DE10227677A1

DE10227677A1 - Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Überwachung des Zustands eines Maschinenteils

Info

Publication number: DE10227677A1
Application number: DE10227677A
Authority: DE
Inventors: Dirk Overzier
Original assignee: ARGOTECH GES fur MESTECHNIK M
Current assignee: ARGOTECH GES fur MESTECHNIK M
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2003-02-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur drahtlosen Überwachung des Zustands wenigstens eines Maschinenteils, das im Betrieb durch Änderung seiner Masse oder Gestalt fortschreitend verschlissen wird, mittels wenigstens einer elektrischen Leiterbahnstruktur (2, 28), die so an dem Maschinenteil angebracht ist, dass sie im Laufe des Betriebs gemeinsam mit dem Maschinenteil verschlissen wird, wobei die Leiterbahnstruktur (2, 18) über eine elektrische Verbindung (3, 14d, 21, 22, 23) an eine sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) angeschlossen ist, mit der ein Antwortsignal (A2), das Auskunft über den Zustand des Maschinenteils gibt, drahtlos zu einer primären Überwachungseinrichtung (S1) übertragen wird, wobei die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) als passives Element ausgebildet ist, dass die primäre Überwachungseinrichtung (S1) einen elektromagnetischen Wechselfelderzeuger aufweist, mit dem das Abfragesignal (A1) an die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) gesendet wird, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) das Abfragesignal (A1) empfängt und daraus ein Antwortsignal (A2) generiert, das an die primäre Überwachungseinrichtung (S1) zurückgesendet wird, wobei eine verschleißende Leiterbahnstruktur (2, 18) bewirkt, dass das Antwortsignal (A2) in kausaler Abhängigkeit zum Verschleiß der Leiterbahnstruktur (2, 18) gestört wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Überwachung des Zustands wenigstens eines Maschinenteils, das im Betrieb durch Änderung seiner Masse oder Gestalt fortschreitend verschlissen wird, mittels wenigstens einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die so an dem Maschinenteil angebracht ist, dass sie im Laufe des Betriebs gemeinsam mit dem Maschinenteil verschlissen wird, wobei die Leiterbahnstruktur über eine elektrische Verbindung an eine sekundäre Überwachungseinrichtung angeschlossen ist, mit der ein Antwortsignal, das Auskunft über den Zustand des Maschinenteils gibt, drahtlos zu einer primären Überwachungseinrichtung übertragen wird. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Fernüberwachung des Zustands wenigstens eines Maschinenteils, das im Betrieb einem fortschreitenden Verschleiß durch Änderung seiner Masse oder Gestalt unterliegt, mittels wenigstens einer elektrischen Leiterbahnstruktur, die so an dem Maschinenteil angebracht ist, dass sie im Laufe des Betriebs gemeinsam mit dem Maschinenteil verschleißt, wobei die Leiterbahnstruktur über eine elektrische Verbindung an eine sekundäre Überwachungseinrichtung angeschlossen ist, mit der ein Antwortsignal, das Auskunft über den Zustand des Maschinenteils gibt, drahtlos zu einer primären Überwachungseinrichtung übertragbar ist.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung sind bekannt aus: F & M Messtechnik Jahrg. 109 (2001), Seite 56-58 "Oberflächensensoren überwachen Werkzeugschneiden". Auch die Erfindung bezieht sich auf die drahtlose Überwachung des Zustands von Werkzeugen, wie Wendeschneidplatten für Dreh- und Fräsbearbeitungsmaschinen, Bohrer etc., insbesondere deren Schneidkanten und Schneidflächen, wobei ein Werkzeug gemäß der vorliegenden Beschreibung als Maschinenteil im weiteren Sinne aufzufassen ist. Selbstverständlich sind die Vorrichtung und das Verfahren zur Zustandsüberwachung von Maschinenteilen jeglicher Art anwendbar, die im Betrieb einem Verschleiß unterliegen, beispielsweise den Laufflächen von Gleitlagern und Wälzlagern oder Rädern oder Achsen von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen.
Aus dem erwähnten Stand der Technik F & M Messtechnik, Jahrg. 109 (2001) ist beispielsweise eine Art einer Leiterbahnstruktur und deren integrierte Anbringung beispielsweise an einer Wendeschneidplatte bekannt. Die dort beschriebene Leiterbahnstruktur weist als Sensoren bezeichnete elektronische Bauteile auf, die eine Strukturbreite von 10 µm aufweisen und aus einer Nickel- Chrom-Schicht mit einer Dicke von 0,5 µm bestehen sollen. Die Sensoren sind fotolitographisch aufgebracht. In der dortigen Darstellung, Bild 2, sind fünf als Einzelwiderstände ausgelegte sogenannte Verschleißsensoren vorgesehen.
Nach dem bekannten Verfahren weist die primäre Überwachungseinrichtung eine Beleuchtungseinrichtung auf, die der sekundären Überwachungseinrichtung permanent Energie in Form von Licht zuführt. Die sekundäre Überwachungseinrichtung ist auf einem Zerspanwerkzeug bzw. dessen Halter angebracht und somit mobil. Sie weist eine Solarzelle auf, die das von der Beleuchtungseinrichtung abgestrahlte Licht in elektrische Energie wandelt. Für die Energieversorgung ist ein "Sichtkontakt" zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Solarzelle erforderlich. Die elektrische Energie dient der Versorgung einer Mikrosteuerung mit A/D-Umsetzer und Stromsparlogik. Die Mikrosteuerung ist Teil der sekundären Überwachungseinrichtung. Die elektrische Leiterbahnstruktur der bekannten Vorrichtung ist auf einer Wendeschneidplatte angeordnet und über eine elektrische Verbindung an der Mikrosteuerung angeschlossen. Von der Mikrosteuerung geht eine weitere elektrische Verbindung zu einem Sendemodul. Mit dem Sendemodul wird das Antwortsignal das kausal von dem Verschleißzustand der Leiterbahnstruktur abhängt, zur primären Überwachungseinrichtung gesendet. Die primäre Überwachungseinrichtung ist mit einem Empfangsmodul versehen, um das Antwortsignal des Sendemoduls zu empfangen.
Die Art und Weise der Energiezufuhr für die sekundäre Überwachungseinrichtung birgt eine Menge technischer Probleme. Die Probleme sind solcher Art, dass sie insbesondere den Industrieeinsatz des bekannten Verfahrens und der Vorrichtung erschweren. Als wichtigstes Problem zu nennen ist die Verschmutzung im Bereich der Einsatzstelle der sekundären Überwachungseinrichtung. Diese beeinträchtigt den Wirkungsgrad der Solarzelle. Ferner ergeben sich Probleme dann, wenn sich eine Werkzeugschneide während des Betriebs in ungünstiger Weise bewegt, beispielsweise die Werkzeugschneide(n) eines Fräskopfs.
Anders die Werkzeugschneide eines Drehwerkzeugs. Sie führt im Betrieb üblicherweise keine Schnittbewegung aus, sondern allenfalls eine Vorschubbewegung. Die Wege und Geschwindigkeiten einer Vorschubbewegung sind dabei stets klein im Verhältnis zur Schnittbewegung, so dass die optische Energieeinspeisung bei einem einfachen Drehwerkzeug realisierbar ist. Problematisch wird es aber bereits dann, wenn eine Drehmaschine mit einer sogenannten Revolverscheibe ausgestattet ist, auf der mehrere unterschiedliche Werkzeuge angebracht sind, von denen je nach Revolverstellung eines zum Einsatz kommt. Es besteht das Problem, jedes der Werkzeuge so mit der Solarzelle der sekundären Überwachungseinrichtung zu bestücken, dass dieselbe Beleuchtungseinrichtung die Solarzelle jedes der Werkzeuge verwendet werden kann. Je nachdem, wie unterschiedlich die Werkzeuge aufgebaut sind, muss die Position der Beleuchtungseinrichtung angepasst werden.
Ein Fräskopf führt hingegen üblicherweise eine rotierende Schnittbewegung aus. Diese behindert eine optische Energieeinspeisung, weil eine pulsierende Unterbrechung des "Sichtkontakts" zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Solarzelle erfolgt.
Ein weiteres Problem stellen Zerstörungen der Oberflächen der optischen Bauteile dar. Sowohl die optischen Bauteile der Beleuchtungseinrichtung als auch die der Solarzelle sind gefährdet. Die optischen Bauteile der Solarzelle sind wegen der Nähe zum Einsatzort des Werkzeugs umherschleudernden, mitunter glühenden Spänen sowie aggressiven Kühlschmiermitteln ausgesetzt. Barrieren gegen Späne sind unzweckmäßig, weil der "Sichtkontakt" unterbrochen würde.
Der technische Aufwand für eine solare Energieversorgung wird als zu hoch empfunden sowie als untauglich für den Dauereinsatz. Das bekannte Verfahren und die Vorrichtung sind daher insbesondere bei bewegten Maschinenteilen, beispielsweise Rädern, Achsen, etc. eines Fahrzeugs, wie eines Schienenfahrzeugs, nicht anwendbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dass gattungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung so weiterzubilden, dass die genannten technischen Probleme beseitigt werden und sich das Verfahren einfach auf Maschinenteile anwenden lässt, die sich im Betrieb mit samt einer applizierten sekundären Übertragungseinrichtung relativ zu der primären Übertragungseinrichtung bewegen.
Erfindungsgemäß wir die Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, das vorsieht, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung als passives Element ausgebildet ist, dass die primäre Überwachungseinrichtung einen elektromagnetischen Wechselfelderzeuger aufweist, mit dem das Abfragesignal an die sekundäre Überwachungseinrichtung gesendet wird, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung das Abfragesignal empfängt und daraus ein Antwortsignal generiert, das an die primäre Überwachungseinrichtung zurückgesendet wird, wobei eine verschleißende Leiterbahnstruktur bewirkt, dass das Antwortsignal in kausaler Abhängigkeit zum Verschleiß der Leiterbahnstruktur gestört wird. Ferner das zugrundeliegende technischen Problems mit einer Vorrichtung gelöst, deren sekundäre Überwachungseinrichtung passiv und an keine Energieversorgung angeschlossen ist, wobei die primäre Überwachungseinrichtung einen elektromagnetischen Wechselfelderzeuger aufweist, mit dem Energie in Form eines Abfragesignals an die sekundäre Überwachungseinrichtung sendbar ist.
Auf der Seite der sekundären Überwachungseinrichtung wird erfindungsgemäß auf eine Mikrosteuerung verzichtet. Daher ist keine permanente Energieversorgung durch eine Solarzelle erforderlich. Es wird stattdessen von einem anderen Detektionsprinzip Gebrauch gemacht, das auf der kausalen Rückwirkung beruht, die eine verformte oder gebrochene verschlissene Leiterbahnstruktur auf das Antwortsignal hat.
Für das Verfahren können vorzugsweise zweierlei Arten einer sekundären Überwachungseinrichtung eingesetzt werden, die das Abfragesignal empfangen, um daraus ein Antwortsignal zu generieren.
Das Antwortsignal kann unterschiedliche Signalformen aufweisen. Es kann sich um ein stetiges Antwortsignal handeln, das bei konstanter Erregung der sekundären Überwachungseinrichtung mit einem hochfrequenten Abfragesignal ein Antwortsignal zurücksendet, dessen Frequenz verschieden ist von der Frequenz des Abfragesignals. Eine alternative Signalform kommt durch pulsförmige Modulation des Abfragesignals zustande. Dabei wird das Abfragesignal pulsförmig durch Pausen unterbrochen und das Antwortsignal während der Pausen zur primären Überwachungseinrichtung übermittelt.
Eine erste Art der sekundären Überwachungseinrichtung empfängt das Abfragesignal und sendet das Antwortsignal mit Hilfe eines Oberflächenwellensensors, nachfolgend abgekürzt als OFW-Sensor bezeichnet, an die primäre Überwachungseinrichtung zurück. Hierbei wird die modulierte Signalform, Puls-/Pausenprinzip, angewandt. Gesendete Energie wird zwischengespeichert und ein Antwortsignal mit einer veränderten Bandbreite erzeugt.
Eine zweite Art der sekundären Überwachungseinrichtung empfängt das Abfragesignal und sendet das Antwortsignal mit einem Transponder an die primäre Überwachungseinrichtung zurück. Bei dem Transponderprinzip ist beispielsweise eine konstante Anregung möglich. Es kommt zu einer Absorption der Sendeenergie oder z einer Resonanzanregung.
Beide Verfahren, OFW-Sensor sowie Transponder, arbeiten nach einem System, das als Abfrage-Antwort-System bezeichnet werden kann.
Der Begriff Transponder ist ein Kunstwort, das aus der englischen Sprache stammt und aus den Begriffen to transmit (senden) und to respond (antworten) hergeleitet ist. Als deutsche Umschreibung kann "gleichzeitige Empfangs- und Sendeeinrichtung" hergenommen werden. Für die vorliegende Erfindungsbeschreibung wird das Kunstwort Transponder benutzt. Ein Transponder ist üblicherweise ein passives Bauteil. Er besteht aus einem Mikrochip, in dem Daten gespeichert sind, und einer Antenne. Er verfügt über keine leitungsgebundene Stromversorgung. Dem Transponder wird als Abfragesignal ein hochfrequentes Wechselfeld bestimmter Frequenz gesendet. Diesem Abfragesignal entnimmt der Transponder über seine Antenne die benötigte Energie, um ein Antwortsignal zu generieren. Wichtig für die Lösung des zugrundeliegenden technischen Problems ist, dass für den Signaltransfer, nämlich der Übertragung des Abfragesignals und des Antwortsignals zwischen der sekundären Überwachungseinrichtung und der primären Überwachungseinrichtung kein "Sichtkontakt" benötigt wird. Das vorgeschlagene Verfahren ist daher dem bekannten Verfahren der optischen Energieeinspeisung überlegen. Transponder werden für vielfältige Anwendungen eingesetzt, da sie völlig wartungsfrei sind und eine hohe Lebensdauer aufweisen. Sie werden vielfach zur Identifizierung von Personen oder Gegenständen in öffentlichen Gebäuden eingesetzt sowie im Handel und in der Industrie angewandt. Der erfindungsgemäße Transponder muss nicht zwingend einen Mikrochip zur Datenspeicherung aufweisen. Es ist jedoch für eine Anwendung bei der eine Vielzahl von Maschinenteilen mit einem Transponder überwacht wird hilfreich, wenn in einem Mikrochip gespeicherte Daten betreffend einzelne Maschinenteile über das Antwortsignal mit ausgelesen werden können.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem wird ebenfalls gelöst, wenn die sekundäre Überwachungseinrichtung von einem OFW-Sensor Gebrauch macht. Die Abkürzung OFW steht für Oberflächenwellen. Bei einem OFW-Sensor handelt es sich um einen elektromechanischen Sensor. Derlei Sensoren werden beispielsweise in Funktelefonen zur Einstellung und Stabilisierung der Sendefrequenz angewandt. Sie werden auf dem technischen Gebiet der Funktelefone als Resonatoren bezeichnet, da hierbei der Filtereffekt der Frequenzstabilisierung im Vordergrund steht. Ein OFW- Sensor besteht im wesentlichen aus einer Platte mit geringen Kantenlängen von wenigen Millimetern beispielsweise. Die Platte ist aus einem piezoelektrischen, monokristallinen Material hergestellt, wie einem in Scheiben geschnittenen Quarzsubstrat, auch Quarzschnitte genannt. Auf einer flachen Seite der Platte sind dünne fadenförmige elektrisch leitende Strukturen aufgebracht und es ist eine Antenne vorgesehen. Über die Antenne ist ein hochfrequentes Funksignal, nämlich die Energie eines elektromagnetisches Wechselfeldes, empfangbar. Die Antenne ist mit Teilen der fadenförmigen Wandlerstrukturen verbunden. Die über das Funksignal an die Wandlerstrukturen angelegten Spannungen regen die Oberfläche der Platte zu Schwingungen an. Bei den auf diese Weise erzeugten Oberflächenwellen handelt es sich um transversale und longitudinale Schwingungsanteile, die sich an der Grenzfläche zwischen der festen Platte und der Umgebungsluft bzw. dem Umgebungsmedium überlagern.
Wenn ein Abfragesignal der primären Überwachungseinrichtung pulsierend zur sekundären Überwachungseinrichtung gesendet wird, sind während der Funkpausen der primären Überwachungseinrichtung stets noch abklingende Oberflächenwellen an der Oberfläche der Quarzsubstratplatte vorhanden. Infolge der piezoelektrischen Eigenschaft des Quarzsubstrats werden die gedämpften Oberflächenschwingungen durch den umgekehrten piezoelektrischen Effekt in ein Spannungssignal umgewandelt und von der Antenne als Antwortsignal zurückgestrahlt.
Auch für diese Technik gilt, dass kein "Sichtkontakt" zwischen der primären Überwachungseinrichtung und dem OFW-Sensor der sekundären Überwachungseinrichtung benötigt wird. Somit beseitigt auch ein OFW-Sensor das beim Stand der Technik vorhandene Problem der optischen Energieeinspeisung.
Die Erfindung ist auch solchen Konstruktionen überlegen, die Energie aus einer Batterie oder kabelgebunden an eine sekundäre Überwachungseinrichtung liefern. Auch diese Arten der Energieeinspeisung bedeutet immer einen unkonstruktiven Aufwand und verschlechtern die Handhabbarkeit im rauhen Industriebetrieb.
Je nach dem, welche Form und Frequenz des Abfragesignals des elektromagnetischen Wechselfelderzeugers eingestellt wird, können unterschiedliche Arten von Oberflächenwellen auf der Oberfläche des OFW-Sensors erzeugt werden.
Ein bevorzugtes Verfahrens sieht vor, dass die Form und Frequenz des Abfragesignals des elektromagnetischen Wechselfelderzeugers so eingestellt wird, dass auf der Oberfläche des OFW-Sensors Oberflächenwellen erzeugt werden, deren Frequenz im Bereich der Resonanzfrequenz des OFW-Sensors liegt. In diesem Fall wird die dem Abfragesignal innewohnende Sendeenergie besonders gut ausgenutzt und ein Antwortsignal hoher Intensität erhalten, das ebenfalls die Resonanzfrequenz aufweist. Letztere wird durch ein Verschleißereignis gestört, so dass sich das Antwortsignal deutlich detektierbar ändert. Die Resonanzfrequenz wird bei vorgegebenen Materialparametern eines Quarzsubstrates durch die Geometrie des OFW-Sensors bestimmt, insbesondere durch die Kantenlängen der Quarzsubstratplatte und den relativen Abständen der fadenförmigen Strukturen untereinander. Die Abstände der fadenförmigen Strukturen untereinander können auch als Laufstrecke der Oberflächenwellen bezeichnet werden.
Eine andere bevorzugte Verfahrensvariante sieht vor, dass mit dem elektromagnetischen Wechselfelderzeuger ein Abfragesignal mit der Form und Frequenz eines Radarsignals eingestellt wird, so dass auf der Oberfläche des OFW-Sensors Oberflächenwellen in Form von Rayleighwellen erzeugt werden. Die Rayleighwellen werden durch ein Verschleißereignis gestört. Das zurückgesendete Antwortsignal besteht aus einem hochfrequenten Signal, aus dem mit der primären Überwachungseinrichtung ein beispielsweise niederfrequentes Zustandssignal extrahiert wird das ein Verschleißereignis an der Leiterbahnstruktur wiederspiegelt. Der Vorteil eines Radarsignals liegt in dem Richtcharakter und der Möglichkeit der Fokussierung des Radarsignals. Mit verhältnismäßig kleinen Antennen ist eine gerichtete Abstrahlung eine große Reichweite möglich.
Zur Durchführung des Verfahrens kann die Vorrichtung eine sekundäre Überwachungseinrichtung aufweisen, die entweder mit einem OFW-Sensor oder einem Transponder versehen ist.
Bei einer sekundären Überwachungseinrichtung, die einen OFW- Sensor aufweist, ist es vorteilhaft, wenn dieser wenigstens versehen ist mit einem ersten und einem zweiten Wandlerpaar aus miteinander verzahnten Wandlerkämmen sowie einem Reflektor oder einem Reflektorfeld. Sowohl bei dem Wandlerpaar aus Wandlerkämmen als auch bei dem Reflektor oder dem Reflektorfeld handelt es sich um die schon vorstehend besprochenen elektrisch leitenden fadenförmigen Strukturen.
Die Wandlerpaare aus miteinander verzahnten Wandlerkämmen sind diejenigen Teile des OFW-Sensors, die die piezoelektrischen Eigenschaften der Quarzsubstratplatte so ausnutzen, dass ein Abfragesignal in Oberflächenwellen umsetzbar ist und umgekehrt Oberflächenwellen in ein Antwortsignal zurückgewandelt werden. Diese Funktion wird von dem ersten Wandlerpaar übernommen.
Bei einem Reflektor handelt es sich um eine einzelne fadenförmige Struktur auf der Oberfläche des OFW-Sensors, an der ein Teil der Energie der Oberflächenwelle zurückgeworfen wird. Ein anderer Teil der Energie der Oberflächenwelle durchdringt den Reflektor und breitet sich hinter diesem als gedämpfte Oberflächenwelle weiter aus. Der Wirkungsgrad des OFW-Sensors kann durch ein Reflektorfeld erhöht werden, das mehrere hintereinandergeschaltete Reflektoren aufweist. Eine gedämpfte Oberflächenwelle, die einen ersten Reflektor überwunden hat, wird teilweise an einem zweiten Reflektor zurückgeworfen u. s. w. Vorzugsweise ist an beiden Enden eines OFW-Sensors ein Reflektorfeld vorgesehen. Ein Reflektorfeld bildet eine Art selektiven Spiegel und reflektiert nur die Oberflächenwellen mit einer Wellenlänge, die bei gegebenem konstruktivem Abstand benachbarter Fadenstrukturen eines Reflektorfeldes zu einer Interferenz führen. D. h. an jeder Fadenstruktur wird ein prozentualer Anteil der einlaufenden Oberflächenwelle reflektiert und ein weitere Anteil transmittiert. Von dem transmittierten Anteil wird an der nächsten Fadenstruktur ein Teil reflektiert usw. Nur wenn die reflektierten Anteile in passender Phase zueinander reflektiert werden addieren sich die Amplituden und damit die zurückgestrahlte Energie. Die Phasenlage ist direkt abhängig von dem Abstand der Fadenstrukturen des Reflektorfeldes. Je mehr Fadenstrukturen mit äquidistantem Abstand vorhanden sind, desto selektiver arbeitet das Filter. Ein optimal ausgelegtes Reflektorfeld erhöht somit die Energieausnutzung und letztlich die Intensität des erhaltbaren Antwortsignals.
Zweckmäßig ist das zweite Wandlerpaar als Störwandler ausgebildet, wobei die Leiterbahnstruktur über die elektrische Verbindung an den Störwandler der sekundären Überwachungseinrichtung angeschlossen ist. Wenn die primäre Überwachungseinrichtung ein Hochfrequenzsignal sendet, wird dieses von der Antenne aufgenommen und in Oberflächenwellen auf der Oberfläche des OFW- Sensors umgesetzt. Die Oberflächenwellen breiten sich in Richtung des Störwandlers aus. Dieser erzeugt aufgrund des umgekehrten piezoelektrischen Effekts daraus ein Spannungssignal, das über die elektrische Verbindung an die Leiterbahnstruktur angelegt wird. Je nach Verschleißzustand der Leiterbahnstruktur ergibt sich eine Dämpfung der Oberflächenwellen, die kausal von dem momentanen Verschleißzustand abhängt. Sobald die Leiterbahnstruktur eine Änderung der Form oder der Masse erleidet oder eine Leiterbahn der Leiterbahnstruktur sogar unterbrochen wird, ändert, sich die Dämpfung der Oberflächenwellen derart, dass sich diese in dem Antwortsignal widerspiegelt, das von dem ersten Wandlerpaar über die Antenne an die primäre Überwachungseinrichtung zurückgesandt wird.
Ein weiterer Nutzen ergibt sich dadurch, dass auf dem OFW-Sensor mehrere Störwandler vorgesehen und über elektrische Verbindungen an die Leiterbahnstruktur angeschlossen sind. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den genauen Ort eines Verschleißereignisses genauer zu detektieren. Dies, weil sich ein lokal begrenztes Verschleißereignis beispielsweise nur an einem der Störwandler bemerkbar macht. Durch die Anordnung der Störwandler nebeneinander in unterschiedlichen Abständen zu dem ersten Wandlerpaar kann durch den Grad der Veränderung des Antwortsignals auf den Ort des Verschleißereignisses zurückgeschlossen werden. Vorzugsweise ist zu diesem Zweck jeder Störwandler an einem Leiterbahnstück der Leiterbahnstruktur angeschlossen, wobei diese elektrischen Verbindungen einander parallel geschaltet sind.
Der Einsatzbereich der sekundären Überwachungseinrichtung lässt sich dadurch erweitern, dass mehrere voneinander getrennte Leiterbahnstrukturen vorgesehen sind, von denen jede an einem Störwandler des OFW-Sensors angeschlossen ist. Auf diese Weise können mehrere voneinander unabhängige Werkzeuge mittels einer sekundären Überwachungseinrichtung überwacht werden oder Werkzeuge, die selbst eine Vielzahl von Werkzeugschneiden aufweisen, sind mittels einer einzigen sekundären Überwachungseinrichtung zu überwachen. In Frage kommt beispielsweise ein Fräskopf mit einer Vielzahl von auswechselbaren Schneidplatten. Durch die Anordnung von Leiterbahnstrukturen auf jeder einzelnen Wendeplatte ist beispielsweise ein Bruch einer einzelnen Wendeschneidplatte direkt erfassbar. Es steht somit immer genau fest, welche der Schneidplatten die beschädigte ist.
Eine weitere Verbesserung bringt es, wenn mehrere Leiterbahnstrukturen vorgesehen sind, die mehrere Leiterbahnstücke aufweisen, von denen jedes Leiterbahnstück an einem einzelnen Störwandler angeschlossen ist und dass zumindest die elektrischen Verbindungen derjenigen Leiterbahnstücke, die zu einer Leiterbahnstruktur gehören, einander parallel geschaltet sind. Mit dieser Konstruktion sind zum einen Verschleiß und Beschädigungen einzelner Werkzeuge bzw. einzelner Wetkzeugschneiden oder Werkzeugschneidplatten eines Fräskopfs getrennt voneinander detektierbar. Außerdem kann der genaue Ort einer Beschädigung erfasst werden, weil mit mehreren Störwandlern einzelne Bereiche auf einem Werkzeug, beispielsweise einer einzelnen Werkzeugschneidplatte, zu erfassen sind.
Nachfolgend ist die Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft veranschaulicht und anhand einzelner Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 (2?) einen Fräskopf mit einer Vielzahl von auswechselbaren Wechselschneidplatten, die über eine einzige sekundäre Überwachungseinrichtung überwacht sind,
Fig. 2 (1?) eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens, das auf der Seite der sekundären Überwachungseinrichtung mit einem Transponder (= SAW?) arbeitet,
Fig. 3 ein Verfahren, dass auf der Seite der sekundären Überwachungseinrichtung mit einem OFW-Sensor arbeitet, der einen Störwandler aufweist,
Fig. 4 ein Verfahren, bei dem der OFW-Sensor mit mehreren Störwandlern betrieben wird,
Fig. 5 ein Verfahren, bei dem die sekundäre Überwachungseinrichtung mit einem OFW-Sensor betrieben wird, der mehrere Störwandler aufweist, wobei die Störwandler mit einer einzigen Leiterbahnstruktur verbunden sind, die sich über mehrere Werkzeuge erstreckt,
Fig. 6 ein Verfahren, das mit einer sekundären Überwachungseinrichtung arbeitet, die einen OFW-Sensor aufweist, wobei mehrere Störwandler vorgesehen sind, wobei die beiden Störwandler an eine Leiterbahnstruktur angeschlossen sind und jede Leiterbahnstruktur auf einem Werkzeug angeordnet ist,
Fig. 7 ein Verfahren, das mit einer sekundären Überwachungseinrichtung arbeitet, die einen OFW-Sensor aufweist, wobei auf einzelnen Werkzeugen je eine Leiterbahnstruktur vorgesehen ist, und zumindest eine Leiterbahnstruktur eines Werkzeugs an mehrere Störwandler angeschlossen ist.
Gleiche technische Merkmale in den Ausführungsbeispielen sind der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Nach Fig. 1 der Zeichnung macht das erfindungsgemäße Verfahren von einer primären Überwachungseinrichtung S1 und einer sekundären Überwachungseinrichtung S2 Gebrauch. Die sekundäre Überwachungseinrichtung S2 ist auf dem Wendeplattenhalter W einer Drehmaschine angebracht. Die primäre Überwachungseinrichtung S1 ist außerhalb des Zerspanungsbereichs vorgesehen. Sie kann wegen ihrer Resistenz gegenüber Verschmutzungen jedoch auch problemlos im Zerspanungsbereich eingesetzt werden und daher an der Drehmaschine direkt oder außerhalb der Drehmaschine vorgesehen sein. Die primäre Überwachungseinrichtung S1 sendet ein Abfragesignal A1 in Form eines elektromagnetischen Wechselfeldes aus, das von der sekundären Überwachungseinrichtung S2 empfangen wird. Die sekundäre Überwachungseinrichtung S2 bezieht auf diese Weise Energie, um ein Antwortsignal A2 zu generieren und sendet das Antwortsignal A2 an die primäre Überwachungseinrichtung S1 zurück. Bei dem zu überwachenden Maschinenteil handelt es sich um eine Wendeschneidplatte 1, die an dem Wendeplattenhalter W befestigt ist. Auf der Wendeschneidplatte 1 ist eine elektrische Leiterbahnstruktur 2 appliziert. Die elektrische Leiterbahnstruktur 2 ist über eine elektrische Verbindung 3 an der sekundären Überwachungseinrichtung S2 angeschlossen. Mit einer Änderung des Verschleißzustandes der Leiterbahnstruktur 2 durch Abnutzung, Verformung oder Bruch geht eine Änderung des Antwortsignals A2 einher, wobei das Antwortsignal A2 kausal von dem Verschleißereignis abhängig ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist als sekundäre Überwachungseinrichtung S2 ein Transponder vorgesehen. Selbstverständlich kann alternativ ein OFW-Sensor vorgesehen sein.
In Fig. 2 ist ein Fräswerkzeug 4 dargestellt, das mit einer Vielzahl von Wendeschneidplatten 1 bestückt ist. Das Fräswerkzeug 4 bzw. alle Wendeschneidplatten 1 des Fräswerkzeugs 4, werden mit Hilfe einer einzigen sekundären Überwachungseinrichtung S2 überwacht, die mit einer primären Überwachungseinrichtung S1 in Funkkontakt steht. Selbstverständlich können mehrere sekundären Überwachungseinrichtungen S2 vorgesehen sein. Der Vorteil der Erfindung besteht jedoch darin, dass sich der technische Aufwand auf wenige sekundäre Überwachungseinrichtungen S2 reduzieren lässt. Jede einzelne Wendeschneidplatte 1 ist mit einer Leiterbahnstruktur 2 versehen. Die Leiterbahnstrukturen 2 aller Wendeschneidplatten 1 sind über elektrische Verbindungen 3 in einer Reihenschaltung hintereinander geschaltet und an der sekundären Überwachungseinrichtung S2 angeschlossen. In dieser einfachen Ausführungsform ist bei einem Bruch einer Wendeschneidplatte 1 und Zerstörung ihrer Leiterbahnstruktur 2 nicht detektierbar, welche der vielen Wendeschneidplatten 1 diejenige ist, die zerstört wurde. Sollte bereits eine einzige beschädigte Wendeschneidplatte 1 kritisch für den Betrieb sein, so muss der Fräskopf 4 durch Augenscheinnahme kontrolliert werden. Die beschädigte Wendeschneidplatte 1 wird dann gewendet oder ausgetauscht.
Möglicherweise kann der Bruch einer einzelnen oder einer begrenzten Zahl von Wendeschneidplatten 1 eines Fräskopfes 4 noch erduldet und der Fräskopf 4 weiterbetrieben werden. Zu diesem Zweck lässt sich beispielsweise eine bestimmte Schwelle für ein verändertes Antwortsignal A2 definieren, die erst dann erreicht ist, wenn die definierte Anzahl von Wendeschneidplatten 1 versagt haben.
Das anhand der Fig. 2 beschriebene Verfahren, arbeitet mit einer sekundären Überwachungseinrichtung S2 besonderer Art. Die sekundäre Überwachungseinrichtung S2 weist einen Transponder 5 auf, der ein Abfragesignal A1 einer primären Überwachungseinrichtung S1 empfängt und der primären Überwachungseinrichtung S1 ein Antwortsignal A2 zurücksendet. Die Besonderheit des verwendeten Transponders 5 liegt darin, dass er nicht, wie übliche Transponder zwingend einen Datenspeicher aufweisen muss, dessen Dateninhalt mit dem Antwortsignal A2 zu einer primären Überwachungseinrichtung S1 zurückübertragen wird. Es ist jedoch eine an dem/den zu überwachenden Maschinenteil(en) applizierte Leiterbahnstruktur 2 an dem Transponder 5 angeschlossen. Im Betrieb nimmt die gemeinsam mit dem Maschinenteil verschleißende Leiterbahnstruktur 2 Einfluss auf das Antwortsignal A2 des Transponders 5, welches dieser zur primären Überwachungseinrichtung S1 zurücksendet.
Für die vorliegende Ausführung gemäß Fig. 2 weist die Leiterbahnstruktur 2 resistive Elemente R auf (nicht dargestellt). Es können selbstverständlich auch andere elektronische Bauteile, beispielsweise kapazitive oder induktive Elemente für die Leiterbahnstruktur verwendet werden. Die elektronischen Bauteile oder Elemente können grundsätzlich in verschiedenen Tiefen eines zu überwachenden Maschinenteils, beispielsweise in einer Lauffläche eines Lagers oder des Rades eines Schienenfahrzeugs vorgesehen sein. Sie dienen auf diese Weise als Verschleißmarken und indizieren im Betrieb unterschiedlich starken Schädigung/Materialabtrag.
Fig. 3 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Vorrichtung 10 zur Durchführung eines Verfahrens, bei dem die sekundäre Überwachungseinrichtung S2 einen Oberflächenwellensensor 11 aufweist, abgekürzt: OFW-Sensor. Auch mit dem OFW-Sensor 11 wird ein von einer primären Überwachungseinrichtung S1 gesendetes Abfragesignal A1 empfangen und daraus ein Antwortsignal A2 generiert, das sich in kausaler Abhängigkeit zu einem Verschleißereignis des zu überwachenden Maschinenteils bzw. einer daran applizierten Leiterbahnstruktur 2 ändert. In Fig. 3 ist eine verhältnismäßig einfache Konstruktion einer sekundären Überwachungseinrichtung S2 mit OFW-Sensors 11 gezeigt. Der OFW-Sensor 11 besteht aus einer Quarzsubstratplatte 12 mit piezoelektrischen Materialeigenschaften. Auf einer der flachen Seiten der Quarzsubstratplatte 12 sind elektrisch leitende dünne fadenförmige Strukturen erhaben auf der Kristalloberfläche aufgebracht. Aus den fadenförmigen Strukturen sind sogenannte Wandlerpaare 13 und 14 sowie zwei Reflektorfelder 15 und 16 gebildet. Jedes Wandlerpaar 13 und 14 besteht jeweils aus zwei ineinander verzahnten Wandlerkämmen 13a und 13b sowie 14a und 14b. Ein erster Wandlerkamm 13a des ersten Wandlerpaars 13 ist an einen Masseanschluss 13c gelegt. Der mit diesem verzahnte zweite Wandlerkamm 13b weist eine Antenne 13d auf. Über die Antenne 13d empfängt das erste Wandlerpaar 13 ein Abfragesignal A1, in Form eines hochfrequenten elektromagnetischen Wechselfeldes.
Der in Fig. 2 eingezeichnete Transponder kann selbstverständlich auch durch einen OFW-Sensor ersetzt werden.
Die Wandlerkämme können durch unterschiedliche Geometrien oder relativen Lagen der Kammzinken ein bestimmtes Ausbreitungsverhalten der Oberflächenwellen erreichen. Die durch die fadenförmigen Strukturen gebildeten Kammzinken können beispielsweise einen runden oder gezackten Verlauf aufweisen.
Die gemäß Fig. 3 über das Abfragesignal A1 an das erste Wandlerpaar 13 angelegte Spannung ruft an der Oberfläche der Quarzsubstratplatte 12 über den umgekehrten piezoelektrischen Effekt Formänderungen hervor, die zu Schwingungen an der Kristalloberfläche der Quarzsubstratplatte führen, nämlich den Oberflächenwellen. Bei den auf diese Weise erzeugten Oberflächenwellen handelt es sich um transversale und longitudinale Schwingungsanteile, die sich an der Grenzfläche zwischen der festen Quarzsubstratplatte 12 und der Umgebungsluft bzw. Umgebungsmedium überlagern und abklingend ausbreiten. Aus der in den Oberflächenwellen steckenden mechanische Energie wird durch umgekehrte elektromechanische Prozesse ein elektrisches Antwortsignal A2 generiert. Auch mit dem OFW-Sensor 11 wird aus dem Abfragesignal A1 der primären Überwachungseinrichtung S1 Energie bezogen, um das Antwortsignal A2 zu generieren.
Das zweite Wandlerpaar 14 des OFW-Sensors 11 ist als Störwandler 14 ausgebildet. Es weist ebenfalls zwei miteinander verzahnte Wandlerkämme 14a und 14b auf, von denen ein erster Wandlerkamm 14a an Masse 14c liegt. Der gegenüberliegende zweite Wandlerkamm 14b ist über eine elektrische Verbindung an eine Leiterbahnstruktur 2 angeschlossen, die auf dem zu überwachenden Maschinenteil appliziert ist. Die Leiterbahnstruktur, die sich gemeinsam mit dem Maschinenteil abnutzt, verformt oder bricht nimmt Einfluss auf das Antwortsignal des OFW-Sensors und zwar in kausaler Abhängigkeit zu dem Verschleißereignis der Leiterbahnstruktur.
Der OFW-Sensor ist an seinen beiden Stirnenden mit den beiden erwähnten Reflektorfeldern 15 und 16 versehen, die aus je vier zueinander parallelen Reflektorfäden bestehen. Die Reflektoren sind, wie erwähnt, ebenfalls aus den elektrisch leitenden fadenförmigen Strukturen gebildet. Wird von einer primären Überwachungseinrichtung S1 ein Abfragesignal A1 in Form eines elektrischen Wechselfeldes abgestrahlt, erzeugt das erste Wandlerpaar 13 daraus eine Oberflächenwelle auf der Kristalloberfläche der Quarzsubstratplatte 12 des OFW-Sensors 11. Die Oberflächenwelle breitet sich durch die Geometrie der Wandlerkämme 13a und 13b in einer bevorzugten Richtung auf der Quarzsubstratplatte 12 aus, nämlich zu den Reflektorfeldern 15 und 16 hin. An dem Störwandler 14 rufen die Oberflächenwellen Formänderungen an der Kristalloberfläche der Quarzsubstratplatte 12 hervor. Über den direkten piezoelektrischen Effekt treten an dem Störwandler 14 elektrische Ladungen auf. Die Ladungen sind über eine elektrische Verbindung 14d an die Leiterbahnstruktur 2 angelegt, die an dem zu überwachenden Maschinenteil appliziert ist.
Die sich auf dem OFW-Sensor 11 ausbreitenden Oberflächenwellen klingen nach endlicher Zeit ab, sofern von der primären Überwachungseinrichtung S1 nicht weiterhin über ein hochfrequentes Wechselfeld Energie eingestrahlt wird. Die auf der Kristalloberfläche des OFW-Sensors 11 abklingenden Oberflächenwellen führen über den direkten piezoelektrischen Effekt auch an dem ersten Wandlerpaar 13 wieder zu sich ändernden elektrischen Ladungen an der Kristalloberfläche, die als Spannungssignal an der Antenne 13d des ersten Wandlerpaars 13 anliegen. Somit wird das Spannungssignal als Antwortsignal A2 zu der primären Überwachungseinrichtung S1 zurückgestrahlt.
So lange das zu überwachende Maschinenteil bzw. die darauf applizierte Leiterbahnstruktur 2 nicht abnutzt, verformt oder bricht, wird von der sekundären Überwachungseinrichtung S2 permanent ein gleichartiges Antwortsignal A2 zur primären Überwachungseinrichtung S1 zurückgesandt. Sobald jedoch eine Abnutzung, eine Verformung oder ein Verschleiß auftritt, der die applizierte Leiterbahnstruktur 2 deformiert und/oder in ihrer Masse verändert oder beispielsweise temperaturbedingt ihre elektromagnetischen Eigenschaften verändert, ergibt sich über den Störwandler 14 eine Rückwirkung auf die abklingenden Oberflächenwellen, die kausal abhängig ist von dem Verschleißereignis an der Leiterbahnstruktur 2.
Es ist sogar möglich, von dem zurückgestrahlten Antwortsignal A2 auf die Verschleißform zu schließen. Weil die Leiterbahnstruktur 2 z. B. bei Abnutzung weit weniger beschädigt wird als bei Bruch, sind diese Verschleißereignisse anhand des Antwortsignals A2 treffsicher voneinander zu unterscheiden.
Gemäß Fig. 3 aber auch in den übrigen Ausführungsbeispielen sind als elektronische Bauteile der Leiterbahnstruktur 2 resistive Elemente R eingetragen. Es können jedoch auch kapazitive oder induktive Elemente eingesetzt werden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer sekundären Überwachungseinrichtung S2, die sich von dem OFW-Sensor 11 gemäß Fig. 3 dadurch unterscheidet, dass mehrere Störwandler 14 vorgesehen sind. Die auf dem zu überwachenden Maschinenteil applizierte Leiterbahnstruktur 2 weist im vorliegenden Fall drei Leiterbahnstücke 2a, 2b und 2c auf, von denen jedes einzeln über je eine elektrische Verbindung 14d an einem der Störwandler 14 angeschlossen ist. Mit dieser Konstruktion lässt sich der Ort der Verschleißstelle genauer bestimmen. Da die Störwandler 14 in unterschiedlicher Entfernung von den Reflektorfeldern 15 bzw. 16 und dem ersten Wandlerpaar 13 angeordnet sind, kann mit dieser Technik bei einem veränderten Antwortsignal A2 darauf zurückgeschlossen werden, welches der Leiterbahnstücke 2a, 2b und 2c das beschädigte ist.
Fig. 5 entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4. Ein Unterschied besteht lediglich darin, dass die Leiterbahnstruktur 2 nicht an einem einzigen Werkzeug vorgesehen ist, sondern sich über mehrere Werkzeuge erstreckt. Es handelt sich um eine besonders kostengünstige Lösung, weil mit einem einzigen OFW-Sensor 11 mehrere Werkzeuge überwacht werden können.
Ebenfalls zur Überwachung mehrerer Werkzeuge dient die Weiterbildung, die anhand der Fig. 6 schematisch dargestellt ist. Wiederum sind mehrere Störwandler, im vorliegenden Beispiel zwei Störwandler 14 und 17, vorgesehen. Jedes der Werkzeuge ist mit einer einzelnen Leiterbahnstruktur 2 bzw. 18 versehen. Die Leiterbahnstruktur 2 des einen Werkzeugs ist mit dem ersten Störwandler 14 und die Leiterbahnstruktur 18 des zweiten Werkzeugs mit dem zweiten Störwandler 17 verbunden. Die Fertigung und die Handhabung von Werkzeugen, z. B. Wendeschneidplatten vereinfacht sich, wenn stets gleichartige Leiterbahnstrukturen 2 bzw. 18 hergestellt und appliziert werden. Gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 5 hat die Ausführungsform nach Fig. 6 den Vorteil, dass sich unterschiedliche Verschleißmarken an unterschiedlichen Maschinenelementen / Werkzeugen überwachen lassen.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem wiederum mehrere Störwandler vorgesehen und mehrere Werkzeuge mit einzelnen Leiterbahnstrukturen versehen sind. Die Leiterbahnstruktur 2 des ersten Werkzeugs ist über eine einzige elektrische Verbindung 3an einen einzigen Störwandler 14 angeschlossen. Die Leiterbahnstruktur 18 des zweiten Werkzeugs hingegen ist mit drei Störwandlern 17, 19 und 20 verbunden. Zu diesem Zweck sind einzelne Leiterbahnstücke 18a, 18b und 18c der zweiten Leiterbahnstruktur 18 vorgesehen, die über separate elektrische Verbindungen 21, 22 und 23 in Parallelschaltung an die drei Störwandler 17, 19 und 20 angeschlossen sind. Auf diese Weise kann beispielsweise ein höher beanspruchter und höher gefährdeter Bereich eines Werkzeugs mit einer Leiterbahnstruktur 18 versehen sein, die eine genaue Lokalisierung der Verschleißstelle ermöglicht, wohingegen in den geringer belasteten Randbereichen eine gröbere örtliche Auflösung der Verschleißstelle vorgesehen ist und ausreicht. Bezugszeichenliste 1 Wendeschneidplatte
2 Leiterbahnstruktur
2a Leiterbahnstück
2b Leiterbahnstück
2c Leiterbahnstück
3 elektrische Verbindung
4 Fräswerkzeug
5 Transponder
10 Vorrichtung
11 OFW-Sensor
12 Quarzsubstratplatte
13 Wandlerpaar
13a Wandlerkamm
13b Wandlerkamm
13c Masseanschluss
13d Antenne
14 Störwandler
14a Wandlerkamm
14b Wandlerkamm
14c Masse
14d elektrische Verbindung
15 Reflektorfeld
16 Reflektorfeld
17 Störwandler
18 Leiterbahnstruktur
18a Leiterbahnstück
18b Leiterbahnstück
18c Leiterbahnstück
19 Störwandler
20 Störwandler
21 elektrische Verbindung
22 elektrische Verbindung
23 elektrische Verbindung
A1 Abfragesignal
A2 Antwortsignal
S1 primäre Überwachungseinrichtung
S2 sekundäre Überwachungseinrichtung
R resistives Element
W Wendeplattenhalter

Claims

1. Verfahren zur drahtlosen Überwachung des Zustands wenigstens eines Maschinenteils, das im Betrieb durch Änderung seiner Masse oder Gestalt fortschreitend verschlissen wird, mittels wenigstens einer elektrischen Leiterbahnstruktur (2, 18), die so an dem Maschinenteil angebracht ist, dass sie im Laufe des Betriebs gemeinsam mit dem Mäschinenteil verschlissen wird, wobei die Leiterbahnstruktur (2, 18) über eine elektrische Verbindung (3, 14d, 21, 22, 23) an eine sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) angeschlossen ist, mit der ein Antwortsignal (A2), das Auskunft über den Zustand des Maschinenteils gibt, drahtlos zu einer primären Überwachungseinrichtung (S1) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) als passives Element ausgebildet ist, dass die primäre Überwachungseinrichtung (S1) einen elektromagnetischen Wechselfelderzeuger aufweist, mit dem das Abfragesignal (A1) an die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) gesendet wird, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) das Abfragesignal (A1) empfängt und daraus ein Antwortsignal (A2) generiert, das an die primäre Überwachungseinrichtung (S1) zurückgesendet wird, wobei eine verschleißende Leiterbahnstruktur (2, 18) bewirkt, dass das Antwortsignal (A2) in kausaler Abhängigkeit zum Verschleiß der Leiterbahnstruktur (2, 18) gestört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) das Abfragesignal (A1) mit einem OFW- Sensor (11) oder einem Transponder (5) empfängt und das Antwortsignal (A2) an die primäre Überwachungseinrichtung (S1) zurücksendet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Form und Frequenz des Abfragesignals (A1) des elektromagnetischen Wechselfelderzeugers so eingestellt wird, dass auf der Oberfläche des OFW- Sensors (11) eine Oberflächenwelle erzeugt wird, deren Frequenz im Bereich der Resonanzfrequenz des OFW-Sensors (11) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem elektromagnetischen Wechselfelderzeuger ein Abfragesignal (A1) mit der Form und Frequenz eines Radarsignals eingestellt wird, so dass auf der Oberfläche des OFW-Sensors (11) Oberflächenwellen in Form von Rayleighwellen erzeugt werden.

5. Vorrichtung zur Fernüberwachung des Zustands wenigstens eines Maschinenteils, das im Betrieb einem fortschreitenden Verschleiß durch Änderung seiner Masse oder Gestalt unterliegt, mittels wenigstens einer elektrischen Leiterbahnstruktur (2, 18), die so an dem Maschinenteil angebracht ist, dass sie im Laufe des Betriebs gemeinsam mit dem Maschinenteil verschleißt, wobei die Leiterbahnstruktur (2, 18) über eine elektrische Verbindung (3, 14d, 21, 22, 23) an eine sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) angeschlossen ist, mit der ein Antwortsignal (A2), das Auskunft über den Zustand des Maschinenteils gibt, drahtlos zu einer primären Überwachungseinrichtung (S1) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) passiv und an keine Energieversorgung angeschlossen ist, und dass die primäre Überwachungseinrichtung (S1) einen elektromagnetischen Wechselfelderzeuger aufweist, mit dem Energie in Form eines Abfragesignals (A1) an die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) sendbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundäre Überwachungseinrichtung (S2) einen OFW-Sensor (11) oder einen Transponder (5) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 mit einem OFW-Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass der OFW- Sensor (11) wenigstens versehen ist mit einem ersten und einem zweiten Wandlerpaar (13, 14, 17, 19, 20) aus miteinander verzahnten Wandlerkämmen (13a, 13b, 14a, 14b) sowie einem Reflektor oder einem Reflektorfeld (15, 16).

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 mit einem OFW-Sensor (11), dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens das zweite Wandlerpaar (14) als Störwandler (14, 17, 19, 20) ausgebildet ist, wobei die Leiterbahnstruktur (2, 18) über die elektrische Verbindung (3, 14d, 21, 22, 23) an dem Störwandler (14, 17, 19, 21) der sekundären Überwachungseinrichtung (S2) angeschlossen ist (Abbildung S. 10 oben).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem OFW-Sensor (11) mehrere Störwandler (14, 17, 19, 21) vorgesehen und über elektrische Verbindungen (3, 14d, 21, 22, 23) an die Leiterbahnstruktur (2, 18) angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Störwandler (14, 17, 19, 21) an einem Leiterbahnstück (2a, 2b, 2c) der Leiterbahnstruktur (2, 18) angeschlossen ist, wobei die elektrischen Verbindungen (3, 14d, 21, 22, 23) einander parallel geschaltet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Leiterbahnstruktur (2, 18) über mehrere Maschinenteile erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere voneinander getrennte Leiterbahnstrukturen (2, 18) vorgesehen sind, von denen jede an einem Störwandler (14, 17, 19, 21) des OFW-Sensors (11) angeschlossen ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leiterbahnstrukturen (2, 18) vorgesehen sind, die mehrere Leiterbahnstücke (2a, 2b, 2c, 18a, 18b, 18c) aufweisen, von denen jedes Leiterbahnstück (2a, 2b, 2c, 18a, 18b, 18c) an einem einzelnen Störwandler (14, 17, 19, 21) angeschlossen ist, und dass zumindest die elektrischen Verbindungen (3, 14d, 21, 22, 23) derjenigen Leiterbahnstücke (2a, 2b, 2c, 18a, 18b, 18c), die zu einer Leiterbahnstruktur (2, 18) gehören, einander parallel geschaltet sind.