DE102019210336A1

DE102019210336A1 - Verfahren zum Schätzen einer Lagerbelastung unter Verwendung von Spannungsparametern, um eine Kontaktwinkelschwankung zu berücksichtigen

Info

Publication number: DE102019210336A1
Application number: DE102019210336.7A
Authority: DE
Inventors: Defeng Lang; Hendrik Anne Mol; Stijn van Eesbeek; Henricus van Genuchten
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2019-07-12
Filing date: 2019-07-12
Publication date: 2021-01-14
Also published as: CN112284584A; US20210010883A1; US11428590B2

Abstract

Belastungsschätzverfahren zum Schätzen einer Lagerbelastung, das in einer elektronischen Steuereinheit (24) einer Lageranordnung implementiert ist, die ein Lager (12) hat, das einen ersten Ring (14), einen zweiten Ring (16) und eine Reihe von Wälzkörpern (18) aufweist, die dazwischen angeordnet sind, wobei einer der Ringe (14) mit zumindest einem Dehnungssensorfühler (20a, 20b, 20c) ausgestattet ist, der dazu ausgebildet ist, Dehnungssignale an die elektronische Steuereinheit (24) zu übertragen.
Das Verfahren weist auf:
- Extrahieren einer Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von harmonischen Komponenten (u, v) des Dehnungssignals; und
- Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion der harmonischen Komponenten (u, v) des Dehnungssignals.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Lagerbelastungsschätzverfahren.
Um Lagerbelastungen zu erfassen, ist es bekannt, die Wälzkörperbelastung aus dem Dehnungssignal an der Sensorposition für jeden vorbeilaufenden Wälzkörper zu berechnen. In einem zweiten Schritt wird die Lagerbelastung aus den Wälzkörperbelastungen rekonstruiert.
Die Dehnung hängt von der Größe und Richtung der Wälzkörperbelastung und der Position und Orientierung des Bereichs, an dem der Sensor angeordnet ist, bezüglich der Wälzkörperbelastungsvektoren ab.
Andere Lagerbelastungsschätzverfahren zum Schätzen der Belastung berechnen eine Messung einer Signalamplitude. Bekannte Rechenverfahren verwenden Spitze-zu-Spitze-Verfahren (PKP), Effektivwertverfahren oder einen Durchschnitt eines absoluten Dehnungswerts.
Es ist auch bekannt, eine Belastung, die auf ein statisches, nicht-rotierendes Lager wirkt, mit einem Feld von Dehnungssensoren zu messen, die in den festen stationären Ring eines Lagers integriert sind.
Es kann Bezug auf die Dokumente US2013211742 - A1 , US 7,444,888 - B2 und WO 2011/128047 - A1 genommen werden, die Sensorlager, die mit Dehnungssensoren ausgestattet sind, zusammen mit Verfahren zum Bestimmen eines Belastungsvektors beschreiben, der auf ein Lager mit Wälzkörpern wirkt. Üblicherweise weisen die gemessenen Dehnungssignale für jeden Sensor eine Reihe von scharfen Spitzen auf, die den vorbeilaufenden Wälzkörpern entsprechen. Die Belastungsdetektion kann ein Analysieren, beispielsweise Mitteln über eine bestimmte Zeitdauer, des Signals über zumindest manche der Signalspitzen aufweisen, um eine verlässliche Information zu erhalten.
Jedoch können bekannte Verfahren eine falsche Rekonstruktion der aktuellen Gesamtlagerbelastung haben, da sich das gemessene Dehnungssignal aufgrund der Veränderung des Kontaktwinkels verändert. In anderen Worten verändert die Abweichung des Kontaktwinkels der Wälzkörper die Transferfunktion der Lagerbelastung und des Dehnungssignals.
Deswegen können Verfahren, die eine Spitze-zu-Spitze-Dehnung verwenden, um die Lagerbelastung zu berechnen, eine Schätzungsunsicherheit enthalten.
Um die Genauigkeit von Lagerbelastungsschätzverfahren zu verbessern, wurden globale und lokale Dehnungen verwendet, um die Lagerbelastungen zu schätzen.
Jedoch entfernt keines dieser Verfahren Fehler aufgrund einer Wälzkörperkontaktwinkelschwankung.
Es gibt somit einen Bedarf, Fehler aufgrund einer Wälzkörperkontaktwinkelschwankung in Lagerbelastungsschätzverfahren zu entfernen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es dementsprechend, ein Lagerbelastungsschätzverfahren mit einer verbesserten Genauigkeit und Berücksichtigung der Schwankungen des Wälzkörperkontaktwinkels bereitzustellen.
Es ist eine besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Belastungsschätzverfahren zum Schätzen einer Lagerbelastung bereitzustellen, das in einer elektronischen Steuereinheit einer Lageranordnung implementiert ist, die ein Lager hat, das einen ersten Ring, einen zweiten Ring und eine Reihe von Wälzkörpern aufweist, die dazwischen angeordnet sind, wobei einer der Ringe mit zumindest einem Sensorfühler ausgestattet ist, der dazu ausgebildet ist, Dehnungssignale an die elektronische Steuereinheit zu übertragen.
Das Verfahren weist das Extrahieren einer Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von harmonischen Komponenten des Dehnungssignals auf.
Das Verfahren weist des Weiteren das Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion der harmonischen Komponenten des Dehnungssignals auf.
Belastungsschätzungen werden somit unter Verwendung der Kontaktwinkelparameter, die die Kontaktwinkelschwankung darstellen, berechnet. Der Kontaktwinkel wird aus den harmonischen Komponenten in dem Dehnungssignal geschätzt.
In einer Ausführungsform weist das Belastungsschätzverfahren auf:

- Extrahieren der Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von zumindest einer ersten und einer zweiten harmonischen Komponente des Dehnungssignals;
- Formulieren der ersten und der zweiten harmonischen Komponente der Wälzkörperkurvenform, die vorher extrahiert wurde, in Skalaren; und
- Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion des berechneten Verhältnisses der ersten und der zweiten Harmonischen, der Sensorfühlerpositionen und von Kalibrierungskonstanten.

Das Verhältnis der Energie der ersten und der zweiten harmonischen Komponente beschreibt die Beziehung zu der Kontaktwinkelschwankung.
In einer anderen Ausführungsform verwendet das Belastungsschätzverfahren mehr als einen Dehnungssensorfühler pro Wälzkörperzwischenraum in der Laufrichtung, beispielsweise zwei Dehnungssensorfühler, wodurch im Ortsraum statt im Zeitraum abgetastet wird. Die Sensorfühler sind umfänglich regelmäßig beabstandet.
Das Verfahren weist auf:

- Extrahieren der Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von zumindest einer ersten und einer zweiten harmonischen Komponente der Dehnungssignale von den regelmäßig beabstandeten Sensorfühlern;
- Formulieren der ersten und der zweiten harmonischen Komponente der Wälzkörperkurvenform, die vorher extrahiert wurde, in Skalaren; und
- Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion des berechneten Verhältnisses der ersten und der zweiten Harmonischen, der Sensorfühlerpositionen und der Kalibrierungskonstanten.

Beispielsweise verwendet das Belastungsschätzverfahren zwei Reihen von zumindest einem Sensorfühler pro Reihe zum Messen der Dehnung abhängig von dem Kontaktwinkel und Berechnen der Harmonischen der zwei Reihen, wodurch die Genauigkeit der Belastungsrekonstruktion an der Position des Wälzkörpers weiter verbessert wird.
Vorteilhafterweise verwendet das Belastungsschätzverfahren mehr als einen Dehnungssensorfühler pro Wälzkörperzwischenraum, der an einem der Ringe angeordnet ist, beispielsweise drei, fünf oder sieben, was die Messung von spezifischen harmonischen Komponenten des Dehnungssignals aufgrund der Wälzkörperbelastungsvektorgröße und Richtung mit korrekter Zurückweisung von Biegemoden niedriger Ordnung, unter denen der Ring auch beansprucht ist, wodurch die Genauigkeit der Belastungsrekonstruktion erhöht wird.
Jeder Dehnungssensorfühler kann beispielsweise einen direkt abgelagerten Dünnschichtdehnungsmessstreifen, der eine isolierende Beschichtung zwischen dem Ring und einem Schätzgitter verwendet, und ein Gitter aufweisen, das durch Rasterdruck und Laserglühen der metallischen Schicht des Sensorfühlers in ein funktionelles Gitter abgelagert wurde.
Andere Arten von Dehnungssensorfühlern können verwendet werden, beispielsweise ein Dickschichtdehnungsmessstreifen aus Stahl, der dünne Platten oder Strukturen aufweist, die an dem Ring an zwei Linien unter Verwendung von Schweißen (Laser, wie insbesondere in WO2011006523 A1 und WO2009056334 A1 beschrieben ist) angebracht und derart platziert und dimensioniert sind, dass sie aussagekräftig die erste und die zweite Harmonische des Dehnungsunterschieds an der Oberfläche der zwei Schweißlinien beobachten.
Alternativ weist jeder Dehnungssensorfühler einen glasfaserbasierten Dehnungsmessstreifen auf, der an einen der Ringe oder in einer Nut, die in dem Ring hergestellt ist, geklebt ist.
In einer anderen Ausführungsform weisen die Sensorfühler zumindest einen Weggeber in zumindest einer Reihe auf, um die relative Bewegung in radialer und umfänglicher Richtung aufgrund der Wälzkörperbelastung, die unter dem Hohlraum oder der Nut oder der Tasche, die anderweitig durch einen Dehnungssensor besetzt ist, durchläuft, zu beobachten. Die Bewegung wird in harmonischen Begriffen der Belastung und der Richtung der Belastung dargestellt und das dargestellte Berechnungsverfahren gilt für die Schätzung der Belastung.
Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile werden durch ein Studium der detaillierten Beschreibung von spezifischen Ausführungsformen besser verstanden werden, die als nicht-beschränkende Beispiele angegeben sind und durch die angehängten Zeichnungen dargestellt sind, in denen:

1 und 2 schematische Halbschnittansichten einer Lageranordnung sind, die Lagerkräfte und Winkel zeigen;
3 ein Flussdiagramm ist, das ein Lagerbelastungsschätzverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung behandelt; und
4 verschiedene Graphen darstellt, die die Beziehung zwischen einer Lagerbelastungsschätzung unter Verwendung von verschiedenen Schätzverfahren und dem Kontaktwinkel der Wälzkörper zeigen.

Zunächst wird Bezug auf 1 und 2 genommen, die eine Ausführungsform einer Lageranordnung 10 mit einem Lager 12 darstellen, dessen Belastung zur Erfassung durch ein Belastungsschätzverfahren gemäß der Erfindung vorgesehen ist.
Das Lager 12 weist einen feststehenden Außenring 14 als einen ersten Ring, einen rotierenden Innenring 16 als einen zweiten Ring, eine Reihe von Wälzkörpern 18, wie beispielsweise Kugeln, die dazwischen angeordnet sind, und einen Käfig (nicht gezeigt) auf.
Das Lager 12 kann von der Kugellagerart sein.
Wie dargestellt ist, ist der Außenring 14 des Lagers 12 mit Dehnungssensorfühlern 20a, 20b, 20c ausgestattet. Die Dehnungssensorfühler 20a bis 20c können Dehnungsmessstreifen, beispielsweise Mikromessungen, sein, die an der radial äußeren Fläche des Außenrings 14 oder in einer definierten Nut oder Tasche (nicht gezeigt) befestigt sind.
Die Erfindung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. In der Tat kann der Innen- oder Außenring des Lagers mit einer unterschiedlichen Anzahl von Dehnungssensorfühlern, beispielsweise zumindest einem Dehnungssensorfühler, ausgestattet sein.
Die Dehnungssensorfühler 20a bis 20c sind mit einer elektronischen Steuereinheit, ECU 24, verbunden, die dazu ausgebildet ist, Signale, die durch die Dehnungssensorfühler 20a-20c erhalten werden, wenn das Lager 12 läuft oder feststehend ist, zu empfangen und zu verarbeiten und eine Lagerbelastung zu schätzen.
Ein Belastungsschätzverfahren 30 ist in der elektronischen Steuereinheit 24 implementiert. Das Belastungsschätzverfahren 30 ist auf alle Lagerschätzvorrichtungen anwendbar, die zumindest einen Dehnungssensor haben.
Das Belastungsschätzverfahren 30 ist dazu ausgebildet, zusätzliche Signaleigenschaften, wie beispielsweise die Forminformation der Kurvenformen, zu verwenden, um die Genauigkeit der Kontaktwinkelschätzung zu verbessern.
In der Tat verwenden bekannte Verfahren, die Spitze-zu-Spitze-Verfahren (PKP) oder Effektivwertverfahren (RMS) verwenden, nur eine Amplitudenmessung des Signals und sind somit nicht genau, da sie keine Veränderungen des Kontaktwinkels berücksichtigen.
Der Kontaktwinkel hat einen Einfluss auf die Transferfunktion von der Wälzkörperbelastung zu dem Sensorsignal. Die zwei Grundsignaleigenschaften des Ausgangs der Transferfunktion, die durch den Kontaktwinkel beeinflusst werden, sind die Verstärkung und Form der Kurvenform, die an dem Sensor wahrgenommen wird, wenn ein Wälzkörper vorbeiläuft.
Das Ziel des Belastungsschätzverfahrens 30 ist es, die Abhängigkeit der Transferfunktion von dem Kontaktwinkel zu reduzieren.
Das Belastungsschätzverfahren 30 verwendet Kontaktwinkelparameter u, v, die die Skalardarstellungen der ersten und der zweiten Harmonischen sind, als Eingang, um Lagerbelastungen zu schätzen. Wie weiter beschrieben wird, werden diese Kontaktwinkelparameter u, v mit Kalibrierungsparametern kombiniert, um eine Schätzung von axialen und radialen Belastungen auf das Lager zu berechnen.
Die axiale Belastung F_A auf das Lager gleicht der Summe der axialen Komponenten der Z Wälzkörperbelastungsvektoren F_c,j, wobei j der Index des Wälzkörpers ist. Axiale Komponenten können unter Verwendung des Kontaktwinkels aj der Kontaktbelastung gemäß der Gleichung unten geschrieben werden: $F_{A} = \sum_{j = 1}^{Z} s i n α_{j} . F_{c, j}$
Die radiale Belastung in x- und y-Richtung kann als die Summe der x- und y-Projektionen der radialen Komponenten aller Wälzkörperbelastungsvektoren geschrieben werden. Sie sind durch die Winkelposition δ_i der Wälzkörper wie folgt definiert: $F_{x} = \sum_{j = 1}^{Z} c o s δ_{j} . c o s α_{j} . F_{c, j}$
$F_{y} = \sum_{j = 1}^{Z} s i n δ_{j} . c o s α_{j} . F_{c, j}$
Die axiale Projektion X wird unter Verwendung des Kontaktwinkels γ_i an der Dehnungssensorposition β_i durchgeführt.
Die axiale Belastungsschätzung F̂_A kann unter Verwendung einer Funktion c wie folgt geschrieben werden: ${\hat{F}}_{A} = \sum_{i = 1}^{N} c . s i n γ_{i} . u_{i} \approx \sum_{j = 1}^{Z} s i n α_{j} . F_{c, j}$
Diese Annahme vermeidet die explizite Berechnung der Rollenbelastungen und Wälzkörperpositionen.
Gleichermaßen können Schätzungen der radialen Belastung in x- und y-Richtung unter Verwendung der Winkelposition der Dehnungssensoren β_i wie folgt definiert werden: ${\hat{F}}_{x} = \sum_{i = 1}^{N} c . c o s β_{i} . c o s γ_{i} . u_{i}$
${\hat{F}}_{y} = \sum_{i = 1}^{N} c . s i n β_{i} . c o s γ_{i} . u_{i}$
In den Gleichungen 4 bis 6 ist u_i ein Kontaktwinkelparameter, der aus Messungen abgeleitet ist. Die Sensorpositionen β_i werden als bekannt angenommen und c stellt eine beliebige konstante Abbildung Dehnung-zu-Last dar.
Das Belastungsschätzverfahrens 30 weist einen ersten Schritt 32 auf, in dem eine Forminformation der Kurvenform unter Verwendung von zumindest einer ersten und einer zweiten harmonischen Komponente u, v des Signals extrahiert wird. U und v sind Kontaktwinkelparameter. Die Kombination dieser Parameter wird verwendet, um eine Information über die Amplitude sowie über die Form der Kurvenform bereitzustellen, da sich die Form mit Kontaktwinkelschwankungen ändert.
Die Forminformation ist als eine Energie der sinusförmigen Harmonischen quantifiziert. Mehrere Verfahren können verwendet werden, um die Harmonischen von dem Signal zu trennen, wie beispielsweise eine Kalman-Filterung, Vektorprojektion, Fouriertransformation. Diese Verfahren sind bekannt und werden nicht weiter beschrieben.
Bei Block 34 sind die erste und die zweite harmonische Komponente u, v der Kurvenform des Wälzkörpers 18, die bei Block 32 extrahiert wurde, in Skalaren ausgedrückt. Das Energieverhältnis der ersten und der zweiten harmonischen Komponente u, v ist somit berechnet. Das Verhältnis stellt die Kontaktwinkelschwankung dar.
Bei Block 36 wird der Kontaktwinkel des Wälzkörper 18 abhängig von dem bei Block 34 berechneten Verhältnis wie folgt geschätzt: $c . s i n γ_{i} = C (u, v) = c_{u i} + c_{v i} * \frac{v_{i}}{u_{i}}$
Bei Block 38 wird die Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion der ersten und der zweiten harmonischen Energieskalare berechnet.
Die axiale Belastungsschätzung wird durch Substituieren der Gleichung 7 in Gleichung 4 wie folgt berechnet: ${\hat{F}}_{A} = \sum_{i = 1}^{N} c_{u i} . u_{i} + c_{v i} . v_{i}$
Die Konstanten c_ui und c_vi sind abhängig von Dehnungsparametern unter Verwendung von Kalibrierungskonstanten k geschrieben: $c_{u i} = k_{u i 1} + k_{u i 2} . u_{i}$
und $c_{v i} = k_{v i 1} + k_{v i 2} . v_{i}$
Indem die Gleichungen 9a und 9b in Gleichung 8 substituiert werden, wird die axiale Belastungsschätzung für eine einzelne Messung wie folgt geschrieben: ${\hat{F}}_{A} = \sum_{i = 1}^{N} k_{u i 1} . u_{i} + k_{u i 2} . u_{i}^{2} + k_{v i 1} . v_{i} + k_{v i 2} . v_{i}^{2}$
${\hat{F}}_{A} = [U 1 U 2 V 1 V 2] = [\begin{matrix} k_{A u 1} \\ k_{A u 2} \\ k_{A u 3} \\ k_{A u 4} \end{matrix}]$
wobei:

Un, Vn Matrizen sind, die u und v harmonische Komponenten enthalten; und
K_A ein 4 Nx1 Spaltenvektor ist.

Die Erfindung ist nicht auf die Zahl 4 und die Verwendung von zwei harmonischen Komponenten beschränkt. In der Tat kann die Belastungsschätzung unter Verwendung von höheren Ordnungen und/oder Harmonischen ohne Verlust der Gültigkeit der Berechnung berechnet werden.
Die Polynomfunktion der axialen Belastungsschätzung schließt somit den Kontaktwinkel aus, was die Genauigkeit des Belastungsschätzverfahrens verbessert.
Mit einer ähnlichen Beweisführung kann die Radialbelastungsschätzung basierend auf Dehnungsparametern und Kalibrierungskonstanten berechnet werden.
In einer allgemeinen Weise werden Belastungsschätzungen unter Verwendung der Kontaktwinkelparameter u_i, v_i, die die Kontaktwinkelschwankung darstellen, der Sensorpositionen β_i und der Kalibrierungskonstanten k berechnet. Der Kontaktwinkel γ_i wird nicht direkt berechnet, sondern implizit aus dem Dehnungssignal geschätzt.
Dank des Verfahrens wird die Lagerbelastung mit einer höheren Genauigkeit im Vergleich zu bekannten Verfahren geschätzt, wie in 3 gesehen werden kann.
Dank des Belastungsschätzverfahrens werden Signalkomponenten verwendet, um den Einfluss des Kontaktwinkels aus der Gleichung für die Schätzung der Belastung herauszubekommen.
Harmonische Komponenten werden somit als eine Kontaktwinkelschwankung verwendet, um die Genauigkeit der Belastungsschätzung zu verbessern.
4 stellt vier Graphen G1, G2, G3, G4 dar, die die Beziehung zwischen der Lagerbelastung und dem Kontaktwinkel der Wälzkörper darstellen.
Der Graph G1 in durchgezogener Linie stellt die Beziehung zwischen der wahren Lagerbelastung und dem Lagerkörperkontaktwinkel dar.
Der Graph G2 in gestrichelten Linien stellt die Beziehung zwischen der Lagerbelastung, die gemäß dem Verfahren vor von 2 geschätzt ist, und dem Lagerkörperkontaktwinkel dar.
Der Graph G3 in gestrichelten Linien stellt die Beziehung zwischen der Lagerbelastung, die gemäß einem Verfahren, das Spitze-zu-Spitze verwendet, geschätzt ist, und dem Lagerkörperkontaktwinkel dar.
Der Graph G4 in gepunkteten Linien stellt die Beziehung zwischen der Lagerbelastung, die gemäß einem Verfahren, das einen Effektivwert verwendet, geschätzt ist, und dem Lagerkörperkontaktwinkel dar.
Gemäß 4 kann gesehen werden, dass die geschätzte Lagerbelastung des Verfahrens gemäß der Erfindung besonders nahe an der realen Lagerbelastung ist. Der Einfluss der Kontaktwinkelschwankung ist somit aus dem Lagerbelastungsschätzverfahren gemäß der Erfindung entfernt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2013211742 A1 [0006]
US 7444888 B2 [0006]
WO 2011128047 A1 [0006]

Claims

Belastungsschätzverfahren zum Schätzen einer Lagerbelastung, das in einer elektronischen Steuereinheit (24) einer Lageranordnung implementiert ist, die ein Lager (12) hat, das einen ersten Ring (14), einen zweiten Ring (16) und eine Reihe von Wälzkörpern (18) aufweist, die dazwischen angeordnet sind, wobei einer der Ringe (14) mit zumindest einem Dehnungssensorfühler (20a, 20b, 20c) ausgestattet ist, der dazu ausgebildet ist, Dehnungssignale an die elektronische Steuereinheit (24) zu übertragen, wobei das Verfahren aufweist: - Extrahieren einer Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von harmonischen Komponenten (u, v) des Dehnungssignals; und - Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion der harmonischen Komponenten (u, v) des Dehnungssignals.
Belastungsschätzverfahren gemäß Anspruch 1, welches aufweist: - Extrahieren der Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung einer ersten und einer zweiten harmonischen Komponente (u, v) des Dehnungssignals; - Formulieren der ersten und der zweiten harmonischen Komponente (u, v) der Kurvenform der Wälzkörper (18), die vorher extrahiert wurde, in Skalaren; und - Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion des berechneten Verhältnisses der ersten und der zweiten Harmonischen, der Sensorfühlerpositionen (β_i) und von Kalibrierungskonstanten (k).
Belastungsschätzverfahren gemäß Anspruch 1, welches mehr als einen Dehnungssensorfühler pro Wälzkörperzwischenraum in der Laufrichtung verwendet, wobei die Sensorfühler umfänglich regelmäßig beabstandet sind und wobei das Verfahren aufweist: - Extrahieren der Forminformation der Kurvenform des Dehnungssignals unter Verwendung von zumindest einer ersten und einer zweiten harmonischen Komponente (u, v) der Dehnungssignale von den regelmäßig beabstandeten Sensorfühlern; - Formulieren der ersten und der zweiten harmonischen Komponente (u, v) der Kurvenform der Wälzkörper (18), die vorher extrahiert wurde, in Skalaren; und - Berechnen einer Lagerbelastungsschätzung als eine Polynomfunktion des berechneten Verhältnisses der ersten und der zweiten Harmonischen, der Sensorfühlerpositionen (β_i) und der Kalibrierungskonstanten (k).
Belastungsschätzverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches zwei Reihen von zumindest einem Sensorfühler pro Reihe zum Messen der Dehnung abhängig von dem Kontaktwinkel und Berechnen der Harmonischen der zwei Reihen aufweist.
Belastungsschätzverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine ungerade Anzahl von Dehnungssensoren, beispielsweise drei, fünf oder sieben Dehnungssensoren pro Wälzkörperzwischenraum, aufweist, wobei die Dehnungssensoren an einem der Ringe (14) angeordnet sind.
Belastungsschätzverfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Dehnungssensorfühler kann beispielsweise einen direkt abgelagerten Dünnschichtdehnungsmessstreifen, der eine isolierende Beschichtung zwischen dem Ring und einem Schätzgitter verwendet, und ein Gitter aufweist, das durch Rasterdruck und Laserglühen der metallischen Schicht des Sensorfühlers in ein funktionelles Gitter abgelagert wurde.
Belastungsschätzverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder Dehnungssensorfühler einen glasfaserbasierten Dehnungsmessstreifen aufweist, der an einen der Ringe (14) geklebt ist.
Belastungsschätzverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sensorfühler zumindest einen Weggeber in zumindest einer Reihe aufweisen.
Lageranordnung (10), welche ein Lager (12) aufweist, das einen ersten Ring (14), einen zweiten Ring (16) und eine Reihe von Wälzkörpern (18) hat, die dazwischen angeordnet sind, wobei einer der Ringe (14) mit zumindest einem Dehnungssensorfühler (20a, 20b, 20c) ausgestattet ist, wobei die Lageranordnung (10) des Weiteren eine elektronische Steuereinheit (24) zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen aufweist, die durch den Dehnungssensorfühler (20a, 20b, 20c) erhalten werden, wobei die elektronische Steuereinheit (24) dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche anzuwenden.