verwender, der den Aufkleber betrachtet, oder von einem Gerät, das Informationen von dem Aufkleber erfasst, wie beispielsweise eine Kamera, die ein Bild von dem Aufkleber 10 für eine Bilderkennung und/oder Verarbeitung aufnimmt, detektiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Schwingungsstatusindikator 12 ein gedrucktes Symbol, wie beispielsweise ein Gitter (nicht gezeigt) aufweisen, das dazu ausgelegt ist, verschwommen zu werden, wenn die Schwingung der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet, beispielsweise wenn die Eigenschaften des Symbols dazu gebracht werden, sich mit mindestens einer Geschwindigkeit von 7 mm/s oder mehr aufgrund der Schwingung in der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, zu bewegen.
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Der Aufkleber 10, der in 1 dargestellt ist, weist außerdem ein maschinenlesbares Label 14, wie beispielsweise einen Quick Response(QR)-Code oder einen Barcode auf, der Informationen über die zumindest eine sich drehende Komponente, die in der Maschine installiert ist, aufweist, wie beispielsweise eine eineindeutige Seriennummer für die zumindest eine sich drehende Komponente und/oder die Art der Maschine oder der zumindest einen sich drehende Komponente, und/oder eine Information darüber, wie die Maschine oder die zumindest eine sich drehende Komponente verwendet werden sollte. Ein Benutzer kann dieses maschinenlesbare Label scannen oder fotografieren und die zumindest eine sich drehende Komponente, die zu überwachen ist, einer speziellen Maschine in einer Fabrik und/oder einem Platz der Maschine, und/oder einer geografischen Stelle und/oder einem Endnutzer und/oder einem Installationsdatum und/oder Tagen/Stunden des Gebrauchs, zuordnen, so dass Informationen, die von dem Aufkleber 10 erfasst werden, oder beliebige andere relevante Informationen, die von einem Nutzer oder Hersteller eingegeben worden sind, einer bestimmten sich drehenden Komponente in einer bestimmten Maschine zugeordnet werden können.
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Der Aufkleber 10, der in 1 dargestellt ist, weist weiterhin einen Temperaturindikator 16, nämlich ein Thermometer auf, das ein Indikatorelement (eine Temperaturskala) aufweist, die dazu ausgelegt ist, anzuzeigen, wenn eine Temperatur der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente eine vorgegebene Temperatur überschreitet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Temperaturindikator 16 auch ein Temperatursensor, der eine tatsächliche Temperaturauslesung anzeigt. Das Thermometer wird anzeigen, wenn die Temperatur des Teils der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die überwacht wird, eine vorbestimmte Temperatur, wie beispielsweise 100°C, überschreitet.
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Der Aufkleber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine beliebige Größe, Dicke, Farbe und Form aufweisen, und kann optional mehr Informationen, Geräte oder Sensoren als die hierin dargestellten und beschriebenen beinhalten. Beispielsweise kann der Aufkleber 10 Energiegewinnungsmittel aufweisen, die verwendbar sind, um Energie, die von der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, erzeugt wird, eine Batterie, oder eine Energieerzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Solarpanel aufweisen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann, sobald eine übermäßige Schwingung oder Temperatur detektiert wurde, ein Schwingungsstatusindikator 12 und/oder ein Temperaturstatusindikator 16 dazu ausgelegt sein, in dem Anzeigestatus der übermäßigen Schwingung oder übermäßigen Temperatur zu verbleiben, sodass ein Benutzer die Tatsache nicht verpasst, dass eine übermäßige Schwingung oder Temperatur detektiert worden ist. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann jedoch, sobald eine übermäßige Schwingung oder Temperatur detektiert worden ist, ein Schwingungsstatusindikator 12 bzw. ein Temperaturstatusindikator 16 dazu ausgelegt sein, den Status der Anzeige, dass keine übermäßige Schwingung oder keine übermäßige Temperatur detektiert worden sind, entsprechend umkehren.
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2a zeigt einen Aufkleber 10 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Anbringen an zumindest einem Teil einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die zu überwachen ist, während normalen Betriebsbedingungen der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, wobei das Schwingungsausmaß der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß nicht überschreitet, sondern innerhalb eines normalen Bereichs für die Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente in dieser Anwendung liegt.
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2b zeigt den gleichen Aufkleber 10 während eines nicht normalen Betriebs der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, wobei das Schwingungsausmaß der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet und oberhalb dessen liegt, was als normaler Schwingungsbereich für die Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente in dieser Anwendung betrachtet wird.
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Der Aufkleber 10, der in 2 illustriert ist, weist zwei LEDs auf, die mit „VIB” 12 und „TEMP” 16 bezeichnet sind, die dazu ausgelegt sind, aufzuleuchten, wenn die Schwingung oder die Temperatur der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die sie überwachen, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet, wodurch das Licht von dem menschlichen Auge und/oder einer Vorrichtung, die eine Information von dem Aufkleber 10 erfasst, detektierbar ist.
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Ein Aufkleber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um den Betrieb von zumindest einer sich drehenden Komponente 28 in zumindest einer Maschine 11 zu überwachen, aber er kann auch verwendet werden, um Fehler, wie beispielsweise eine Unwucht oder eine Fehlstellung, von einer oder mehreren Maschinen zu detektieren, das heißt nicht nur Fehler, die von der zumindest einen sich drehenden Komponente 28 verursacht werden.
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3 zeigt Bauteile eines Schwingungsstatusindikators 12, wie er in 1 dargestellt ist. Der Schwingungsstatusindikator 12 umfasst einen Behälter 18 mit einem Fluid 20, das heißt einer Flüssigkeit oder einem Gas, und einem Färbemittel 22, das dazu ausgelegt ist, die Farbe des Fluids in dem Behälter zu ändern, wenn die Schwingung der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet, wodurch die Farbänderung leicht von einem Benutzer, der den Aufkleber betrachtet, oder einer Vorrichtung, die Informationen von dem Aufkleber 10 mit dem Schwingungsstatusindikator 12 erfasst, detektiert werden kann.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Färbemittel 22 in gefärbten Teilchen, wie beispielsweise Teilchen eines roten Pigments oder kleine Plastikkügelchen. Im normalen Betrieb verbleibt das Färbemittel in dem unteren Teil des Behälters 18 hinter einer Abdeckung 24, die den unteren Teil des Behälters 18 abdeckt (wobei aus Klarheitszwecken die Abdeckung 24 auf die rechte Seite des Behälters in 3 gezogen ist). Wenn die Schwingung einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, die überwacht wird, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet, verursachen die Turbulenzen, die in dem Fluid 20 erzeugt werden, dass das Färbemittel 22 sich mit dem Fluid 20 in dem oberen Teil des Behälters 18 oberhalb der Abdeckung 24 mischt.
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4 zeigt ein Zustandsüberwachungssystem 26 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann verwendet werden, um den Zustand einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28 zu überwachen, und weist einen Aufkleber 10 oder mehrere Aufkleber 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf, und eine oder mehrere Vorrichtungen 30, die dazu ausgelegt ist/sind, Informationen von einem oder mehreren Aufklebern 10 zu erfassen. Einer oder mehrere Aufkleber 10 können an jeder Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28 angebracht sein. Alternativ kann ein einzelner Aufkleber 10 zwischen mehreren Maschinen 11 mit zumindest einen sich drehenden Komponente 28 angeordnet sein, um das Schwingungsausmaß zwischen ihnen zu detektieren.
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Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ein Zustandsüberwachungssystem 26 zum Überwachen des Zustands einer Maschine 11 mit zwei Wälzlagern 28 während ihres Betriebs. Der Innenring und/oder Außenring von jedem Lager 28 kann eine beliebige Größe haben und eine beliebige Lastaufnahmekapazität aufweisen. Ein Innenring und/oder ein Außenring kann beispielsweise einen Durchmesser von bis zu wenigen Meter haben und eine Lastaufnahmekapazität von bis zu vielen Tausenden von Tonnen aufweisen. Das System 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch verwendet werden, um den Zustand von ein oder mehreren Maschinen mit einer oder mehreren Komponenten beliebiger Art und nicht notwendigerweise immer der gleichen Größe oder Art, zu überwachen.
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Die Vorrichtungen 30 können in der Hand haltbare und/oder tragbare oder nicht tragbare Vorrichtungen sein, die von einem Benutzer getragen oder bewegt werden können, um beispielsweise jeden Aufkleber zu scannen oder zu fotografieren, oder sie können an einer speziellen Stelle befestigt sein, um Informationen von einem oder mehreren Aufklebern 10 zu erfassen. Eine Vorrichtung 30 kann ein Mobiltelefon, ein Medienplayer, ein Persönliches Kommunikationssystem(PCS)-Terminal ein Persönlicher Datenassistent (PDA), ein Laptop-Computer, ein Palmtop-Empfänger oder eine Kamera sein. Eine Vorrichtung 30 kann beispielsweise eine Anwendung aufweisen, die ein Computerprogramm umfasst, das Computerprogrammcodemittel beinhaltet, die dazu ausgelegt sind, einen Computer oder einen Prozessor 32 zu veranlassen, die Schritte auszuführen des Zuordnens des zumindest einen Aufklebers zu zumindest einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, und des Erfassens von Informationen von dem zumindest einen Aufkleber 10 in einem Verfahren gemäß einem der Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann einen Prozessor 32 aufweisen, der angeordnet ist, um Informationen, die von zumindest einem Aufkleber 10 erfasst werden, zu verarbeiten. Die Daten können von einer Vorrichtung 30 an einen zentralen, lokalen oder entfernten Prozessor 32 in einer kabelgebundenen Weise oder kabellosen Weise über ein kabelloses Kommunikationsnetzwerk übertragen werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann zumindest eine Vorrichtung 30 ein Verfahren 32 aufweisen, zum Analysieren der Daten von dem Aufkleber 10. Der Prozessor 32 kann eine Bilderkennungs- und/oder Bildverarbeitungssoftware aufweisen. Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann auch eine Liste von Maschinenmodellen und von Informationen betreffend jedes Maschinenmodell, wie beispielsweise die Position von der zumindest einen sich drehenden Komponente in einer Maschine, Alarmgrenzen, Verhaltenseigenschaften, aufweisen, und ist dazu ausgelegt, diese bereitzustellen. Diese vordefinierten Maschinenmodelle können von einem Betreiber während der Kommissionierung verwendet werden.
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Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann auch eine Speichervorrichtung 34, wie beispielsweise eine Datenbank, aufweisen, die dazu ausgelegt ist, Informationen, die von dem zumindest einen Aufkleber 10 erfasst werden, zu speichern, wodurch die Information vorzugsweise in einer Weise gespeichert wird, die leicht einer speziellen Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, zugeordnet werden kann. Die Speichervorrichtung 34 kann von einem Hersteller der Maschine(n) 11, mit zumindest einer sich drehende Komponente 28, die überwacht wird, gewartet werden. Die Daten, die von mehreren Maschinen 11 mit zumindest einer drehenden Komponente 28 eines speziellen Typs erfasst werden, die in gleichen oder ähnlichen Anwendungen verwendet werden, können es einem Hersteller ermöglichen, die Leistung der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente nachzuverfolgen und/oder weitere Informationen über das Verhältnis zwischen der Leistungsfähigkeit von verschiedenen Maschinen 11 mit sich drehenden Komponenten von verschiedenen Komponentenarten und Bedingungen des Betriebs zu extrahieren, um so den Service für die Endkunden zu verbessern.
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Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann Anzeigemittel 36 aufweisen, wie beispielsweise einen Anzeigebildschirm an einer zentralen, entfernten oder lokalen Stelle, oder in einer oder mehreren der Vorrichtungen 30, die dazu ausgelegt ist/sind, Informationen von dem einen oder den mehreren Aufklebern 10 zu erfassen, sodass ein Benutzer und/oder Hersteller die erfassten oder gespeicherten Daten betrachten kann.
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Es sollte bemerkt werden, dass nicht alle der Komponenten des Zustandsüberwachungssystems 26 notwendigerweise in der Umgebung der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, angeordnet sein müssen. Beispielsweise kann die Speichervorrichtung 34 an einer entfernten Stelle angeordnet sein und mit zumindest einem Prozessor 32 und/oder zumindest einer Vorrichtung 30 zum Erfassen von Informationen mittels beispielsweise eines Servers kommunizieren. Alternativ können der Prozessor 32, die Anzeigevorrichtung 36, die Benutzerschnittstelle 30, die Speichervorrichtung 34 in der gleichen Einheit, wie beispielsweise einem Arbeitsplatzcomputer oder einer Vorrichtung 30 zum Erfassen von Informationen von dem zumindest einen Aufkleber 10, angeordnet sein.
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Das Zustandsüberwachungssystem 26 kann sogar eine Benutzerschnittstelle 38 aufweisen, die dazu ausgelegt ist, es einem Benutzer und/oder Hersteller ermöglicht, Informationen betreffend die zumindest eine Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, einzugeben, wobei die eingegebenen Informationen dem zumindest einen Aufkleber 10 und optional gespeicherten Informationen zugeordnet sind, die von dem zumindest einen Aufkleber 10 erfasst sind und/oder an den Hersteller der zumindest einen Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, gesendet werden. Eine derartige Benutzerschnittstelle kann in einer oder mehreren Vorrichtungen 30 eingebaut sein, die dazu ausgelegt sind, Informationen von einem oder mehreren Aufklebern 10 zu erfassen.
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Ein Aufkleber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung kann zumindest einen Alarm 40 aufweisen, der dazu ausgelegt ist, einen Alarmzustand anzuzeigen, wie beispielsweise eine übermäßige Schwingung oder eine übermäßig hohe Temperatur. Der Alarm 40 kann beispielsweise ein optisches und/oder akustisches Signal ausgeben, wenn die Schwingung oder die Temperatur eines Teils einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, ein vorgegebenes Ausmaß überschreitet. Ein derartiger Alarm 40 kann angeordnet sein, um mittels einer Anzeigevorrichtung 36 oder einer Vorrichtung 30, die dazu ausgelegt ist, Informationen von einem oder mehreren Aufklebern zu erfassen, gesehen und/oder zu gehört werden, oder als Zusatz zu dem Aufkleber 10 selbst. Dieser Alarm 40 kann als ein Auslöser verwendet werden, um sicherzustellen, dass eine Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28, die überwacht wird, sofort überprüft wird.
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Eine Anzeige dessen, wenn es ratsam ist, eine oder mehrere Maschinen mit zumindest einer sich drehenden Komponente 28 zu warten, zu ersetzen oder zu erneuern, oder zumindest die eine sich drehende Komponente, die von dem Zustandsüberwachungssystem 26 überwacht wird, kann in jeglicher geeigneter Weise bereitgestellt sein, wie beispielsweise über ein Kommunikationsnetzwerk, über eine E-Mail oder einen Telefonanruf, einen Brief, Fax, Alarmsignal oder einen Besuch eines Vertreters des Herstellers. Sobald eine Komponente 28 ersetzt worden ist, kann ein neuer Aufkleber an der ersetzten Komponente 28 angebracht werden.
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5 ist ein Flussdiagramm, das die Schritte eines Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Anbringens von zumindest einem Aufkleber gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung an mindestens einem Teil einer Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente (wobei der Schritt von einem Hersteller oder einem Benutzer ausgeführt werden kann), optional des Zuordnens des zumindest einen Aufklebers zu zusätzlichen Informationen betreffend die zumindest eine Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente, und des Erfassens von Informationen von dem mindestens einem Aufkleber, um den Zustand der Maschine 11 mit zumindest einer sich drehenden Komponente zu überwachen. Die erfasste Information kann dann von/an einem Benutzer und/oder Komponentenhersteller analysiert, gesendet und/oder angezeigt werden, und/oder gespeichert werden.
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Weitere Änderungen der Erfindung innerhalb des Rahmens der Ansprüche sollten einem Fachmann klar sein.
