DE112018000467B4

DE112018000467B4 - Ein Werkstück sowie ein Überwachungsverfahren und ein Überwachungssystem für einen Wassergehalt von dessen Schmiermittel

Info

Publication number: DE112018000467B4
Application number: DE112018000467.8T
Authority: DE
Inventors: Zhangfan Zhao; Zikui Ma; Zhihui Pan; Yong Liu; Jianfei Wei; Lai Wei
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2018-01-10
Publication date: 2023-02-16
Anticipated expiration: 2038-01-11
Also published as: CN108333222A; US20210131991A1; DE112018000467T5; WO2018133719A1

Abstract

Ein Überwachungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst:die Anordnung einer Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in dem Werkstück (S1), sodass sie einem Schmiermittel in dem Werkstück ausgesetzt ist, wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mit einem Radiofrequenzetikett (20) in derselben Schaltung befindet, die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) sich mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen;die Bestimmung einer korrespondierenden Beziehung (S2) zwischen einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und einem Wassergehalt des Schmiermittels;die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts (S3) ;und die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels (S4) anhand der korrespondierenden Beziehung und der tatsächlichen Frequenz.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 20.01.2017 beim chinesischen Patentamt eingereichten chinesischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 201710046149.7, der Publikationsnummer CN 108333222 A und der Erfindungsbezeichnung „工件及其润滑剂含水量监

“ („Ein Werkstück sowie ein Überwachungsverfahren und ein Überwachungssystem und ein Bestimmungsverfahren und eine Bestimmungsvorrichtung für einen Wassergehalt von dessen Schmiermittel“), wobei deren vollständiger Inhalt durch Querverweis in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Lager und konkret ein Werkstück sowie ein Überwachungsverfahren und ein Überwachungssystem für einen Wassergehalt von dessen Schmiermittel.
Allgemeiner Stand der Technik
Lager sind häufig verwendete Werkstücke auf dem Gebiet der Mechanik, wobei der Schmierungszustand in ihrem Innern ein Schlüsselfaktor für die Lebensdauer des Lagers ist und eine mangelhafte Schmierung und Wartung zu einem Ausfall des Lagers führen können, weshalb der Schmierungszustand eines Lagers überwacht werden muss.
Bei Überwachungsverfahren des Stands der Technik muss das Lager zunächst demontiert, anschließend ein Teil des Schmiermittels aus dem Bereich des Haltekäfigs und der Rollenkörper als Probe entnommen und diese in einem Chemielabor untersucht werden, um ihren Wassergehalt zu bestimmen. Bei einwandfreier Funktion des Lagers sollte sich der Wassergehalt im Schmiermittel auf einem niedrigen Niveau befinden. Wenn sich der Wassergehalt erhöht, kann dies dazu führen, dass Öl und Wasser getrennte Schichten bilden und damit die Schmierungsfunktion verloren geht. Daher kann anhand der Größe des Wassergehalts der Schmierungszustand des Lagers beurteilt werden.
Bei Überwachungsverfahren des Stands der Technik muss aber zunächst das Lager demontiert werden, bevor das Verfahren ausgeführt werden kann, was mit einem hohen Zeitaufwand und hohen Kosten verbunden ist und wenn das Lager in einem Servicesystem montiert ist und sich im Gebrauch befindet, kann keine Überwachung des Schmierungszustands durchgeführt werden.
Die DE 11 2005 001 862 T5 beschreibt eine Radlagervorrichtung mit einem an einem Radlager angeordneten IC-Kennzeichen, das geeignet ist, eine berührungslose Kommunikation durchzuführen und eine Kontrolle oder einen Verwendungszustand betreffende Informationen zu speichern.
Die WO 2013/160 056 A1 beschreibt ein Verfahren zur Vorhersage der Restlebensdauer eines Lagers. Dieses umfasst die Gewinnung von Daten über einen oder mehrere der Faktoren, die die Restlebensdauer des Lagers beeinflussen, unter Verwendung mindestens eines Sensors, die Gewinnung von Identifikationsdaten, die eindeutige Identifizierung des Lagers, die Übertragung von Daten zu und/oder von mindestens einem Sensor unter Verwendung eines industriellen drahtlosen Protokolls und die Aufzeichnung dieser Daten über einen oder mehrere der Faktoren, die die Restlebensdauer des Lagers beeinflussen, und der Identifizierungsdaten als aufgezeichnete Daten in einer Datenbank.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die von der vorliegenden Erfindung zu lösende Aufgabe betrifft die bei Überwachungsverfahren des Stands der Technik fehlende Möglichkeit, eine Online-Überwachung zu realisieren, da vor deren Durchführung zuerst das Lager demontiert werden muss, was zu einem hohen Zeitaufwand und hohen Kosten führt.
Um die obenstehende Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Überwachungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück bereit, das Folgendes umfasst: die Anordnung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in dem Werkstück, sodass diese dem Schmiermittel im Werkstück ausgesetzt ist, wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit mit einem Radiofrequenzetikett in derselben Schaltung befindet und sich die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit mit einer Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen; die Bestimmung einer korrespondierenden Beziehung zwischen einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels; die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts; und die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung und der tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise umfasst der Schritt zur Bestimmung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels Folgendes: die Bereitstellung einer Schmiermittelprobe der gleichen Schmiermittelsorte wie der im Werkstück; die Platzierung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in der Schmiermittelprobe und die Anordnung der Wassergehalts-Fühlereinheit in derselben Schaltung wie ein Radiofrequenzetikett; die Zugabe unterschiedlicher Teilmengen an Wasser zu der Schmiermittelprobe, wobei eine Teilmenge einem Wassergehalt der Schmiermittelprobe entspricht; die Erfassung einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts für jeden Wassergehalt, wobei sich der Wassergehalt und die Frequenz eins zu eins entsprechen; und die Ermittlung der korrespondierenden Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels anhand des Wassergehalts und der Frequenz, die einander eins zu eins entsprechen.
Wahlweise umfasst der Schritt zur Bestimmung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels Folgendes: die Bereitstellung einer Schmiermittelprobe der gleichen Schmiermittelsorte wie der im Werkstück; die Platzierung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in der Schmiermittelprobe und die Anordnung der Wassergehalts-Fühlereinheit in derselben Schaltung wie ein Radiofrequenzetikett; die Zugabe unterschiedlicher Teilmengen an Wasser zu der Schmiermittelprobe, wobei eine Teilmenge einem Wassergehalt der Schmiermittelprobe entspricht; die Erfassung einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts für jeden Wassergehalt, wobei ein Wassergehalt einer Frequenz entspricht; die Bestimmung eines Frequenzdifferenzwerts aus der erfassten Frequenz und einer eingestellten Frequenz, wobei ein Frequenzdifferenzwert einem Wassergehalt entspricht und die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist; und die Ermittlung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels anhand des Wassergehalts und des Frequenzdifferenzwerts, die einander eins zu eins entsprechen.
Wahlweise umfasst der Schritt zu Bestimmung des Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie der tatsächlichen Frequenz Folgendes: die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz durch einen Vergleich einer tatsächlichen Frequenz und einer eingestellten Frequenz; und die Ermittlung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise ist die eingestellte Frequenz die Frequenz des Radiofrequenzetiketts, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit noch nicht mit Wasser in Kontakt gekommen ist.
Wahlweise umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Werkstück bereit, das Folgendes umfasst: eine mit Schmiermittel befüllte Schmierkammer; eine Wassergehalts-Fühlereinheit, die in der Schmierkammer angeordnet und dem Schmiermittel ausgesetzt ist, wobei sich die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen; und ein Radiofrequenzetikett, das sich mit der Wassergehalts-Fühlereinheit in derselben Schaltung befindet.
Wahlweise sind mehrere Wassergehalts-Fühlereinheiten vorhanden, die an unterschiedlichen Stellen der Schmierkammer angeordnet sind.
Wahlweise sind mehrere Schaltungen vorhanden, wobei die Wassergehalts-Fühlereinheiten der unterschiedlichen Schaltungen an unterschiedlichen Stellen der Schmierkammer angeordnet sind.
Wahlweise ist das Werkstück ein Lager und die Wassergehalts-Fühlereinheit ist in der Schmierkammer im Innern des Lagers angeordnet.
Wahlweise sind mehrere Wassergehalts-Fühlereinheiten vorhanden, die jeweils an unterschiedlichen Stellen in Umfangsrichtung des Lagers angeordnet sind.
Wahlweise sind mehrere Schaltungen vorhanden, wobei die Wassergehalts-Fühlereinheiten der unterschiedlichen Schaltungen an unterschiedlichen Stellen in Umfangsrichtung des Lagers angeordnet sind.
Wahlweise ist die Schaltung am Haltekäfig des Lagers angeordnet und die Wassergehalts-Fühlereinheit und das Radiofrequenzetikett sind jeweils am Haltekäfig angeordnet.
Wahlweise weist der Haltekäfig mehrere in Umfangsrichtung mit Zwischenräumen angeordnete Stege auf, wobei zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Stegen zur Aufnahme von Rollenkörpern verwendete Taschenöffnungen gebildet werden; und wobei die Wassergehalts-Fühlereinheit an den Stegen angeordnet wird.
Wahlweise wird die Wassergehalts-Fühlereinheit mindestens an der Innenumfangsfläche oder an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs angeordnet.
Wahlweise wird die Schaltung durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt.
Wahlweise wird die Wassergehalts-Fühlereinheit durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt.
Wahlweise umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit mehrere mit Zwischenräumen angeordnete und an den Anfängen und Enden miteinander verbundene Leitungen.
Wahlweise umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität.
Die vorliegende Erfindung stellt, basierend auf einem der obigen Punkte, weiterhin ein Bestimmungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Lager bereit, das Folgendes umfasst: die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts; und die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand einer gespeicherten korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Frequenzetiketts sowie der tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise ist die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels.
Wahlweise ist die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert, der sich aus der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz ergibt, und dem Wassergehalt des Schmiermittels, wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist.
Wahlweise umfasst der Schritt zu Bestimmung des tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels Folgendes: die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz durch den Vergleich der tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz; die Ermittlung des tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise ist die eingestellte Frequenz die Frequenz des Radiofrequenzetiketts, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit noch nicht mit Wasser in Kontakt gekommen ist.
Wahlweise gehört zum Umfang weiterhin die Speicherung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts.
Die vorliegende Erfindung stellt, basierend auf einem der obigen Punkte, weiterhin eine Bestimmungsvorrichtung für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Lager bereit, die Folgendes umfasst: eine Frequenzerfassungseinheit für die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts; und eine Bestimmungseinheit für die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der gespeicherten korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und der Frequenz sowie der von der Frequenzerfassungseinheit erfassten tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise ist die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels.
Wahlweise ist die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert, der sich aus einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz ergibt, und dem Wassergehalt des Schmiermittels, wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist.
Wahlweise umfasst die Bestimmungseinheit Folgendes: ein Vergleichsmodul für die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz durch den Vergleich der vom Frequenzerfassungsmodul erfassten tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz; und ein Bestimmungsmodul für die Ermittlung des tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des mit dem Vergleichsmodul ermittelten Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.
Wahlweise ist die eingestellte Frequenz die Frequenz des Radiofrequenzetiketts, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit noch nicht mit Wasser in Kontakt gekommen ist.
Wahlweise gehört zum Umfang weiterhin eine Speichereinheit für die Speicherung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts.
Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin ein Überwachungssystem für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück bereit, das Folgendes umfasst: eine Wassergehalts-Fühlereinheit, die im Werkstück angeordnet und dem Schmiermittel im Werkstück ausgesetzt ist, wobei sich die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels verändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen; ein Radiofrequenzetikett, das sich mit der Wassergehalts-Fühlereinheit in derselben Schaltung befindet; ein Radiofrequenzlesegerät, das eine Frequenz des Radiofrequenzetiketts ausliest; und eine Bestimmungsvorrichtung für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück nach einem der obigen Punkte, wobei mit der Frequenzerfassungseinheit die vom Radiofrequenzlesegerät ausgelesene Frequenz erfasst wird.
Wahlweise umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität.
Im Vergleich zum Stand der Technik weist die technische Lösung der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile auf:

Eine Wassergehalts-Fühlereinheit wird einem Schmiermittel in einem Werkstück (insbesondere ein Lager) ausgesetzt und in derselben Schaltung wie ein Radiofrequenzetikett angeordnet, wobei sich bei einer Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels im Werkstück aufgrund des Kontakts mit dem Wasser die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit, wie z. B. ein Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität oder mehrere von diesen, ändern und eine damit einhergehende Änderung der Frequenz des in derselben Schaltung angeordneten Radiofrequenzetiketts bewirken. Anschließend wird anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter sowie der tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts der Wassergehalt des Schmiermittels bestimmt. Im Vergleich zum Stand der Technik muss das Werkstück nicht demontiert werden und selbst wenn das Werkstück in einem Servicesystem montiert ist und sich im Gebrauch befindet, kann trotzdem der Wassergehalt des Schmiermittels in seinem Inneren überwacht und somit eine Online-Überwachung realisiert werden.
Gleichzeitig kann für das Radiofrequenzetikett ein passives Etikett verwendet werden, das keine Stromquelle benötigt, sodass die Anzahl der elektronischen Komponenten weiter verringert, der Schwierigkeitsgrad der Verschaltung reduziert und Ressourcen gespart werden können.

Figurenliste

1 zeigt eine schematische Darstellung des Überwachungsverfahrens in einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt für ein Lager als Werkstück eine schematische Darstellung des Aufbaus von dessen Haltekäfig in einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Wassergehalts-Fühlereinheit des Werkstücks im zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Überwachungssystems und von dessen Überwachungsvorrichtung in einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Ausführungsformen
Um die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung noch deutlicher und leichter verständlich zu machen, wird im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Figuren zu den konkreten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine detaillierte Beschreibung gegeben.
Erstes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Überwachungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück bereit, wobei das Werkstück ein beliebiges mit einem Schmiermittel befülltes Werkstück sein kann, wie z. B. ein Lager, ein Getriebe etc., und das Überwachungsverfahren insbesondere verwendet wird, um den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Lager zu überwachen.
Im Folgenden wird das Überwachungsverfahren am Beispiel eines Lagers detailliert beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, umfasst das Verfahren die folgenden Schritte S1 bis S4.

Schritt S1: die Anordnung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in einem Lager, wobei diese einem Schmiermittel im Lager ausgesetzt ist und sich mit einem Radiofrequenzetikett in derselben Schaltung befindet, wobei sich die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen;
Schritt S2: die Bestimmung einer korrespondierenden Beziehung zwischen einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels;
Schritt S3: die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts;
Schritt S4: die Bestimmung des Wassergehalts des Schmiermittels anhand der in Schritt S2 bestimmten korrespondierenden Beziehung sowie der in Schritt S3 erfassten tatsächlichen Frequenz.

Dabei besteht keine Reihenfolgebeziehung zwischen Schritt S2 und Schritt S1 bzw. S3.
Einem Fachmann des technischen Gebiets ist bekannt, dass bei einem Radiofrequenzetikett in einer Schaltung eine Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Widerstand, der Induktivität und der Kapazität in der Schaltung besteht. Wenn sich die elektrischen Eigenschaften (inkl. Widerstand, Kapazität oder Induktivität oder mehrere von diesen) von elektrischen Komponenten in der Schaltung ändern, ändert sich damit auch die Frequenz des Radiofrequenzetiketts.
In der vorliegenden Lösung wird die Wassergehalts-Fühlereinheit dem Schmiermittel im Lager ausgesetzt und in derselben Schaltung wie das Radiofrequenzetikett angeordnet und wenn sich der Wassergehalt des Schmiermittels im Lager ändert, ändern sich aufgrund des Kontakts mit dem Wasser die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit, wie z. B. der Widerstand, die Induktivität oder die Kapazität, und bewirken eine Änderung der Frequenz des in derselben Schaltung angeordneten Radiofrequenzetiketts, wobei die tatsächliche Frequenz des Radiofrequenzetiketts mithilfe von Radiofrequenzkommunikationstechnik erfasst werden kann. Anschließend wird anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und der Frequenz sowie der tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts der Wassergehalt des Schmiermittels bestimmt. Im Vergleich zum Stand der Technik muss das Lager nicht demontiert werden und selbst wenn das Lager in einem Servicesystem montiert ist und sich im Gebrauch befindet, kann trotzdem der Wassergehalt des Schmiermittels in dessen Innern überwacht und somit eine Online-Überwachung realisiert werden.
Dabei umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität und wenn sie in dem Schmiermittel platziert wird und der Wassergehalt des Schmiermittels Null beträgt oder sich nicht verändert, dann bleiben der Widerstandswert, der Induktivitätswert bzw. der Kapazitätswert stabil und verändern sich nicht. Wenn sich der Wassergehalt des Schmiermittels ändert, dann verändert sich die Kontaktfläche der Wassergehalts-Fühlereinheit mit dem Wasser, was zu einer Änderung ihrer elektrischen Struktur und damit zu einer Änderung der elektrischen Eigenschaften führt, wie z. B. bei einer Änderung von Widerstand, Induktivität und Kapazität aufgrund eines partiellen Leitungskurzschlusses. Die Frequenz des Radiofrequenzetiketts kann mithilfe von Radiofrequenztechnik drahtlos ausgelesen werden, es ist keine Spannungsquelle notwendig, der komplizierte Prozess der Verkabelung kann eingespart werden und der Betrieb des Lagers wird nicht beeinträchtigt.
Im Folgenden wird jeder der Schritte S1 bis S4 detailliert beschrieben.
Schritt S1: Die Anordnung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in einem Lager, wobei diese einem Schmiermittel im Lager ausgesetzt ist und wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit mit einem Radiofrequenzetikett in derselben Schaltung befindet.
In diesem Schritt muss nur gegeben sein, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit dem Schmiermittel im Lager ausgesetzt ist, wobei deren konkrete Position im Lager keinen Beschränkungen unterliegen muss und sie sich z. B. am Haltekäfig des Lagers, in den Rollenkörpern oder in der Rollbahn befinden kann. Dabei müssen aber die Reibungskontaktflächen der Rollenkörper und der Rollbahn berücksichtigt werden und um eine Beschädigung der Wassergehalts-Fühlereinheit durch Reibung zu vermeiden, wird der Haltekäfig bevorzugt.
Schritt S2: Die Bestimmung einer korrespondierenden Beziehung zwischen einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels. Dabei istder frequenzbezogene Parameterein frequenzbezogener Parameter des Radiofrequenzetiketts, z. B. eine Frequenz des Radiofrequenzetiketts, der Differenzwert zwischen einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz etc.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bei der Bestimmung der korrespondierenden Beziehung zwischen dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels der Frequenzdifferenzwert zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und der eingestellten Frequenz als Indikator verwendet und eine Eins-zu-eins-Entsprechung mit dem Wassergehalt hergestellt. Die korrespondierende Beziehung zwischen diesen beiden kann über die Rückschlussmethode bestimmt werden, wobei der Schritt S2 konkret die folgenden Schritte S21 bis S24 umfasst.
Schritt S21: Die Bereitstellung einer Schmiermittelprobe der gleichen Schmiermittelsorte wie der im Werkstück. Dabei beträgt der Anfangswassergehalt in der Schmiermittelprobe aus theoretischer Sicht Null. In der Realität muss die Schmiermittelprobe mindestens die Schmierungsanforderungen des Lagers erfüllen und wenn es sich um ein unbenutztes standardgerechtes Produkt handelt, liegt dessen Wassergehalt auf einem relativ niedrigen Niveau und kann vernachlässigt werden.
Schritt S22: Die Platzierung einer Wassergehalts-Fühlereinheit in der Schmiermittelprobe, wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit mit einem Radiofrequenzetikett in derselben Schaltung befindet und die Schaltung vorzugsweise nur einen geschlossenen Stromkreis mit dem Radiofrequenzetikett und der Wassergehalts-Fühlereinheit umfasst. In einem anderen Ausführungsbeispiel können in der Schaltung auch einige andere Komponenten angeordnet sein, wobei aber deren elektrische Eigenschaften relativ stabil sein müssen oder wenigstens nicht durch andere Faktoren als den Wassergehalt beeinflussbar sein dürfen.
Schritt S23: Die Zugabe unterschiedlicher Teilmengen an Wasser zu der Schmiermittelprobe, wobei eine Teilmenge einem Wassergehalt der Schmiermittelprobe entspricht. Der Schritt 23 kann in derselben Schmiermittelprobe wiederholt durchgeführt werden, z. B. indem dem Schmiermittel mehrmals eine vorbestimmte Dosis Wasser zugegeben und jeweils der Wassergehalt nach der Zugabe des Wassers aufgezeichnet wird; oder der Schritt S23 kann auch in mehreren Schmiermittelproben durchgeführt werden, z. B. indem mehrere Schmiermittelproben bereitgestellt und zu jeder Schmiermittelprobe unterschiedliche Dosen Wasser zugegeben werden etc.
Schritt S24: Die Erfassung einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts für jeden Wassergehalt, wobei ein Wassergehalt einer Frequenz entspricht. Genauer gesagt besteht zwischen dem Schritt S23 und dem Schritt S24 eine Wiederholungs- und Überschneidungsbeziehung und nach dem Ende jeder Wasserzugabe wird vor Beginn der nächsten Wasserzugabe die Frequenz des Radiofrequenzetiketts für diesen Wassergehalt erfasst und aufgezeichnet und zuletzt erhält man für jede Gruppe miteinander korrespondierende diskrete Werte für Wassergehalt und Frequenz, wie in Tabelle 1 gezeigt: Tabelle 1

Wasserzugabedosis (W) entsprechender Wassergehalt (X)

entsprechende Frequenz (f)

W1 X1 f1

W2 X2 f2

... ... ... ... ... ...

WnXnfn
Schritt S 25: Die Bestimmung eines Frequenzdifferenzwerts aus einer erfassten Frequenz und einer eingestellten Frequenz, wobei ein Frequenzdifferenzwert einem Wassergehalt entspricht und die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist.

Dabei dient im Prinzip ein eingestellter Wert X0 des Wassergehalts als Referenzwert, wobei ein beliebiger Wert gewählt werden kann und die diesem eingestellten Wert entsprechende eingestellte Frequenz f0 als Referenzfrequenz dient. Anschließend wird für alle Frequenzen die Differenz zur eingestellten Frequenz f0 gesucht und man erhält für jede Gruppe miteinander korrespondierende diskrete Werte für Wassergehalt und Frequenzdifferenzwert. In der Realität kann für eine leichtere Ausführung die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts für einen Zeitpunkt, an dem die Wassergehalts-Fühlereinheit noch nicht im Schmiermittel platziert wurde, als eingestellte Frequenz f0 fungieren, oder es kann die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts für einen Zeitpunkt, an dem der Schmiermittelprobe noch kein Wasser zugegeben wurde, als eingestellte Frequenz f0 fungieren, und der mit dieser korrespondierende Wassergehalt kann mit Null angenommen werden und man erhält für jede Gruppe miteinander korrespondierende diskrete Werte für Wassergehalt und Frequenzdifferenzwert, wobei die Liste ungefähr der in Tabelle 2 entspricht: Tabelle 2

Wasserzugabedosis (W)	entsprechender	Wassergehalt	(X)
entsprechender Frequenzdifferenzwert (Δf)
W1	X1 Δf1 = (f1 - f0)
W2	X2 Δf2 = (f2 - f0)
...	... ...	... ...
WnXnΔfn = (fn - f0)

Schritt S26: Die Ermittlung einer korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels anhand des Wassergehalts und des Frequenzdifferenzwerts, die einander eins zu eins entsprechen.
Konkret kann man nach der Ermittlung der korrespondierenden diskreten Werte des Frequenzdifferenzwerts und des Wassergehalts jeder Gruppe auf Grundlage der einzelnen diskreten Werte eine Ausgleichskurve oder Ausgleichsfunktion für den auf den Frequenzdifferenzwert bezogenen Wassergehalt oder eine Ausgleichskurve oder Ausgleichsfunktion für den auf den Wassergehalt bezogenen Frequenzdifferenzwert ermitteln, die als Kurve oder Funktion für die korrespondierende Beziehung zwischen Wassergehalt und Frequenzdifferenzwert dient.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können in Schritt S2 auch direkt die miteinander korrespondierenden diskreten Werte für Wassergehalt und Frequenzdifferenzwert der einzelnen Gruppen in Tabelle 1 verwendet werden und man kann auf dieser Grundlage eine Ausgleichskurve oder Ausgleichsfunktion für den auf die Frequenz bezogenen Wassergehalt oder eine Ausgleichskurve oder Ausgleichsfunktion für die auf den Wassergehalt bezogene Frequenz ermitteln und diese kann als Kurve oder Funktion für die korrespondierende Beziehung zwischen Wassergehalt und Frequenzdifferenzwert dienen, womit der Schritt S25 eingespart werden kann.
Schritt S3: Die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts.
In Schritt S3 kann die tatsächliche Frequenz mithilfe einer kabelgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsweise erfasst werden. Um den Betrieb des Lagers nicht zu beeinträchtigen und den Schwierigkeitsgrad der Verschaltung zu reduzieren, wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine drahtlose Kommunikationsweise verwendet. Beispielsweise wird Radiofrequenzkommunikationstechnik genutzt und es wird ein Radiofrequenzlesegerät verwendet, um die Kommunikation mit dem Radiofrequenzetikett aufrechtzuerhalten und eine tatsächliche Frequenz des Radiofrequenzetiketts auszulesen. Als Radiofrequenzkommunikationstechnik können dabei RFID (Radio Frequency Identification), NFC (Near Field Communication) etc. verwendet werden. Wenn sich in der Realität das Lager in einem Servicesystem befindet und das Radiofrequenzlesegerät zu dem Radiofrequenzetikett einen bestimmten Abstand einhalten muss, wird die RFID bevorzugt, d. h. für das Radiofrequenzetikett wird ein RFID-Tag verwendet und für das Radiofrequenzlesegerät wird ein RFID-Lesegerät verwendet, wobei der Kommunikationsabstand zwischen dem Radiofrequenzetikett und dem Radiofrequenzlesegerät bis zu 10 m betragen kann.
Schritt S4: Der Schritt zur Bestimmung des tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung und der tatsächlichen Frequenz.
Wenn in Schritt S2 die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt ist, muss nach der Erfassung der tatsächlichen Frequenz gemäß Schritt S3 zunächst der Differenzwert zwischen der tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz ermittelt werden, damit der entsprechende Wassergehalt ermittelt werden kann. Somit kann der Schritt S4 die zwei folgenden Unterschritte umfassen:

S41: die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz durch einen Vergleich der tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz;
Schritt S42: die Ermittlung des tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn die korrespondierende Beziehung in Schritt S2 eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz und dem Wassergehalt ist, der Schritt S41 eingespart werden und direkt über die in Schritt S3 ermittelte tatsächliche Frequenz und die korrespondierende Beziehung der tatsächliche Wassergehalt des Schmiermittels bestimmt werden.
Zweites Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Werkstück bereit, wobei das Werkstück ein beliebiges Werkstück sein kann, das eine mit einem Schmiermittel befüllte Schmierkammer aufweist, wie z. B. ein Lager, ein Getriebe etc., und dieses insbesondere verwendet wird, um den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Lager zu überwachen.
Im Folgenden wird dieses am Beispiel eines Lagers detailliert beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, sind in dem Lager eine Wassergehalts-Fühlereinheit 10 und ein Radiofrequenzetikett 20 angeordnet, die sich in derselben Schaltung befinden, wobei ein Radiofrequenzlesegerät 30 eine drahtlose Kommunikation mit dem Radiofrequenzetikett 20 aufrechterhält, um eine tatsächliche Frequenz des Radiofrequenzetiketts 20 auszulesen. Nachdem die tatsächliche Frequenz ausgelesen wurde, kann das Radiofrequenzlesegerät 30 mit der Bestimmungsvorrichtung 40 aus dem zweiten Ausführungsbeispiel kommunizieren und die tatsächliche Frequenz an die Bestimmungsvorrichtung 40 übertragen, um über die Bestimmungsvorrichtung 40 den Wassergehalt im Schmiermittel des Lagers zu bestimmen.
Dabei ist die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 im Lager angeordnet und dem Schmiermittel im Lager ausgesetzt und die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 ändern sich mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels, wobei die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen. Z. B. umfasst die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Widerstand verwendet wird.
Das Frequenzlesegerät 30 wird verwendet, um eine tatsächliche Frequenz des Radiofrequenzetiketts auszulesen, wobei die konkrete Art des Radiofrequenzlesegeräts entsprechend der Kommunikationsweise und dem Abstand zwischen der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 und dem Radiofrequenzetikett 20 ausgewählt wird.
Es muss klar sein, dass es im tatsächlichen Betrieb des Lagers an unterschiedlichen Stellen gewisse Unterschiede beim Wassergehalt des Schmiermittels gibt und der Wassergehalt sich innerhalb eines bestimmten Zeitraums an manchen Stellen verändern kann, während er in anderen Bereichen nahezu gleich bleibt. Daher werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel, um eine präzise Überwachung des Wassergehalts des Schmiermittels im Lager durchzuführen, mehrere Wassergehalts-Fühlereinheiten 10 angeordnet, wobei die mehreren Wassergehalts-Fühlereinheiten 10 in Umfangsrichtung an unterschiedlichen Stellen des Lagers angeordnet sind. Dadurch kann selbst bei einer Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels an manchen Stellen, doch über eine Änderung der elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheiten 10 an den entsprechenden Stellen eine Änderung der Frequenz des Radiofrequenzetiketts 20 ausgelöst und eine präzise Überwachung des Wassergehalts realisiert werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die mehreren Wassergehalts-Fühlereinheiten 10 in derselben Schaltung und die Frequenz des Radiofrequenzetiketts 20 kann sich entsprechend der Änderung der elektrischen Eigenschaften einer oder mehrerer der Wassergehalts-Fühlereinheiten 10 ändern. Somit ist die vorliegende Vorrichtung in der Lage, zu Änderungen des Wassergehalts des Schmiermittels eine unmittelbare Online-Überwachung durchzuführen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel können, wenn die konkrete Position verfolgt werden soll, an der eine Änderung des Wassergehalts auftritt, mehrere Schaltungen angeordnet werden, wobei jede Schaltung eine Wassergehalts-Fühlereinheit und ein Radiofrequenzetikett aufweist und die Wassergehalts-Fühlereinheiten der unterschiedlichen Schaltungen in Umfangsrichtung an unterschiedlichen Stellen des Lagers angeordnet sind. Die Frequenz der einzelnen Radiofrequenzetiketten ändert sich mit der Änderung der elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheiten in den Schaltungen, womit der Wassergehalt des Schmiermittels an den entsprechenden Positionen überwacht wird.
Es ist zu beachten, dass, einerlei ob bei einer oder mehreren Schaltungen, die Anordnung der Schaltungen den regulären Betrieb des Lagers so wenig wie möglich beeinflussen darf. Theoretisch muss nur gegeben sein, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 dem Schmiermittel im Lager ausgesetzt ist, daher sind viele verschiedene Positionen für die Anordnung der Schaltung möglich, wie z. B. in den Rollenkörpern, den Rollbahnen oder am Haltekäfig.
Wie in 2 gezeigt, ist die tatsächliche Schaltung am Haltekäfig C des Lagers angeordnet, um zu vermeiden, dass die Leitungen und elektrischen Komponenten der Schaltung durch Reibung beschädigt werden, und die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 und das Radiofrequenzetikett 20 sowie die Leitungen, mit denen beide verbunden werden, sind jeweils am Haltekäfig angeordnet. Dabei wird die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 mindestens an der Innenumfangsfläche oder an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs C angeordnet. Mit anderen Worten kann die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 an der Innenumfangsfläche oder an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs C angeordnet sein oder die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 kann jeweils an der Innenumfangsfläche und an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs C angeordnet sein. Der Grund für eine solche Anordnung ist, dass die Innenumfangsfläche des Haltekäfigs C auf die Rollbahn des Lagerinnenrings gerichtet ist und die Außenumfangsfläche auf die Rollbahn des Lageraußenrings gerichtet ist und da sich zwischen der Rollbahn des Innenrings und der Rollbahn des Außenrings der Hauptschmierbereich des Lagers befindet, in dem sich das Schmiermittel konzentriert, kann durch eine Anordnung der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 an der Innenumfangsfläche bzw. an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs C gewährleistet werden, dass diese vollständig dem Schmiermittel ausgesetzt ist und damit umgehend auf eine Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels reagiert.
Dabei wird die Schaltung, um den Schwierigkeitsgrad der Verschaltung und das Volumen der Schaltung zu reduzieren, über ein Beschichtungsverfahren erzeugt, d. h. die Leitungen, die in der Schaltung die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 und das Radiofrequenzetikett 20 verbinden, sind alle als Beschichtung in Form eines Metallfilms auf dem Haltekäfig aufgebracht.
Weiterhin kann auch die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt werden. Z. B. kann, wie in 3 gezeigt, die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 ein Widerstand sein, der aus mehreren mit Zwischenräumen angeordneten und an den Anfängen und Enden verbundenen Leitungen 11 (in 3 ist nur ein Teil der Leitungen dargestellt) gebildet wird, und wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 dem Schmiermittel ausgesetzt ist, sind auch die Leitungen 11 dem Schmiermittel ausgesetzt. Wenn der Wassergehalt des Schmiermittels bei Null liegt, sind alle Leitungen 11 gegeneinander isoliert; wenn der Wassergehalt des Schmiermittels größer als Null ist, wird ein Teil der benachbarten Leitungen 11 aufgrund des Kontakts mit dem Wasser kurzgeschlossen, sodass sich der Widerstandswert verändert; wenn sich der Wassergehalt des Schmiermittels vergrößert, vergrößert sich damit der kurzgeschlossene Bereich der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 und der Widerstandswert verändert sich. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 auch eine Induktivität oder Kapazität etc. sein.
Wie in 2 gezeigt, weist der Haltekäfig C mehrere in Umfangsrichtung mit Zwischenräumen angeordnete Stege C1 auf, wobei zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Stegen C1 zur Aufnahme von Rollenkörpern verwendete Taschenöffnungen C2 gebildet werden, wobei in 3 nur ein Teil der Stege und Taschenöffnungen dargestellt ist und wobei die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 an den Stegen C1 angeordnet ist. In Axialrichtung des Haltekäfigs C sind den beiden Seiten der Stege C1 gegenüberliegende Ringteile C3 angeordnet, wobei die Stege C1 im Mittelteil des Haltekäfigs C angeordnet sind, wo sich das Schmiermittel stärker konzentriert, sodass in einem weiteren Schritt gewährleistet werden kann, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 vollständig dem Schmiermittel ausgesetzt ist.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Schaltung, wenn das Werkstück ein anderes Bauteil als ein Lager ist, auch unter Verwendung eines Beschichtungsverfahrens in einem reibungsfreien Bereich im Innern der Schmierkammer des Werkstücks angeordnet werden, um die Eigenschaften und Lebensdauer der Überwachungsvorrichtung zu gewährleisten.
Drittes Ausführungsbeispiel
Das vorliegende Ausführungsbeispiel basiert auf dem Werkstück des zweiten Ausführungsbeispiels und stellt ein Bestimmungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in dem Werkstück bereit, wobei das Verfahren die folgenden Schritte T1 bis T2 umfasst:

Schritt T1: die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts;
Schritt T2: die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand einer gespeicherten korrespondierenden Beziehung zwischen einem Wassergehalt und einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts sowie der tatsächlichen Frequenz.
In Schritt T2 kann die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels sein. Oder die korrespondierende Beziehung kann eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert, der sich aus einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz ergibt, und dem Wassergehalt des Schmiermittels sein, wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist. Dabei kann für die Art und Weise der Bestimmung der beiden korrespondierenden Beziehungen und die Auswahl der eingestellten Frequenz jeweils das erste Ausführungsbeispiel als Referenz verwendet werden.

Wenn die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels ist, kann der Schritt T2 die folgenden Schritte T21 bis T22 umfassen:

Schritt T21: die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz durch einen Vergleich der tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz;
Schritt T22: die Ermittlung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.

In einem anderen Ausführungsbeispiel können, wenn die korrespondierende Beziehung in Schritt T2 eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz und dem Wassergehalt ist, die Schritte T21 bis T22 eingespart werden und direkt über die in Schritt T1 ermittelte tatsächliche Frequenz und die korrespondierende Beziehung der tatsächliche Wassergehalt des Schmiermittels bestimmt werden.
Es muss klar sein, dass das Verfahren des vorliegenden Ausführungsbeispiels weiterhin den folgenden Schritt T3 umfassen kann, um den Schritt T2 zu vollenden: die Speicherung einer korrespondierenden Beziehung zwischen einem Wassergehalt und einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts. Zwischen T3 und T1 besteht keine Reihenfolgebeziehung, aber sie müssen vor Schritt T2 vollendet werden.
Wie in 4 gezeigt, stellt das vorliegende Ausführungsbeispiel weiterhin ein Überwachungssystem für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück sowie dessen Wassergehalts-Bestimmungsvorrichtung 40 bereit. Wenn in dem Überwachungssystem die Überwachung des Wassergehalts des Schmiermittels in dem Werkstück durchgeführt wird, muss in dem Werkstück eine Wassergehalts-Fühlereinheit 10 angeordnet sein, sowie ein Radiofrequenzetikett 20, das sich mit der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 in derselben Schaltung befindet. Das Radiofrequenzetikett 20 kommuniziert drahtlos mit einem Radiofrequenzlesegerät 30, wobei das Radiofrequenzlesegerät 30 eine Frequenz des Radiofrequenzetiketts 20 ausliest. Dabei sind die Eigenschaften und die Art der Wassergehalts-Fühlereinheit 10 mit denen im ersten Ausführungsbeispiel identisch.
Das Radiofrequenzlesegerät 30 überträgt das ausgelesene Frequenzsignal an die Wassergehalts-Bestimmungsvorrichtung 40 und die Wassergehalts-Bestimmungsvorrichtung 40 bestimmt anhand des vom Radiofrequenzlesegerät 30 erfassten Frequenzsignals den Wassergehalt des Schmiermittels.
Konkret umfasst die Wassergehalts-Bestimmungsvorrichtung 40 eine Speichereinheit 41, eine Frequenzerfassungseinheit 42 und eine Bestimmungseinheit 43.
Dabei wird die Speichereinheit 41 für die Speicherung einer korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt des Schmiermittels und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts verwendet. Die korrespondierende Beziehung kann eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels sein. Oder die korrespondierende Beziehung kann eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert, der sich aus der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz ergibt, und dem Wassergehalt des Schmiermittels sein, wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist. Dabei kann für die Art und Weise der Bestimmung der beiden korrespondierenden Beziehungen und die Auswahl der eingestellten Frequenz jeweils das erste Ausführungsbeispiel als Referenz verwendet werden.
Die Frequenzerfassungseinheit 42 wird verwendet, um eine tatsächliche Frequenz des Radiofrequenzetiketts zu erfassen. Die Bestimmungseinheit 43 wird verwendet, um anhand der von der Speichereinheit 41 gespeicherten korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts sowie der von der Frequenzerfassungseinheit 42 erfassten tatsächlichen Frequenz den tatsächlichen Wassergehalt des Schmiermittels zu bestimmen.
Wenn die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels ist, wird von der Speichereinheit 41 entsprechend eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt gespeichert. Dabei ist die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist und vorzugsweise die Frequenz des Radiofrequenzetiketts, wenn der Wassergehalt des Schmiermittels Null beträgt, z. B. die Frequenz des Radiofrequenzetiketts 20, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit 10 noch nicht im Schmiermittel platziert wurde.
Wenn die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels ist, dann kann die Bestimmungseinheit 43 weiterhin ein Vergleichsmodul 431 und ein Bestimmungsmodul 432 umfassen.
Dabei wird das Vergleichsmodul 431 verwendet, um die von der Frequenzerfassungseinheit erfasste tatsächliche Frequenz und die eingestellte Frequenz zu vergleichen und daraus einen Differenzwert der tatsächlichen Frequenz zu ermitteln. Das Bestimmungsmodul 432 wird verwendet, um anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des vom Vergleichsmodul ermittelten Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz den tatsächlichen Wassergehalt des Schmiermittels zu ermitteln.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann, wenn die korrespondierende Beziehung die korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt ist und damit die in der Speichereinheit 41 gespeicherte korrespondierende Beziehung die korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt ist, das Vergleichsmodul 431 eingespart werden und direkt anhand der von der Frequenzerfassungseinheit 42 ermittelten tatsächlichen Frequenz und der von der Speichereinheit 41 gespeicherten korrespondierenden Beziehung der tatsächliche Wassergehalt des Schmiermittels ermittelt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung wie obenstehend offengelegt wurde, ist sie doch nicht darauf beschränkt. Ein beliebiger Fachmann des technischen Gebiets kann, ohne Idee und Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, alle Arten von Veränderungen und Korrekturen vornehmen. Daher gilt als Schutzumfang der vorliegenden Erfindung der in den Patentansprüchen festgelegte Umfang.

Claims

Ein Überwachungsverfahren für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: die Anordnung einer Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in dem Werkstück (S1), sodass sie einem Schmiermittel in dem Werkstück ausgesetzt ist, wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mit einem Radiofrequenzetikett (20) in derselben Schaltung befindet, die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) sich mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen; die Bestimmung einer korrespondierenden Beziehung (S2) zwischen einem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und einem Wassergehalt des Schmiermittels; die Erfassung einer tatsächlichen Frequenz des Radiofrequenzetiketts (S3) ; und die Bestimmung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels (S4) anhand der korrespondierenden Beziehung und der tatsächlichen Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte zur Bestimmung der korrespondierenden Beziehung (S2) zwischen dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels Folgendes umfassen: die Bereitstellung einer Schmiermittelprobe (S21) der gleichen Schmiermittelsorte wie der im Werkstück; die Platzierung einer Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in der Schmiermittelprobe (S22) und die Anordnung der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mit einem Radiofrequenzetikett (20) in derselben Schaltung; die Zugabe unterschiedlicher Teilmengen (S23) an Wasser zu der Schmiermittelprobe, wobei eine Teilmenge einem Wassergehalt der Schmiermittelprobe entspricht ; die Erfassung einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts (S24) für jeden Wassergehalt, wobei sich der Wassergehalt und die Frequenz eins zu eins entsprechen ; die Ermittlung einer korrespondierenden Beziehung (S26) zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels anhand des Wassergehalts und der Frequenz, die sich eins zu eins entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der korrespondierenden Beziehung (S2) zwischen dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels Folgendes umfasst: die Bereitstellung einer Schmiermittelprobe (S21) der gleichen Schmiermittelsorte wie der im Werkstück; die Platzierung der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in der Schmiermittelprobe (S22), wobei sich die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mit dem Radiofrequenzetikett (20) in derselben Schaltung befindet; die Zugabe unterschiedlicher Teilmengen (S23) an Wasser zu der Schmiermittelprobe, wobei eine Teilmenge einem Wassergehalt der Schmiermittelprobe entspricht ; die Erfassung einer Frequenz des Radiofrequenzetiketts (S24) für jeden Wassergehalt, die Bestimmung eines Frequenzdifferenzwerts (S25) aus der erfassten Frequenz und einer eingestellten Frequenz, wobei ein Frequenzdifferenzwert einem Wassergehalt entspricht und wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist; die Ermittlung einer korrespondierenden Beziehung (S26) zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels anhand des Wassergehalts und des Frequenzdifferenzwerts, die sich eins zu eins entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte zur Bestimmung des Wassergehalts des Schmiermittels (S2, S3, S4) anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie der tatsächlichen Frequenz Folgendes umfassen: die Ermittlung eines Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz (S41) durch einen Vergleich der tatsächlichen Frequenz und der eingestellten Frequenz; die Ermittlung eines tatsächlichen Wassergehalts des Schmiermittels (S42) anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestellte Frequenz die Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) noch nicht mit Wasser in Kontakt gekommen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfasst.
Ein Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: eine mit einem Schmiermittel befüllte Schmierkammer; sowie eine Wassergehalts-Fühlereinheit, die in der Schmierkammer angeordnet und dem Schmiermittel ausgesetzt ist, wobei die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) sich mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und wobei die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen ; und ein Radiofrequenzetikett, das sich mit der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in derselben Schaltung befindet.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wassergehalts-Fühlereinheiten vorhanden sind, die an unterschiedlichen Stellen der Schmierkammer angeordnet sind.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltungen vorhanden sind, wobei die Wassergehalts-Fühlereinheiten der unterschiedlichen Schaltungen an unterschiedlichen Stellen der Schmierkammer angeordnet sind.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück ein Lager ist und die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in der Schmierkammer im Innern des Lagers angeordnet ist.
Werkstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wassergehalts-Fühlereinheiten vorhanden sind, wobei die einzelnen Wassergehalts-Fühlereinheiten an unterschiedlichen Stellen in Umfangsrichtung des Lagers angeordnet sind.
Werkstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltungen vorhanden sind, wobei die Wassergehalts-Fühlereinheiten der unterschiedlichen Schaltungen an unterschiedlichen Stellen in Umfangsrichtung des Lagers angeordnet sind.
Werkstück nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung am Haltekäfig (C) des Lagers angeordnet ist und die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) und das Radiofrequenzetikett (20) jeweils am Haltekäfig (C) angeordnet sind.
Werkstück nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltekäfig (C) mehrere in Umfangsrichtung mit Zwischenräumen angeordnete Stege (C1) aufweist, wobei zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Stegen (C1) zur Aufnahme von Rollenkörpern verwendete Taschenöffnungen (C2) gebildet werden; und wobei die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) an den Stegen (C1) angeordnet ist.
Werkstück nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mindestens an der Innenumfangsfläche oder an der Außenumfangsfläche des Haltekäfigs (C) angeordnet ist.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt wird.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) durch ein Beschichtungsverfahren erzeugt wird.
Werkstück nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mehrere mit Zwischenräumen angeordnete und an den Anfängen und Enden miteinander verbundene Leitungen (11) aufweist.
Werkstück nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfasst.
Ein Überwachungssystem für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst: eine Wassergehalts-Fühlereinheit, die in dem Werkstück angeordnet und dem Schmiermittel im Werkstück ausgesetzt ist, wobei sich die elektrischen Eigenschaften der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mit der Änderung des Wassergehalts des Schmiermittels ändern und wobei die elektrischen Eigenschaften mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfassen ; ein Radiofrequenzetikett, das sich mit der Wassergehalts-Fühlereinheit (10) in derselben Schaltung befindet; und ein Radiofrequenzlesegerät, das verwendet wird, um eine Frequenz des Radiofrequenzetiketts auszulesen ; Bestimmungsvorrichtung (40) für den Wassergehalt eines Schmiermittels in einem Werkstück, basierend auf einem der Ansprüche 7 bis 19, umfassend eine Frequenzerfassungseinheit (42), wobei die Frequenzerfassungseinheit (42) verwendet wird, um die vom Radiofrequenzlesegerät (30) ausgelesene Frequenz zu erfassen, und eine Bestimmungseinheit (43), die verwendet wird, um anhand einer gespeicherten korrespondierenden Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts sowie der von der Frequenzerfassungseinheit (42) erfassten tatsächlichen Frequenz den tatsächlichen Wassergehalt des Schmiermittels zu bestimmen.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) mindestens einen Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität umfasst.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und dem Wassergehalt des Schmiermittels ist.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierende Beziehung eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert, der sich aus der Frequenz des Radiofrequenzetiketts und einer eingestellten Frequenz ergibt, und dem Wassergehalt des Schmiermittels ist, wobei die eingestellte Frequenz die entsprechende Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn der Wassergehalt einen eingestellten Wert aufweist.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmungseinheit (43) Folgendes umfasst: ein Vergleichsmodul (431), das verwendet wird, um die von der Frequenzerfassungseinheit (42) erfasste tatsächliche Frequenz und die eingestellte Frequenz zu vergleichen und daraus einen Differenzwert der tatsächlichen Frequenz zu ermitteln; und ein Bestimmungsmodul (432), das verwendet wird, um anhand der korrespondierenden Beziehung zwischen dem Frequenzdifferenzwert und dem Wassergehalt des Schmiermittels sowie des vom Vergleichsmodul (431) ermittelten Differenzwerts der tatsächlichen Frequenz den tatsächlichen Wassergehalt des Schmiermittels zu ermitteln.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestellte Frequenz die Frequenz des Radiofrequenzetiketts ist, wenn die Wassergehalts-Fühlereinheit (10) noch nicht mit Wasser in Kontakt gekommen ist.
Überwachungssystem nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Speichereinheit (41) umfasst, die verwendet wird, um eine korrespondierende Beziehung zwischen dem Wassergehalt und dem frequenzbezogenen Parameter des Radiofrequenzetiketts zu speichern.