DE102022203073A1

DE102022203073A1 - Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente

Info

Publication number: DE102022203073A1
Application number: DE102022203073.7A
Authority: DE
Inventors: Predrag Andric; Antonio Gabelli; Sebastien Blachere
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2023-10-05
Also published as: WO2023186463A1

Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswählen einer Kandidatenlagerkomponente (1, 2, 3), die wiederaufbereitet werden soll, umfassend:- Durchführen einer zerstörungsfreien Inspektion von zumindest einem Abschnitt (10) einer Lagerkomponente (1, 2, 3), wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden (12) in dem zumindest einen Abschnitt (10) umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das einen tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt (10) angibt,- Berechnen einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente (1, 2, 3) basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und auf dem Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt (10) angibt, und- Auswählen der Lagerkomponente (1, 2, 3) als die wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt. Die Offenbarung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente und auf eine Lagerkomponente.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente und auf eine Lagerkomponente.
HINTERGRUND
Lager, wie z. B. Rollenlager und Kugellager, sind Maschinenelemente, die in vielen verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt werden. Ein Lager kann beispielsweise mehrere verschiedene Lagerkomponenten umfassen, die während des Gebrauchs Lasten ausgesetzt sind. Die Lagerkomponenten, die einer Last ausgesetzt sind, sind typischerweise ein Innenring, ein Außenring und mehrere Wälzkörper, d.h. Rollen und/oder Kugeln.
Die Lebensdauer eines Lagers hängt von einer Reihe verschiedener Faktoren ab. So kann die Lebensdauer eines Lagers beispielsweise von der Last, die während des Gebrauchs auf das Lager ausgeübt wird, von den Materialeigenschaften des Lagers und von der Art des Lagers abhängen. Bei einem bestimmten Lager bestimmt in der Regel die schwächste Komponente des Lagers, d. h. die Komponente, die zuerst brechen wird, die Lebensdauer des Lagers.
Um die Lebensdauer eines Lagers zu verlängern, ist es bekannt, das komplette Lager oder zumindest bestimmte Komponenten des Lagers wiederaufzubereiten. Zum Beispiel kann eine Laufbahnoberfläche eines Innen- oder Außenrings nachbearbeitet werden, um so eine nachbearbeitete Laufbahnoberfläche zu erhalten. Dabei kann eine verschlissene Laufbahnoberfläche entfernt werden. Infolgedessen kann die Lebensdauer des Lagers verlängert werden.
Die Wiederaufbereitung von Lagern hat sich als kosteneffizienter und umweltfreundlicher Ansatz zur Verlängerung der Lebensdauer eines Lagers erwiesen. Insbesondere kann die Wiederaufbereitung zu weniger Abfall und geringeren Kosten für den Anwender führen.
Allerdings sind nicht alle Lager für die Wiederaufbereitung geeignet. Zum Beispiel kann eine Lagerkomponente in einem Ausmaß beschädigt sein, dass eine Wiederaufbereitung die Lebensdauer nicht wesentlich verlängern würde.
In Anbetracht dessen ist man bestrebt, eine Technologie zu entwickeln, die auswählen kann, welches Lager, und/oder welche Lagerkomponente, ein guter Kandidat für eine Wiederaufbereitung ist. Außerdem sollen verbesserte Verfahren zum Abschätzen der Lagerlebensdauer entwickelt werden.
ZUSAMMENFASSUNG
In Anbetracht der obigen Ausführungen ist es eine Aufgabe der Offenbarung, ein Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente bereitzustellen, zumindest aber eine geeignete Alternative bereitzustellen. Andere Aufgaben der Offenbarung sind es, ein verbessertes Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente, eine verbesserte Lagerkomponente, ein verbessertes Lager und/oder ein verbessertes Verfahren zum Berechnen einer verbleibenden Lagerlebensdauer bereitzustellen, oder zumindest geeignete Alternativen bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung wird zumindest eine Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 zumindest teilweise erreicht.
Somit wird ein Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente bereitgestellt. Das Verfahren umfasst:

- Durchführen einer zerstörungsfreien Inspektion zumindest eines Abschnitts einer Lagerkomponente, wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden in dem zumindest einen Abschnitt umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das indikativ für einen tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt ist,
- Berechnen einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und auf dem Ergebnis, das indikativ für den tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt ist, und
- Auswählen der Lagerkomponente als die wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt.

Mit unter der Oberfläche liegende Schäden sind hier Schäden gemeint, die zumindest teilweise unter der Oberfläche liegen, oder Schäden, die vollständig unter der Oberfläche liegen, z.B. Schäden, die an der Oberfläche nicht sichtbar sind. Ein Schaden kann auch als Riss bezeichnet werden.
Ein Lastwert, wie er hier verwendet wird, kann in einigen Ausführungsformen als ein Kontaktdruck bezeichnet werden, d. h. ein Kontaktdruck, der auf eine Oberfläche der Lagerkomponente ausgeübt wird.
Durch die Bereitstellung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt, wie es hier offenbart ist, wird ein verbessertes Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente erreicht. Insbesondere wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, einen Wert einer verbleibenden Lebensdauer zu erhalten, wie hier vorgeschlagen wird, um zu entscheiden, ob die Lagerkomponente für die Wiederaufbereitung geeignet ist oder nicht. Typischerweise wird während der Wiederaufbereitung eine Oberfläche der Lagerkomponente behandelt, um darauf befindliche Schäden zu entfernen. Dabei werden wahrscheinlich nicht alle oder die meisten unter der Oberfläche liegende Schäden durch ein Wiederaufbereitungsverfahren beseitigt. Durch die Abschätzung der verbleibenden Lebensdauer auf der Grundlage der detektierten, unter der Oberfläche liegenden Schäden, wie hier vorgeschlagen ist, lässt sich daher besser beurteilen, ob es sich lohnt, die Lagerkomponente wiederaufzubereiten oder nicht. Wenn die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer ergibt, dass die detektierten, unter der Oberfläche liegenden Schäden zu schwerwiegend sind, kann entschieden werden, die Lagerkomponente nicht wiederaufzubereiten. Wenn die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer hingegen angibt, dass die detektierten, unter der Oberfläche liegenden Schäden nicht zu schwerwiegend sind, kann die Lagerkomponente als Kandidat für eine Wiederaufbereitung ausgewählt werden. Wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb des vordefinierten Bereichs liegt, wird die Lagerkomponente dementsprechend als geeignet für die Wiederaufbereitung eingestuft. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann der vordefinierte Bereich ferner mit den Kosten für die Wiederaufbereitung des spezifischen Typs der Lagerkomponente oder des Lagers verbunden sein. Dementsprechend kann beispielsweise die Lagerkomponente als die wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente ausgewählt werden, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer und die erwarteten Kosten für die Wiederaufbereitung innerhalb eines vordefinierten Bereichs für den spezifischen Typ der Lagerkomponente oder für den spezifischen Typ des Lagers liegen. Dadurch kann mit Hilfe des Verfahrens ein kosteneffizienterer Ansatz zum Auswählen, welche Lagerkomponenten wiederaufbereitet werden sollten oder nicht, erreicht werden. Dementsprechend bedeutet dies ein kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung von Lagerkomponenten.
Darüber hinaus wurde weiter erkannt, dass es vorteilhaft ist, die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer auf detektierte, unter der Oberfläche liegende Schäden in dem zumindest einen Abschnitt zu stützen. Insbesondere kann durch das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden eine zuverlässigere und genauere Berechnung der verbleibenden Lebensdauer durchgeführt werden. Die Inspektion von unter der Oberfläche liegenden Schäden und die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer haben sich auch als kosten- und zeiteffizienter Ansatz zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer einer Lagerkomponente erwiesen. Das Verfahren hat sich beispielsweise als flexibel erwiesen, wenn es darum geht, die verbleibende Lebensdauer bei unterschiedlichen Kontaktdrücken, für unterschiedliche Stähle und/oder Wärmebehandlungen der Lagerkomponente zu berechnen.
Optional wird jeder detektierte, unter der Oberfläche liegende Schaden mit einer Tiefe unter der Oberfläche und einer Volumengröße des Schadens verknüpft. Dies ermöglicht eine zuverlässigere und genauere Berechnung der verbleibenden Lebensdauer. Ebenfalls optional erhält man das Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden angibt, durch Summieren aller Volumengrößen der Schäden, multipliziert mit einem zugehörigen Gewichtungsfaktor, wobei der zugehörige Gewichtungsfaktor von der Tiefe und Größe jedes Schadens abhängt. Beispielsweise kann der Gewichtungsfaktor proportional zur unter der Oberfläche vorhandenen Spannungsverteilung über die Tiefe sein, wie z. B. die unter der Oberfläche vorhandene Scherspannungsverteilung über die Tiefe, die unter der Oberfläche vorhandene Normalspannungsverteilung über die Tiefe und/oder die unter der Oberfläche vorhandene Restspannungsverteilung über die Tiefe. Zusätzlich oder alternativ kann der Gewichtungsfaktor von der Bruchzähigkeit des Materials der Lagerkomponente abhängen und/oder der Gewichtungsfaktor kann von der Art der Wärmebehandlung, die auf die Lagerkomponente angewendet wurde, abhängen. So kann beispielsweise eine höhere Bruchzähigkeit einen höheren Widerstand gegen die Schadensausbreitung bereitstellen. Was die Größe betrifft, so ist der Gewichtungsfaktor in der Regel proportional zur Größenangabe des Schadens, d. h. je größer die Größenangabe ist, desto größer ist der Gewichtungsfaktor. Dies bedeutet, dass Schäden mit größerer Größe tendenziell gefährlicher sind als Schäden mit kleinerer Größe. Der Gewichtungsfaktor ist in der Regel auch proportional zur Tiefe.
Optional kann es sich bei der zerstörungsfreien Inspektion auch um eine Ultraschallinspektion der Lagerkomponente handeln. Es können auch andere zerstörungsfreie Techniken verwendet werden, z. B. radiographisch-basierte Techniken, laser-basierte Techniken oder andere dem Fachmann bekannte zerstörungsfreie Inspektionsverfahren.
Optional wird der Schritt der Durchführung der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Abschnitte der Lagerkomponente durchgeführt, beispielsweise für mehrere Abschnitte, die mit einer Laufbahnoberfläche der Lagerkomponente verbunden sind, wobei die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer des Lagers für den Abschnitt durchgeführt wird, der einen maximalen tatsächlichen Schaden hat. Dies führt zu einer zuverlässigeren und genaueren Berechnung der verbleibenden Lebensdauer. Genauer gesagt wird durch die Inspektion von mehreren Abschnitten und daraus die Verwendung des Abschnitts mit dem maximalen tatsächlichen Schaden für die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer des Lagers das Ergebnis die tatsächliche verbleibende Lebensdauer der Lagerkomponente besser widerspiegeln.
Optional wird die verbleibende Lebensdauer basierend auf der folgenden Formel berechnet: $N = {c*D}^{α}$
wobei N die verbleibende Lebensdauer, z. B. die verbleibende Anzahl der vorhergesagten Umdrehungen, bis zum Erreichen des Lebensendes der Lagerkomponente ist, c ein erster konstanter Wert ist, der mit dem vorbestimmten Lastwert assoziiert ist, D der tatsächliche Schaden ist und α ein zweiter konstanter Wert ist.
Optional werden die konstanten Werte, c und α, empirisch erhalten durch:

- Durchführen des Schritts der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Testlagerkomponenten unter bekannten und unterschiedlichen Lastbedingungen und für Testlagerkomponenten mit unterschiedlichen anfänglichen, unter der Oberfläche liegenden Schäden, und,
- Messen der verbleibenden Lebensdauer für die mehreren Lagerkomponenten durch Testen der mehreren Testlagerkomponenten, bis ein Fehler unter der Oberfläche auftritt.

Dadurch erhält man die verbleibende Lebensdauer für verschiedene Lastzustände als Funktion des tatsächlichen Schadens. Dies kann als Kurven für verschiedene Lastzustände aufgezeichnet werden. Optional können die Kurven durch Interpolation zwischen den empirisch erhaltenen Werten und/oder durch Verwendung einer Polynomkurvenanpassung an den empirisch erhaltenen Werten bereitgestellt werden.
Optional wird die zerstörungsfreie Inspektion für jede Testlagerkomponente durchgeführt, bevor, während und nachdem die jeweilige Komponente getestet wurde, wodurch man Ergebnisse erhält, die auf einen tatsächlichen Schaden jeder Testlagerkomponente vor, während und nach jedem Test hinweisen. Das bedeutet, dass mehr relevante Daten bereitgestellt werden, um die Formel zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer des Lagers zu erhalten.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Offenbarung wird zumindest eine Aufgabe zumindest teilweise durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 erreicht.
Somit wird ein Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente bereitgestellt. Das Verfahren umfasst:

- Durchführen des Verfahrens gemäß einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung für eine Lagerkomponente, und
- wenn die Lagerkomponente als wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente ausgewählt wird, Wiederaufbereiten der ausgewählten Lagerkomponente, wie z.B. Wiederaufbereiten einer Laufbahnoberfläche der ausgewählten Lagerkomponente.

Dadurch wird eine wiederaufbereitete Lagerkomponente bereitgestellt, deren verbleibende Lebensdauer infolge der Wiederaufbereitung verlängert wird.
Die Wiederaufbereitung kann zum Beispiel die maschinelle Bearbeitung einer Laufbahnoberfläche der Lagerkomponente umfassen. Die maschinelle Bearbeitung kann zumindest eines der folgenden umfassen: Schleifen, Honen, Feinstbearbeiten und Polieren.
Gemäß einem dritten Aspekt der Offenbarung wird zumindest eine Aufgabe zumindest teilweise durch eine Lagerkomponente gemäß Anspruch 10 erreicht.
Somit wird eine Lagerkomponente, wie ein Lagerring oder eine Rolle, bereitgestellt, wobei die Lagerkomponente einem Wiederaufbereitungsverfahren gemäß einer der Ausführungsformen des zweiten Aspekts der Offenbarung unterzogen worden ist.
Dadurch wird eine wiederaufbereitete Lagerkomponente bereitgestellt, die eine erhöhte Lebensdauer und Kosteneffizienz aufweist.
Gemäß einem vierten Aspekt der Offenbarung wird ein Lager bereitgestellt, wobei das Lager eine Lagerkomponente gemäß einer der Ausführungsformen des dritten Aspekts der Offenbarung umfasst.
Beispielsweise kann das Lager ein Kugellager oder ein Rollenlager sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf ein Pendelrollenlager, ein Kegelrollenlager, ein Toroidalrollenlager, ein Zylinderrollenlager, ein Pendelkugellager, ein Rillenkugellager und ein Schrägkugellager. Alternativ kann das Lager auch ein Gleitlager sein, wie z. B. ein Gelenklager. Bei dem Lager kann es sich um ein Lager für jede Art von industrieller Anwendung handeln, z. B. für, aber nicht beschränkt auf, Zellstoff- und Papieranwendungen, Windturbinen, Metall- und Bergbauindustrieanwendungen, Schienenverkehrsanwendungen, Automobilanwendungen usw.. Zusätzlich oder alternativ kann das Lager verschiedene Größen haben, wie z. B. ein großes Lager und ein mittelgroßes Lager. Ein großes Lager kann als ein Lager mit einem Außendurchmesser von mehr als 500 mm definiert sein und ein mittelgroßes Lager kann als ein Lager mit einem Außendurchmesser von 100-500 mm definiert sein.
Gemäß einem fünften Aspekt der Offenbarung wird zumindest eine Aufgabe zumindest teilweise durch ein Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer einer Lagerkomponente erreicht.
Das Verfahren gemäß dem fünften Aspekt umfasst:

- Durchführen einer zerstörungsfreien Inspektion zumindest eines Abschnitts einer Lagerkomponente, wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden in dem zumindest einen Abschnitt umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das einen tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt angibt, und
- Berechnen einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und auf dem Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt angibt.

Die Vorteile und Effekte des fünften Aspekts der Offenbarung sind weitgehend analog zu den Vorteilen und Effekten des ersten Aspekts der Offenbarung und umgekehrt. Es wird auch darauf hingewiesen, dass alle Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung auf alle Ausführungsformen des fünften Aspekts der Offenbarung anwendbar und mit ihnen kombinierbar sind und umgekehrt.
Beispielsweise kann das hier offenbarte Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer auch für eine bereits wiederaufbereitete Lagerkomponente, eine gebrauchte Lagerkomponente und eine unbenutzte Lagerkomponente verwendet werden. Auf diese Weise kann ein zuverlässiger und genauer Wert für die verbleibende Lebensdauer auf kostengünstige und zeitsparende Weise erhalten werden.
Die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer kann vorteilhaft für die Qualitätskontrolle in der Produktion verwendet werden, z. B. durch Inspektion der Lagerkomponente, nachdem sie produziert wurde, und Berechnung ihrer verbleibenden Lebensdauer gemäß dem hier offenbartes Verfahren. Dementsprechend kann beispielsweise die Lagerkomponente als qualitätsgeprüft ausgewählt werden, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vorgegebenen Qualitätsbereichs liegt. Darüber hinaus kann das Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer einer Lagerkomponente als Teil einer vorausschauenden Wartung durchgeführt werden, z. B. durch Durchführen einer Inspektion unter der Oberfläche während des Gebrauchs der Lagerkomponente. Dementsprechend kann entschieden werden, eine Wartung der Lagerkomponente durchzuführen, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vorgegebenen Wartungsbereichs liegt. Weiter kann durch das Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer einer Lagerkomponente die Zeit zum Testen verkürzt werden. Dies bedeutet einen geringeren Energieverbrauch und eine höhere Verfügbarkeit des Prüfstands.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand von nicht einschränkenden Beispielen mit Bezug auf die beigefügten schematischen Figuren weiter erläutert, wobei;

1 eine schematische Ansicht eines Wälzlagers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ist,
2 ein Diagramm ist, das die verbleibende Lebensdauer einer Lagerkomponente oder eines Lagers als Funktion des tatsächlichen Schadens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung zeigt,
3 eine schematische und Schnittansicht durch einen Abschnitt einer Lagerkomponente mit unter der Oberfläche liegenden Schäden ist, und
4a und 4b Flussdiagramme von Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung zeigen.

Es sollte beachtet werden, dass die Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet sind und dass die Abmessungen bestimmter Merkmale aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben sein können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Merkmale der Offenbarung sind in der folgenden Beschreibung und in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Lagers 100, das in diesem Beispiel ein Wälzlager ist. Das Lager 100 umfasst mehrere Lagerkomponenten. Genauer umfasst das Lager 100 einen Innenring 1, einen Außenring 2 und mehrere Wälzkörpern 3, die zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 eingefügt sind. Bei den Wälzkörpern kann es sich um Kugeln, Rollen oder eine Kombination davon handeln. Das Lager 100 kann auch einen oder mehrere Käfige (nicht dargestellt) umfassen, um die Wälzkörper 3 während des Gebrauchs zu stützen und zu führen. Die Ringe 1, 2 und die Rollen 3 sind so ausgelegt, dass sie sich in Bezug auf eine Drehachse A drehen.
Unter Bezugnahme auf 4a wird ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Offenbarung näher beschrieben.
Bei dem Verfahren handelt es sich um ein Verfahren zum Auswählen einer wiederaufzubereitenden Kandidatenlagerkomponente. Dementsprechend kann irgendeiner des Innenring 1, des Außenrings 2 und zumindest eines Wälzkörpers 3 durch Verwendung des Verfahrens als Kandidatenlagerkomponente ausgewählt werden, die wiederaufbereitet werden soll.
Das Verfahren umfasst:

S1: Durchführen einer zerstörungsfreien Inspektion zumindest eines Abschnitts 10 einer Lagerkomponente 1, wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden 12 in dem zumindest einen Abschnitt 10 umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das einen tatsächlichen Schaden D in dem zumindest einen Abschnitt 10 angibt.

Ein Beispiel eines Abschnitts 10 ist in 3 dargestellt, die einen Querschnitt des Abschnitts 10 zeigt. Der Abschnitt 10 ist hier ein Abschnitt des Innenrings 1, wie in 1 gezeigt ist. In dem gezeigten Beispiel entspricht der Querschnitt einer Ebene, die durch die Drehachse A des Innenrings 1 definiert ist. Mit anderen Worten sind in der Ebene zumindest zwei getrennte Punkte der Drehachse A vorgesehen.
Wie dargestellt, umfasst der Abschnitt 10 mehrere Schäden 12 unter der Oberfläche. Diese Schäden 12 unter der Oberfläche sind durch die zerstörungsfreie Inspektion detektiert worden und sind unter einer Oberfläche 14 bereitgestellt. Die Oberfläche 14 ist hier eine Laufbahnoberfläche für die Lagerkomponente 1, d.h. die Oberfläche, auf der die Wälzkörper 3 abrollen sollen. Wie bereits erwähnt, kann die zerstörungsfreie Inspektion eine Ultraschallinspektion oder eine andere Art der zerstörungsfreien Inspektion sein, die unter der Oberfläche liegende Schäden 12 detektieren kann.
Das Verfahren umfasst weiterhin:

S2: Berechnen einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente 1 basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und auf dem Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden D in dem zumindest einen Abschnitt 10 angibt, und
S3: Auswählen der Lagerkomponente 1 als wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt.

Vorzugsweise kann der vordefinierte Bereich weiter mit den Kosten für die Wiederaufbereitung des spezifischen Typs der Lagerkomponente oder des Lagers verbunden sein. Dementsprechend kann beispielhaft die Lagerkomponente als die wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente ausgewählt werden, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer und die erwarteten Kosten für die Wiederaufbereitung innerhalb eines vordefinierten Bereichs für den spezifischen Typ der Lagerkomponente oder für den spezifischen Typ des Lagers liegen. Dementsprechend kann der vordefinierte Bereich zumindest in Abhängigkeit von dem Typ des Lagers, der Größe des Lagers, dem aktuellen Preisniveau des Lagers usw. festgelegt werden. Der vordefinierte Bereich kann sich beispielsweise im Laufe der Zeit ändern, z. B. als Folge von schwankenden Rohstoffpreisen.
Wie in 3 gezeigt, ist jeder detektierte, unter der Oberfläche liegende Schaden 12 vorzugsweise mit einer Tiefe z unter der Oberfläche 14 und einer Volumengröße des Schadens 12 verbunden. Das Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden angibt, kann beispielsweise durch Summieren aller Volumengrößen der Schäden 12, multipliziert mit einem zugehörigen Gewichtungsfaktor, erhalten werden, wobei der zugehörige Gewichtungsfaktor von der Tiefe z und der Größe jedes Schadens 12 abhängt. Der zugehörige Gewichtungsfaktor kann weiter von der Bruchzähigkeit des Materials der Lagerkomponente 1 abhängig sein. Typischerweise ist der Gewichtungsfaktor umgekehrt proportional zur Bruchzähigkeit des Werkstoffs. Das bedeutet, dass eine Erhöhung der Bruchzähigkeit den Gewichtungsfaktor eines Schadens verringert und somit zu einem geringeren tatsächlichen Schaden führt. Die Tiefe z jedes unter der Oberfläche liegenden Schadens 12 kann beispielsweise in einem Bereich von 0,5-50 mm unter der Oberfläche 14 detektiert werden, z. B. 0,5-20 mm oder 1-20 mm unter der Oberfläche 14.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Schritt des Durchführens der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Abschnitte der Lagerkomponente durchgeführt werden, beispielsweise für mehrere Abschnitte, die mit der Laufbahnoberfläche 14 der Lagerkomponente 1 verbunden sind, wobei die Berechnung der verbleibenden Lagerlebensdauer für den Abschnitt 12 durchgeführt wird, der einen maximalen tatsächlichen Schaden D hat. Dadurch, dass die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer auf dem Abschnitt 10 mit dem maximalen tatsächlichen Schaden basiert, kann ein genaueres Ergebnis der verbleibenden Lebensdauer erhalten werden.
Die verbleibende Lebensdauer kann basierend auf der folgenden Formel berechnet werden: $N = {c*D}^{α}$
wobei N die verbleibende Lebensdauer, z. B. die verbleibende Anzahl der vorhergesagten Umdrehungen, bis zum Erreichen des Endes der Lebensdauer der Lagerkomponente 1 ist, c ein erster konstanter Wert ist, der mit dem vorbestimmten Lastwert assoziiert ist, D der tatsächliche Schaden ist und α ein zweiter konstanter Wert ist.
Der Wert N kann beispielsweise in Zehnern, Hunderten, Tausenden oder Millionen von verbleibenden Umdrehungen ausgedrückt werden. Alternativ kann als weiteres Beispiel die Einheit N auch in einer vorhergesagten Zeit bis zum Erreichen des Lebensendes ausgedrückt werden, wenn die Drehzahl bekannt ist.
Die konstanten Werte, c und α, werden vorzugsweise empirisch erhalten, durch

- Durchführen des Schritts der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Testlagerkomponenten unter bekannten und unterschiedlichen Lastbedingungen und für Testlagerkomponenten mit unterschiedlichem anfänglichen unter der Oberfläche liegenden Schaden, und,
- Messen der verbleibenden Lebensdauer für die mehreren Lagerkomponenten durch Testen der mehreren Testlagerkomponenten, bis ein Fehler unter der Oberfläche auftritt.

Dadurch erhält man die verbleibende Lebensdauer für verschiedene Lastzustände als Funktion des tatsächlichen Schadens D. Dies kann in Form von Kurven für verschiedene Lastzustände aufgetragen werden, wie in 2 dargestellt. Genauer zeigt 2 ein Diagramm, in dem die verbleibende Lebensdauer des Lagers auf der y-Achse angegeben ist und in dem der tatsächliche Schaden D auf der x-Achse angegeben ist. In dem gezeigten Beispiel sind drei Kurven, eine Kurve für eine bestimmte Lastsituation, in das Diagramm eingezeichnet. Die Lastzustände sind relative Lastzustände, d. h. ein niedriger Lastzustand, ein mittlerer Lastzustand und ein hoher Lastzustand. Die dargestellten Kurven können durch Interpolation zwischen den empirisch erhaltenen Werten und/oder durch Verwendung einer Polynomkurvenanpassung an den empirisch erhaltenen Werten bereitgestellt werden.
Die zerstörungsfreie Inspektion für jede Testlagerkomponente kann durchgeführt werden, bevor, während und nachdem die jeweilige Komponente getestet wurde, wodurch man Ergebnisse erhält, die auf einen tatsächlichen Schaden jeder Testlagerkomponente vor, während und nach jedem Test hinweisen. Dies wiederum kann die Qualität der aufgezeichneten Kurven weiter verbessern, z. B. können die konstanten Werte c und α dadurch weiter verbessert werden.
Es versteht sich, dass die berechnete verbleibende Lebensdauer eine Schätzung der verbleibenden Lebensdauer ist. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Abschätzung unter Verwendung von detektierten, unter der Oberfläche liegenden Schäden einen guten Hinweis auf die tatsächliche verbleibende Lebensdauer einer Lagerkomponente gibt. Sie kann daher vorteilhaft für Herstellungsentscheidungen darüber verwendet werden, welche Lager oder Lagerkomponenten wiederaufbereitet werden sollten.
4b zeigt ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Offenbarung. Das Verfahren ist ein Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente 1, 2, 3, umfassend:

S 10: Durchführen des Verfahrens gemäß einer der Ausführungsformen des ersten Aspekts der Offenbarung für eine Lagerkomponente, und
- - wenn die Lagerkomponente 1, 2, 3 als eine Kandidatenlagerkomponente ausgewählt wird, die wiederaufbereitet werden soll,
S20: Wiederaufbereiten der ausgewählten Lagerkomponente 1, wie beispielsweise das Wiederaufbereiten einer Laufbahnoberfläche 14 der ausgewählten Lagerkomponente 1.

Gemäß dem fünften Aspekt der Offenbarung ist ein Verfahren zum Berechnen der verbleibenden Lebensdauer einer Lagerkomponente bereitgestellt. Als solches kann, wiederum mit Bezug auf 4a, ein Verfahren bereitgestellt werden, das umfasst:

S1: Durchführen einer zerstörungsfreien Inspektion zumindest eines Abschnitts 10 einer Lagerkomponente 1, wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden 12 in dem zumindest einen Abschnitt 10 umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das einen tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt 10 angibt, und
S2: Berechnen einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente 1 basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und basierend auf dem Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden D in dem zumindest einen Abschnitt 10 angibt.

Gemäß dem fünften Aspekt der Offenbarung wurde der Schritt S3 weggelassen, der in 4a durch den gestrichelten Kasten angedeutet ist. Dementsprechend kann der Schritt S3 ein optionaler Schritt sein.
Es ist zu verstehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist; vielmehr wird der Fachmann erkennen, dass viele Änderungen und Modifikationen im Rahmen der beigefügten Ansprüche gemacht werden können.

Claims

Verfahren zum Auswählen einer Kandidatenlagerkomponente (1, 2, 3), die wiederaufbereitet werden soll, umfassend: - Durchführen (S1) einer zerstörungsfreien Inspektion von zumindest einem Abschnitt (10) einer Lagerkomponente (1, 2, 3), wobei die zerstörungsfreie Inspektion das Detektieren von unter der Oberfläche liegenden Schäden (12) in dem zumindest einen Abschnitt (10) umfasst, wodurch ein Ergebnis erhalten wird, das einen tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt (10) angibt, - Berechnen (S2) einer verbleibenden Lebensdauer der Lagerkomponente (1, 2, 3) basierend auf einem vorbestimmten Lastwert und auf dem Ergebnis, das den tatsächlichen Schaden in dem zumindest einen Abschnitt (10) angibt, und - Auswählen (S3) der Lagerkomponente (1, 2, 3) als die wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente, wenn die berechnete verbleibende Lebensdauer innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jeder detektierte, unter der Oberfläche liegende Schaden (12) mit einer Tiefe (d) unter der Oberfläche und einer Volumengröße des Schadens assoziiert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das den tatsächlichen Schaden angebende Ergebnis durch Summieren aller Volumengrößen der Schäden (12), multipliziert mit einem zugehörigen Gewichtungsfaktor, erhalten wird, wobei der zugehörige Gewichtungsfaktor von der Tiefe (d) und der Größe jedes Schadens (12) abhängig ist.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei der zugehörige Gewichtungsfaktor weiter von der Bruchzähigkeit des Materials der Lagerkomponente (1, 2, 3) abhängig ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Durchführens der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Abschnitte der Lagerkomponente durchgeführt wird, wie beispielsweise für mehrere Abschnitte, die mit einer Laufbahnoberfläche der Lagerkomponente verbunden sind, wobei die Berechnung der verbleibenden Lebensdauer des Lagers für den Abschnitt (12) durchgeführt wird, der einen maximalen tatsächlichen Schaden hat.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die verbleibende Lebensdauer basierend auf der folgenden Formel berechnet wird: $N = {c*D}^{α}$
wobei N die verbleibende Lebensdauer, wie eine verbleibende Anzahl von vorhergesagten Umdrehungen, bis zum Erreichen des Lebensendes der Lagerkomponente ist, c ein erster konstanter Wert ist, der mit dem vorbestimmten Lastwert assoziiert ist, D der tatsächliche Schaden ist und α ein zweiter konstanter Wert ist.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei die konstanten Werte, c und α, empirisch erhalten werden durch - Durchführen des Schritts der zerstörungsfreien Inspektion für mehrere Testlagerkomponenten unter bekannten und unterschiedlichen Lastbedingungen und für Testlagerkomponenten mit unterschiedlichen anfänglichen, unter der Oberfläche liegenden Schäden, und, - Messen der verbleibenden Lebensdauer für die mehreren Testlagerkomponenten durch Testen der mehreren Testlagerkomponenten, bis ein Fehler unter der Oberfläche auftritt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die zerstörungsfreie Inspektion für jede Testlagerkomponente durchgeführt wird, bevor, während und nachdem die jeweilige Komponente getestet wurde, wodurch Ergebnisse erhalten werden, die einen tatsächlichen Schaden jeder Testlagerkomponente vor, während und nach jedem Test angeben.
Verfahren zum Wiederaufbereiten einer Lagerkomponente (1, 2, 3), umfassend: - Durchführen (S10) des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1-8 für eine Lagerkomponente, und - wenn die Lagerkomponente (1, 2, 3) als wiederaufzubereitende Kandidatenlagerkomponente ausgewählt wird, Wiederaufbereiten (S20) der ausgewählten Lagerkomponente, wie Wiederaufbereiten einer Laufbahnoberfläche (14) der ausgewählten Lagerkomponente.
Lagerkomponente (1, 2, 3), wie ein Lagerring oder eine Rolle, wobei die Lagerkomponente einem Wiederaufbereitungsverfahren gemäß Anspruch 9 unterzogen worden ist.