DE102019200439A1

DE102019200439A1 - System und Verfahren

Info

Publication number: DE102019200439A1
Application number: DE102019200439.3A
Authority: DE
Inventors: Per-Erik Larsson; Fredrik Sundquist
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2019-01-16
Publication date: 2020-07-16
Also published as: US11415956B2; CN111442924A; US20200225628A1

Abstract

Ein System mit zumindest einer Steuereinheit (10) und einer Lageranordnung (12), die zumindest eine Sensoreinheit (14) zum Messen einer Quantität aufweist, wird vorgeschlagen, wobei das System dazu ausgebildet ist, unter Zuhilfenahme der zumindest einen Sensoreinheit erste Werte der Quantität in einer ersten Zeitspanne für eine erste Menge von Zeitpunkten zu ermitteln, wobei das System dazu ausgebildet ist, zweite Werte der Quantität für eine zweite Menge von Zeitpunkten aus dritten Werten abzuleiten, die über die zumindest eine Sensoreinheit in einer zweiten Zeitspanne gemessen werden, wobei die erste Menge von Zeitpunkten unterschiedlich zu der zweiten Menge von Zeitpunkten ist.

Description

Ein System ist bekannt, in dem ein einzelner Durchschnittswert einer Menge von Messwerten verwendet wird, um ein Problem eines Lagers zu detektieren. Das Problem ist Wassereintritt. Des Weiteren ist aus der Patentanmeldung GB2559791 ein Messen des Pegels eines Wassergehalts in einem Fett bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, ein System mit einer erhöhten Effektivität bereitzustellen. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Formulierungen und weitere Verbesserungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Ein System wird mit zumindest einer Steuereinheit und einer Lageranordnung vorgeschlagen, die zumindest eine Sensoreinheit zum Messen einer Quantität aufweist, wobei das System dazu ausgebildet ist, unter Zuhilfenahme der zumindest einen Sensoreinheit erste Werte der Quantität in einer ersten Zeitspanne für eine erste Menge von Zeitpunkten zu ermitteln,
wobei das System dazu ausgebildet ist, zweite Werte der Quantität für eine zweite Menge von Zeitpunkten aus dritten Werten abzuleiten, die durch die zumindest eine Sensoreinheit in einer zweiten Zeitspanne gemessen werden, wobei die erste Menge von Zeitpunkten unterschiedlich zu der zweiten Menge von Zeitpunkten ist. Gemäß der Erfindung kann eine erhöhte Effektivität erreicht werden. Insbesondere kann ein Wassereintritt in ein Lager, der von unterschiedlichen Quellen stammt und in unterschiedlichen Zeitskalen auftritt, sehr effizient und effektiv detektiert werden. Insbesondere kann die Zuverlässigkeit der Detektion eines Wassereintritts erhöht werden. Des Weiteren kann sowohl ein mehr oder weniger unverzüglicher Wassereintritt als auch ein langsam akkumulierter Feuchtigkeitsaufbau sehr effektiv detektiert werden. Des Weiteren kann die Robustheit der Lageranordnung erhöht werden und es werden ziemlich genaue Informationen über einen Zeitpunkt des Wassereintritts erhalten. Insbesondere ist es einfacher, die Grundursache des Wassereintritts zu finden.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnung zeigt ein Beispiel der Erfindung. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale auch einzeln berücksichtigen und sie zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein System gemäß der Erfindung, und
2 stellt einen schematischen Schnitt durch ein weiteres System gemäß der Erfindung dar, wobei die Sensoreinheiten außerhalb eines Lagers untergebracht sind.

1 zeigt einen schematischen Schnitt durch ein System gemäß der Erfindung. Das System ist durch eine Lageranordnung 12 gegeben, die eine Steuereinheit 10 und eine Sensoreinheit 14 aufweist, die in der Lage ist, eine Quantität zu messen. Die Quantität ist der Pegel des Wassergehalts in einem Fett, das in der Lageranordnung enthalten ist. Die Lageranordnung hat einen Außenring 16, einen Innenring 18 und Wälzkörper 20, die den Außenring und den Innenring berühren. Des Weiteren dichten Dichtungen 22, 24 den Raum zwischen dem Innenring und dem Außenring ab, in dem die Wälzkörper angeordnet sind. Das Fett ist in der Lageranordnung vorgesehen, um die Bewegung der Wälzkörper relativ zu dem Außenring und dem Innenring zu vereinfachen. In der gezeigten Ausführungsform sind die Wälzkörper Kugeln.
Die Steuereinheit 10 ist dazu ausgebildet, unter Zuhilfenahme der Sensoreinheit erste Werte der Quantität während einer ersten Zeitspanne für eine erste Menge von Zeitpunkten zu messen. Die Zeitspanne ist durch eine Betriebsdauer der Lageranordnung gegeben. Des Weiteren ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, unter Zuhilfenahme der Sensoreinheit dritte Werte der Quantität in einer zweiten Zeitspanne für eine dritte Menge von Zeitpunkten zu messen. Die erste Zeitspanne und die zweite Zeitspanne sind identisch. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können sie unterschiedlich sein. Benachbarte Zeitpunkte der ersten Menge von Zeitpunkten sind 1 Sekunde voneinander beabstandet. In anderen Worten initiiert die Steuereinheit die Messung, um die ersten Werten jede Sekunde zu erhalten. Die dritte Menge der Zeitpunkte ist identisch zu der ersten Menge der Zeitpunkte. Daher sind die dritten Werte und die ersten Werte identisch.
Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, die zweiten Werte der Quantität für eine zweite Menge von Zeitpunkten von den dritten Werten abzuleiten, die durch die Sensoreinheit in der zweiten Zeitspanne gemessen werden. Benachbarte Zeitpunkte der zweiten Menge von Zeitpunkten sind 1 Stunde voneinander beabstandet. Für jeden Zeitpunkt der zweiten Menge von Zeitpunkten erhält die Steuereinheit einen der zweiten Werte der Quantität, indem der Mittelwert der dritten Werte der Quantität berechnet wird, die in der Stunde gemessen wurden, die diesem jeweiligen Zeitpunkt der zweiten Menge von Zeitpunkten vorausgeht. In anderen Ausführungsformen der Erfindung wird die Berechnung des Mittelwerts durch ein Ermitteln des Medians oder durch Anwenden einer anderen statistischen Metrik ersetzt.
In alternativen Ausführungsformen der Erfindung sind benachbarte Zeitpunkte der zweiten Menge von Zeitpunkten andere Zeitmengen als 1 Stunde voneinander beabstandet.
Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, eine erste Entwicklungsinformation von der ersten Menge und den ersten Werten zu extrahieren. Des Weiteren ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, eine zweite Entwicklungsinformation von der zweiten Menge und den zweiten Werten zu extrahieren. Die erste Entwicklungsinformation ist ein erster Entwicklungswert und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, ein Signal auszugeben, wenn der erste Entwicklungswert einen ersten Schwellwert überschreitet, und die zweite Entwicklungsinformation ist ein zweiter Entwicklungswert und das System ist dazu ausgebildet, ein Signal auszugeben, wenn der zweite Entwicklungswert einen zweiten Schwellwert überschreitet. Die ausgegebenen Signale können von der Steuereinheit über eine Funkverbindung an eine Alarmeinheit gesendet werden, die einen Alarm anzeigt oder läutet, um anzuzeigen, dass es ein Problem mit der Lageranordnung gibt. Die erste Entwicklungsinformation ist ein Durchschnittswert der ersten Werte und die zweite Entwicklungsinformation ist ein Durchschnittswert der zweiten Werte, die natürlich in der Vergangenheit bezüglich des Evaluierungszeitpunkts liegen, wenn die zweite Entwicklungsinformation evaluiert wird. Natürlich können in anderen Ausführungsformen der Erfindung die Entwicklungsinformationen unterschiedliche Quantitäten sein, zum Beispiel eine erste Ableitung einer Interpolationskurve. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinheit in einer Weise ausgebildet sein, dass die zweite Entwicklungsinformation zu sehr unterschiedlichen Zeitpunkten evaluiert wird, und das bei jedem dieser Punkte der letzte Punkt der zweiten Menge von Zeitpunkten als der jeweilige Zeitpunkt genommen wird, an dem die zweite Entwicklungsinformation evaluiert wird. Der letzte Aspekt kann implizieren, dass alle zweiten Werte neu berechnet werden müssen, was bedeutet, dass die zweite Entwicklungsinformation in diesem Fall eine Art von sich bewegendem Durchschnittswert ist.
Die Steuereinheit und die Sensoreinheit können ihre Energie von einer Batterie oder auch durch Energieernten empfangen.
In anderen Ausführungsformen eines Systems gemäß der Erfindung kann die Steuereinheit außerhalb von der Lageranordnung untergebracht sein. Dann kann die Kommunikation zwischen der Steuereinheit und der Sensoreinheit mit einer Funkverbindung durchgeführt werden.
Indem eine erste und eine zweite Entwicklungsinformation verwendet wird, wird es vermieden, nur einen einzelnen Durchschnittswert zu verwenden, um einen Wassereintritt zu detektieren, was entweder zu schnell oder zu verrauscht, um einen zuverlässigen Alarm zu initiieren, oder zu langsam ist, um kleine Ereignisse eines Wassereintritts zu detektieren.
Die zweite, langsamere Entwicklung ist dazu ausgebildet, einen weit niedrigeren Alarmpegel verglichen mit der ersten, schnelleren Entwicklung zu haben, da sie zuverlässiger ist. Im Allgemeinen zeigt die kurze Entwicklung die Zeit, wenn neu injiziertes Wasser durch die Sensoreinheit detektiert wurde, und die lange Entwicklungszeit zeigt die Menge von Wasser, nachdem es mit dem Fett gemischt wurde.
Statt dem Pegel des Wassergehalts in dem Fett kann auch die Feuchtigkeit in der Lageranordnung als die Quantität genommen werden. Indem die Messung in eine langsame und eine schnelle Entwicklung getrennt wird, ist es möglich, freie Wasserpartikel zu detektieren wirkt, bevor sie mit dem Fett gemischt sind.
Es ist auch möglich, statt einer Zeitspanne mehrere Zeitspannen für zusätzliche Alarmantwortzeiten zu verwenden.
2 zeigt eine alternative Ausführungsform. Komponenten, Merkmale und Funktionen, die im Wesentlichen dieselben bleiben, sind immer mit denselben Bezugszeichen beziffert. Jedoch wird der Buchstabe „a“ zu den Bezugszeichen der Ausführungsform in 2 hinzugefügt, um zwischen der Ausführungsform zu unterscheiden. Die folgende Beschreibung ist im Wesentlichen auf die Unterschiede zu der Ausführungsform in 1 beschränkt, wobei Bezug auf die Beschreibung der Ausführungsform in 1 bezüglich Komponenten, Merkmalen und Funktionen genommen werden kann, die dieselben bleiben.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung. Eine Lageranordnung des Systems weist ein Gehäuse 28a auf, an dem ein Außenring 16a befestigt ist. Ein Innenring 18a ist an einer Welle 26a der Lageranordnung befestigt. Der Innenring und der Außenring sind Teil eines Lagers der Lageranordnung. Eine erste Sensoreinheit 14a und eine zweite Sensoreinheit 15a sind an dem Gehäuse befestigt. Eine Steuereinheit 10a des Systems kann die erste Sensoreinheit und/oder die zweite Sensoreinheit verwenden, um eine Feuchtigkeit oder den Pegel des Wassergehalts des Fetts des Lagers zu messen. In einer alternativen Ausführungsform ist die Sensoreinheit 15a nicht vorhanden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Sensoreinheit 14a nicht vorhanden.
Bezugszeichenliste

10: Steuereinheit
12: Lageranordnung
14: Sensoreinheit
15: Sensoreinheit
16: Außenring
18: Innenring
20: Wälzkörper
22: Dichtung
24: Dichtung
26: Welle
28: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

GB 2559791 [0001]

Claims

System mit zumindest einer Steuereinheit (10) und einer Lageranordnung (12), die zumindest eine Sensoreinheit (14) zum Messen einer Quantität aufweist, wobei das System dazu ausgebildet ist, unter Zuhilfenahme der zumindest einen Sensoreinheit erste Werte der Quantität in einer ersten Zeitspanne für eine erste Menge von Zeitpunkten zu ermitteln, wobei das System dazu ausgebildet ist, zweite Werte der Quantität für eine zweite Menge von Zeitpunkten aus dritten Werten abzuleiten, die über die zumindest eine Sensoreinheit in einer zweiten Zeitspanne gemessen werden, wobei die erste Menge von Zeitpunkten unterschiedlich zu der zweiten Menge von Zeitpunkten ist.
System gemäß Anspruch 1, wobei das System dazu ausgebildet ist, eine erste Entwicklungsinformation von der ersten Menge und den ersten Werten zu extrahieren.
System gemäß Anspruch 2, wobei das System dazu ausgebildet ist, eine zweite Entwicklungsinformation von der zweiten Menge und den zweiten Werten zu extrahieren.
System gemäß Anspruch 2, wobei die erste Entwicklungsinformation ein erster Entwicklungswert ist und das System dazu ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, wenn der erste Entwicklungswert einen ersten Schwellwert überschreitet.
System gemäß Anspruch 3, wobei die erste Entwicklungsinformation ein erster Entwicklungswert ist und das System dazu ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, wenn der erste Entwicklungswert einen ersten Schwellwert überschreitet, und die zweite Entwicklungsinformation ein zweiter Entwicklungswert ist und das System dazu ausgebildet ist, ein Signal auszugeben, wenn der zweite Entwicklungswert einen zweiten Schwellwert überschreitet.
System gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die erste Entwicklungsinformation ein Durchschnittswert der ersten Werte ist und/oder die zweite Entwicklungsinformation ein Durchschnittswert der zweiten Werte ist.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbarte Zeitpunkte der ersten Menge von Zeitpunkten zwischen einer und eintausend Stunden voneinander beabstandet sind und/oder benachbarte Zeitpunkte der zweiten Menge von Zeitpunkten zwischen einer Sekunde und zehn Minuten voneinander beabstandet sind.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Quantität eine Feuchtigkeit in der Lageranordnung oder der Pegel des Wassergehalts in einem Fett ist, das in der Lageranordnung enthalten ist.
System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System die Lageranordnung ist und die Lageranordnung die zumindest eine Steuereinheit enthält.
Verfahren, das insbesondere durch ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt wird, wobei erste Werte einer Quantität in einer ersten Zeitspanne für eine erste Menge von Zeitpunkten unter Zuhilfenahme von zumindest einer Sensoreinheit ermittelt werden, wobei zweite Werte der Quantität für eine zweite Menge von Zeitpunkten aus dritten Werten der Quantität abgeleitet werden, die in einer zweiten Zeitspanne gemessen werden, wobei die erste Menge von Zeitpunkten unterschiedlich zu der zweiten Menge von Zeitpunkten ist.