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Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs zum Halten und Führen von Wälzkörpern eines Wälzlagers.
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Durch die Druckschrift
DE 10 2007 042 478 A1 ist eine Wälzlagereinrichtung mit integriertem Sensorsystem bekannt. Die Wälzlagereinrichtung besitzt einen ersten Lagerring, einen zweiten Lagerring und in einen zwischen diesen beiden Lagerringen definierten Bahnraum aufgenommenen Wälzkörpern. Das Sensorsystem generiert ein mit der Relativdrehung des Innenrings gegenüber dem Außenring in Bezug stehendes Sensorsignal. Dazu umfasst das Sensorsystem ein Sensororgan und einen Signalgeber. Das Sensororgan weist ein Reedkontakt zur Erfassung eines magnetischen Signals des Signalgebers als Sensorsignal auf.
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Die Druckschrift
DE 10 2012 224 097 A1 offenbart ein Verfahren zum Überwachen eines Wälzlagers mit zwei Lagerschalen, die über Wälzelemente gegeneinander abrollbar sind. Die Überwachung basiert auf einer Gegenüberstellung einer Geschwindigkeit der Wälzelemente und einer Geschwindigkeit einer sich bewegenden Lagerschale der Lagerschalen.
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Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktion eines Wälzlagerkäfigs eines Wälzlagers einfach zu überwachen.
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Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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Die Einrichtungen zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs zum Halten und Führen von Wälzkörpern eines Wälzlagers zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass die Funktion des Wälzlagerkäfigs einfach insbesondere auch während des Betriebs des Wälzlagers überwachbar ist.
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Dazu weist der Wälzlagerkäfig wenigstens eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Beschleunigungssensor und/oder wenigstens einem Schallwandler und/oder wenigstens einem Temperatursensor
auf. Die Sensoreinrichtung ist mit einem Datenverarbeitungssystem verbunden, die weiterhin mit einem Sender oder einem Sendeempfänger elektromagnetischer Wellen und/oder wenigstens einem Datennetz verbunden ist.
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Während des Einsatzes können so vorteilhafterweise die Daten der Sensoreinrichtung in Echtzeit übermittelt und abgefragt werden. In Verbindung mit einem Datenspeicher kann so auch der Betrieb in der Vergangenheit nachvollzogen werden.
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Mit dem Beschleunigungssensor können vorteilhafterweise im Wälzlagerkäfig und damit im Wälzlager auftretende Schwingungen und Vibrationen erfasst werden. Mittels des Schallwandlers als Mikrofon werden akustische Signale detektiert. Eine übermäßige Geräuschentwicklung ist ein Indiz für einen Schaden. Mit der Erfassung der Temperatur kann insbesondere eine mangelnde Schmierung festgestellt werden.
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Die Sensoreinrichtung ist vorteilhafterweise ein Bestandteil des Wälzlagerkäfigs und damit in diesem integriert. Das Datenverarbeitungssystem kann ein Bestandteil der Sensoreinrichtung und damit des Wälzlagerkäfigs oder separat außerhalb des Wälzlagers angeordnet sein. Die Datenübertragung erfolgt drahtlos von der Sensoreinrichtung oder dem damit verbundenen Datenverarbeitungssystem des betriebenen Wälzlagerkäfigs zu einem außerhalb des Wälzlagers angeordneten Empfänger in Verbindung mit einem Datenverarbeitungssystem und/oder einem Datennetz. Die Sensoreinrichtung oder die Sensoreinrichtung und das damit verbundene Datenverarbeitungssystem ist oder sind ein autarke Einrichtung, die vorteilhafterweise weiterhin einen elektrischen Energiespeicher aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 12 angegeben.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 2 entweder ein Bestandteil der Sensoreinrichtung oder außerhalb des Wälzlagerkäfigs angeordnet.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 ein erstes Datenverarbeitungssystem, welches mit einem zweiten Datenverarbeitungssystem außerhalb des Wälzlagerkäfigs in Verbindung mit einem Sender elektromagnetischer Wellen und/oder wenigstens einem Datennetz verbunden ist.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 mit wenigstens einem externen Datenspeicher verbunden. Das kann insbesondere auch ein Datenspeicher eines Rechnernetzwerks und/oder Datennetzwerks sein. Die Daten können so einfach auch ortsunabhängig mittels entsprechenden Empfängern abgerufen werden.
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Der externe Datenspeicher ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 ein Bestandteil von Cloud-Computing (Rechnerwolke oder Datenwolke), vorzugsweise einer IT-Infrastruktur (IT für Informationstechnik), welche beispielsweise über das Internet verfügbar ist.
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Die Sensoreinrichtung weist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 einen Energiespeicher auf. Das kann insbesondere eine Primärbatterie, ein Akkumulator-Sekundärelement und/oder ein Kondensator sein. Der Kondensator kann mittels eines Senders elektromagnetischer Wellen kontaktlos elektrische Energie speichern.
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Die Sensoreinrichtung, das Datenverarbeitungssystem, der Energiespeicher und der Sender oder der Sendeempfänger sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 miteinander verbunden und stellen so eine kompakte Baueinheit dar.
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Die Sensoreinrichtung ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 ein Transponder, der eine Antenne, einen Speicher, einen Mikrocontroller als Datenverarbeitungssystem und einen Sendeempfänger besitzt. Der Transponder kann dazu ein passiver Transponder oder ein aktiver Transponder sein. Der aktive Transponder besitzt eine Energiequelle als Batterie oder Akkumulator. Der Akkumululator kann dazu auch durch die induktive Kopplung zwischen dem Sendeempfänger des Transponders und eines Sendeempfängers außerhalb des Wälzlagerkäfigs ohne Datenübertragung geladen werden. Grundlage dazu ist die induktive Kopplung zwischen den Sendeempfängern, auch als RFID (radiofrequency indification) bekannt.
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Die durch die Sensoreinrichtung erfassten und mittels des Datenverarbeitungssystems in Daten gewandelten Signale der Sensoreinrichtung sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 Daten der Funktion des Wälzlagers. Weiterhin sind diese Daten und diesen Daten zugeordnete Standortdaten des Wälzlagers über das Datennetz einen Empfänger übertragbar und/oder in wenigstens einem zentralen Datenspeicher gespeicherte und damit lesbare Daten.
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Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 sind die Daten im Vergleich des Datenverarbeitungssystems mit wenigstens einem Grenzwert die Reparatur des Wälzlagers oder des Wälzlagerkäfigs oder das Wechseln des Wälzlagers oder des Wälzlagerkäfigs bestimmte Daten.
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Das Datenverarbeitungssystem ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 ein in bestimmten Zeiten die Daten der Sensoreinrichtung diesen Zeiten zuordnendes Datenverarbeitungssystem, so dass die Daten der Funktion des Wälzlagers, die Standortdaten des Wälzlagers und die Zeit über das Datennetz einen Empfänger übertragbar und/oder in wenigstens einem zentralen Datenspeicher gespeicherte und damit lesbare Daten sind, wobei die bestimmten Zeiten Wartungszeiten des Wälzlagers oder des Wälzlagerkäfigs sind.
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Die durch die Sensoreinrichtung erfassten und mittels des Datenverarbeitungssystems in Daten gewandelten Signale der Sensoreinrichtung sind nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 Daten zur Überwachung des Wälzlagers, so dass die Daten zur Überwachung des Wälzlagers und diesen Daten zugeordnete Standortdaten des Wälzlagers über das Datennetz abrufbare und/oder in wenigstens einem zentralen Datenspeicher gespeicherte und damit abrufbare Daten einer Ausfallüberachung sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen jeweils prinzipiell dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine Einrichtung zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs zum Halten und Führen von Wälzkörpern eines Wälzlagers,
- 2 eine Einrichtung zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs in Verbindung mit einem externen Datenspeicher,
- 3 ein Wälzlagerkäfig eines Axialkegelrollenlagers und
- 4 ein Wälzlagerkäfig eines Radialrollenkugellagers.
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Eine Einrichtung zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs 8 zum Halten und Führen von Wälzkörpern eines Wälzlagers besteht im Wesentlichen aus einer Sensoreinrichtung 1 mit einem Datenverarbeitungssystem 2, einem Sender 3, einem elektrischen Energiespeicher 4 und wenigstens einem Beschleunigungssensor 5 und/oder wenigstens einem Schallwandler 6 und/oder wenigstens einem Temperatursensor 7.
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Die 1 zeigt eine Einrichtung zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs 8 zum Halten und Führen von Wälzkörpern eines Wälzlagers in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Sensoreinrichtung 1 besitzt den Beschleunigungssensor 5 zum Erfassen von Schwingungen oder Vibrationen, den Schallwandler 6 als ein Mikrofon zur Erfassung des Geräusches und den Temperatursensor 7 zur Erfassung der Temperatur des Wälzlagerkäfigs 8. Weiterhin weist die Sensoreinrichtung 1 das Datenverarbeitungssystem 2 auf, welches mit dem Beschleunigungssensor 5, dem Schallwandler 6 und dem Temperatursensor 7 zur Wandlung, Verarbeitung und Speicherung der Messwerte als Daten verbunden ist. Das Datenverarbeitungssystem 2 ist weiterhin mit dem Sender 3 elektromagnetischer Wellen verbunden, so dass die Daten drahtlos weiterleitbar sind. Damit können die Daten insbesondere einem Datennetz zugeführt werden. Die Sensoreinrichtung 1 weist weiterhin den elektrischen Energiespeicher als Primärbatterie, Akkumulator-Sekundärelement und/oder Kondensator auf, der oder die der Energieversorgung der Bestandteile der Sensoreinrichtung 1 dient.
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Die 2 eine Einrichtung zur Prüfung und Überwachung der Funktion eines Wälzlagerkäfigs 8 in Verbindung mit einem externen Datenspeicher 11.
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Das Datenverarbeitungssystem 2 der Sensoreinrichtung 1 ist ein erstes Datenverarbeitungssystem 2, welches mit einem zweiten Datenverarbeitungssystem 10 außerhalb des Wälzlagerkäfigs 8 in Verbindung mit einem Sender elektromagnetischer Wellen und/oder wenigstens einem Datennetz drahtlos verbunden ist. Die Sensoreinrichtung 1 befindet sich in einer Vertiefung/Bohrung vorzugsweise zwischen zwei Wälzkörpersitzen 9 im Wälzlagerkäfig 8. Das zweite Datenverarbeitungssystem 10 ist mit einem externen Datenspeicher 11 verbunden, der so auch ein Bestandteil einer Cloud 12 von Cloud-Computing und/oder des Internets sein kann.
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Die Sensoreinrichtung 1, das erste Datenverarbeitungssystem 2, der Sender 3 und der Energiespeicher 4 sind miteinander verbunden und als eine Baueinheit ausgebildet. Die Sensoreinrichtung 1 kann so ein Transponder sein. Der Sender 3 ist dazu gleichzeitig ein Empfänger als Sendeempfänger.
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Die durch die Sensoreinrichtung 1 erfassten und mittels des Datenverarbeitungssystems in Daten gewandelten Signale der Sensoreinrichtung 1 sind Funktionsdaten und Betriebsdaten des Wälzlagerkäfigs 8 und damit des Wälzlagers. Diesen Daten sind Standortdaten zugeordnet. Das erste Datenverarbeitungssystem 2 kann weiterhin ein die Betriebsdaten mit wenigstens einem Grenzwert vergleichendes Datenverarbeitungssystem 2, so dass eine eventuelle Betriebsstörung feststellbar und signalisierbar ist, so dass die Reparatur oder das Wechseln des Wälzlagerkäfigs 8 oder weiterer Bestandteile des Wälzlagers erfolgen kann. Den Betriebsdaten können darüber hinaus auch die jeweilige oder eine bestimmte Zeit zugeordnet werden, so dass Wartungen entsprechend der Betriebsdaten vorgenommen werden können.
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Es zeigen
die 3 ein Wälzlagerkäfig 8 eines Axialkegelrollenlagers und
die 4 ein Wälzlagerkäfig 8 eines Radialrollenkugellagers jeweils in einer prinzipiellen Darstellung.
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Die Sensoreinrichtung 1 kann insbesondere in den Wälzlagerkäfig 8 eingebracht sein. Dazu zeigen die 3 und 4 beispielhaft einen Wälzlagerkäfig 8 eines Axialkegelrollenlagers und eines Radialrollenkugellagers.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007042478 A1 [0002]
- DE 102012224097 A1 [0003]
