DE202012011902U1 - Moment bearing with distance sensor for Condition Monitoring System (s) - Google Patents

Moment bearing with distance sensor for Condition Monitoring System (s) Download PDF

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Abstract

Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) aufweisend: – mindestens einen berührungslos sensierenden, vorzugsweise mittels induktivem Verfahren messenden oder erfassenden, alternativ ein mittels Schallwellen oder Wirbelstromverfahren messenden oder erfassenden, gegebenenfalls ein mittels kapazitivem Verfahren messenden oder erfassenden, Abstandssensor (4), – zur mindestens zeitweisen, vorzugsweise jedoch stetigen, Messung oder Sensierung oder Erfassung des axialen Abstandes (Δs) bzw. der Verschiebung und/oder des radialen Abstands bzw. der Verschiebung (Δv) mindestens zweier Lagerringe (6; 7) relativ zueinander in deren Lagerspalt (10), – wobei der mindestens eine Abstandssensor (4) über ein geeignetes Mittel (9), vorzugsweise über eine Sensorbohrung pro Abstandssensor (4), in einen der Lagerringe (6; 7) und gegenüber einer nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) fixiert oder eingebracht ist, – wobei die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) entweder eine v-förmige Kontur (11') oder eine rampenförmige Kontur (11''), beispielsweise mit stetiger Steigung, oder eine gerundete Kontur (11'''), gegebenenfalls ähnlich einer Kuhle, oder...Moment or (large) rolling bearing (1) or rotary joint (1) comprising: - at least one non-contact sensing, preferably by inductive method measuring or detecting, alternatively by means of sound waves or eddy current method measuring or detecting, optionally measuring or detecting by means of capacitive method , Distance sensor (4), - for at least temporary, but preferably continuous, measurement or sensing or detection of the axial distance (Δs) or the displacement and / or the radial distance or the displacement (Δv) of at least two bearing rings (6; in which the at least one distance sensor (4) via a suitable means (9), preferably via a sensor bore per distance sensor (4), in one of the bearing rings (6, 7) and against a non-stage-like Contour or geometry (11) is fixed or introduced, - wherein the non-stepped contour or geometry (11 ) either a V-shaped contour (11 ') or a ramp-shaped contour (11' '), for example, with a continuous slope, or a rounded contour (11' ''), possibly similar to a Kuhle, or ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Momenten- oder (Groß-)Wälzlager oder eine Drehverbindung aufweisend mindestens einen berührungslos sensierenden, vorzugsweise mittels induktivem Verfahren messenden oder erfassenden, alternativ ein mittels Schallwellen oder Wirbelstromverfahren messenden oder erfassenden, gegebenenfalls ein mittels kapazitivem Verfahren messenden oder erfassenden, Abstandssensor, zur mindestens zeitweisen, vorzugsweise jedoch stetigen, Messung oder Erfassung des axialen Abstandes bzw. der axialen Verschiebung und/oder des radialen Abstands bzw. der radialen Verschiebung mindestens zweier Lagerringe relativ zueinander in deren Lagerspalt, wobei der mindestens eine Abstandssensor über geeignete Mittel, vorzugsweise über je eine Sensorbohrung, verfügt, die wenigstens in einen der Lagerringe und gegenüber einer nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie fixiert oder eingebracht ist, wobei die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie entweder eine v-förmige Kontur oder eine rampenförmige Kontur, beispielsweise mit stetiger Steigung, oder eine gerundete Kontur, gegebenenfalls ähnlich einer Kuhle, oder eine Erhebung, beispielsweise welche durch einen Zusatzkörper gebildet ist, aufweist. Weitere Vorteile und technische Merkmale ergeben sich aus der Beschreibung und den Schutzansprüchen.The invention relates to a moment or (large) rolling bearing or a rotary joint having at least one contactless sensing, preferably by inductive method measuring or detecting, alternatively by means of sound waves or eddy current method measuring or detecting, possibly a measuring by capacitive method or detecting, distance sensor, at least temporarily, but preferably continuously, measurement or detection of the axial distance or the axial displacement and / or the radial distance or the radial displacement of at least two bearing rings relative to each other in the bearing gap, wherein the at least one distance sensor via suitable means, preferably via each has a sensor bore, which is fixed or introduced at least in one of the bearing rings and against a non-stepped contour or geometry, wherein the non-stepped contour or geometry either a V-shaped contour or a r ampenförmige contour, for example, with a continuous slope, or a rounded contour, optionally similar to a Kuhle, or a survey, for example, which is formed by an additional body having. Further advantages and technical features emerge from the description and the claims.

Stand der Technik:State of the art:

Bei Wälzlagern und Großwälzlagern, besteht grundsätzlich das naturgegebene Problem, dass nach längerer Betriebszeit die Gefahr der Erschöpfung oder Materialübermüdung in Form der Beschädigung oder Zerstörung der Laufbahnen oder der Wälzkörper erfolgt. In der Regel ist jedes Wälzlager oder jedes Großwälzlager, sowie auch eine Drehverbindung und/oder ein Momentenlager, auf eine gewisse Lebensdauer berechnet und ausgelegt.In rolling bearings and slewing bearings, there is basically the inherent problem that after prolonged use the risk of fatigue or material fatigue in the form of damage or destruction of the raceways or rolling elements. In general, each rolling bearing or each slewing bearing, as well as a rotary joint and / or a moment bearing, calculated and designed for a certain life.

Es ist auch heute jedoch kaum möglich, den exakten Zeitpunkt der Erschöpfung von vornherein klar zu bestimmen, da in der Praxis der Berechnungszeitpunkt vom tatsächlichen Ausfallzeitpunkt nicht selten differiert. Wesentlich hängt der tatsächliche Ausfallzeitpunkt von Material-, Fertigungs- und Einsatzbedingungen ab. Durch anhaltend gute Schmierung eines solchen Lagers oder einer solchen Drehverbindung mit Öl, Fett oder anderem Schmiermittel, wird in der Regel stets versucht, die Reibung möglichst gering zu halten. Durch eine geeignete und dauerhaft wirkende Schmierung kann sich die Lebensdauer der Lager, Drehverbindungen usw. grundsätzlich erhöhen.Even today, however, it is hardly possible to clearly determine the exact time of exhaustion, since in practice the calculation time often differs from the actual time of failure. Essentially, the actual outage depends on material, manufacturing and operating conditions. By continued good lubrication of such a bearing or such a rotary connection with oil, grease or other lubricant, is always always trying to keep the friction as low as possible. By a suitable and permanent lubrication, the life of the bearings, rotary joints, etc. may increase in principle.

Die vorgenannte Schädigung oder Zerstörung beginnt beispielsweise mit der Bildung von Materialausbrechungen und/oder Vertiefungen in der Laufbahn, da die Laufbahn häufig in geringerer Härte ausgeführt ist als die mit ihnen zusammenwirkenden Wälzkörper. Diese Vertiefungen können mit zunehmender Betriebszeit größer werden und zu Ausbrechungen in der Laufbahn führen. Bei weiterem Gebrauch des Wälzlagers führen diese Ausbrechungen mitunter zu noch größeren Werkstoffausbrüchen, die dann ein plötzliches Blockieren des Lagers hervorrufen können, was zum Ausfall der gesamten Maschine bzw. Anlage oder des Fahrzeuges führen kann, in der bzw. in dem Lager oder die Drehverbindung eingesetzt wird. Darüber hinaus können durch vorgenannte Ausbrüche eventuell im Lagersystem vorhandene Distanzstücke oder Käfigsegmente geschädigt werden, Es existieren daher verschiedene technische Anstrengungen, den Verschleiß beispielsweise eines Wälzlagers oder Großwälzlagers durch geeignete Diagnose- und/oder Verschleißdetektionsvorrichtungen frühzeitig zu erkennen, d. h. bevor es zum vorgenannten Ausfall der gesamten Maschine bzw. Anlage oder des Fahrzeuges kommt.The aforementioned damage or destruction begins, for example, with the formation of material breaks and / or depressions in the raceway, since the track is often designed in lower hardness than the cooperating with them rolling elements. These depressions can become larger with increasing operating time and lead to breakouts in the career. With continued use of the rolling bearing these breaks sometimes lead to even larger material outbreaks, which can then cause a sudden blocking of the bearing, which can lead to failure of the entire machine or the vehicle, used in or in the camp or the rotary joint becomes. In addition, existing spacers or cage segments may be damaged by the above-mentioned outbreaks possibly existing in the storage system, There are therefore various technical efforts to detect the wear of, for example, a rolling bearing or large rolling bearing early by suitable diagnostic and / or wear detection devices, d. H. before it comes to the aforementioned failure of the entire machine or system or the vehicle.

Aus dem bisherigen Stand der Technik, beispielsweise in der EP 0922 870 B1 beschrieben, sind folglich solche Großwälzlager bekannt, welche über eine Verschleißmessvorrichtung für ein Großwälzlager verfügen dergestalt, dass das Großwälzlager aus zwei Lagerringen besteht, während im zwischen ihnen angeordneten, einen Wälzkörperbauraum bildenden Wälzkörpern angeordnet sind. Die Verschleißmessvorrichtung ist mit einer Anzeige versehen, die eine vorgegebene Auslenkung zwischen den Lagerringen anzeigt und einer Sonde, die in einer Öffnung eines Lagerringes angeordnet ist und mit ihrem Ende mit einer Fläche des anderen Lagerringes in Kontakt treten kann, wobei der der Sonde gegenüberliegende Lagerring mit einer Nut ausgebildet ist, in die das Ende der Sonde hineinragt und wobei die Flächen der Nut jeweils einen Abstand zur Sonde aufweisen, der einem in der zugehörigen Richtung vorgegebenen Verschleißmass entspricht.From the prior art, for example in the EP 0922 870 B1 described, therefore, are such large rolling bearings are known which have a wear measuring device for a slewing bearing in such a way that the slewing bearing consists of two bearing rings, while arranged in between them, a Wälzkörperbauraum forming rolling elements are arranged. The wear measuring device is provided with a display which indicates a predetermined deflection between the bearing rings and a probe which is arranged in an opening of a bearing ring and can come into contact with its end with a surface of the other bearing ring, wherein the probe opposite bearing ring with a groove is formed into which projects the end of the probe and wherein the surfaces of the groove each have a distance from the probe, which corresponds to a predetermined in the associated direction wear.

Nach herkömmlichem Stand der Technik werden ferner häufig solche elektrisch versorgte bzw. mit elektrischen Leitungen gekoppelte Sonden oder Sensoren verwendet, welche in der Regel berührungslos arbeiten, d. h. beispielsweise Wellen aussenden, beispielsweise mechanische Wellen wie etwa Schallwellen oder auch elektromagnetische Wellen.In addition, according to the conventional state of the art, such probes or sensors which are supplied electrically or coupled with electrical lines are frequently used, which as a rule operate without contact, ie. H. For example, emit waves, such as mechanical waves such as sound waves or electromagnetic waves.

1 zeigt ein solches Großwälzlager nach dem herkömmlichen Stand der Technik. 1 shows such a large rolling bearing according to the conventional art.

In der Praxis haben sich die folgenden Aspekte dieser technischen Ausführung im Stand der Technik als nachteilig herausgestellt, sofern als Sonde ein berührungsloser, beispielsweise Wellen aussendender, Sensor verwendet wird:
Es kann von dem Sensor bzw. der Sonde der Verschleißmessvorrichtung nur der Verschleiß der Kugellaufbahn überwacht bzw. ermittelt werden. Die Wirkung der Verschleißmessvorrichtung geht also nicht über diese Laufbahn hinaus. Schädigungen, welche außerhalb jener Laufbahn auftreten, werden folglich nicht gemessen oder sensiert.
In practice, the following aspects of this technical embodiment have proven to be disadvantageous in the prior art, provided that a non-contact, for example wave-transmitting, sensor is used as the probe:
It can be monitored or determined by the sensor or the probe of the wear measuring device only the wear of the ball track. The effect of the wear measuring device thus does not go beyond this career. Damage that occurs outside of this career is therefore not measured or sensed.

Falls der Sensor bzw. die Sonde der Verschleißmessvorrichtung nicht bündig zum Durchmesser des Innenringes eingebaut ist, kann dieser aufgrund von im Laufbahnsystem befindlicher Ausbrüche oder Späne metallischen Materials beschädigt oder gar zerstört werden.If the sensor or the probe of the wear measuring device is not installed flush with the diameter of the inner ring, this can be damaged or even destroyed due to breakages or shavings of metallic material located in the raceway system.

Da der Sensor bzw. die Sonde der Verschleißmessvorrichtung nach dem herkömmlichen Stand der Technik häufig sehr nahe den Schraubenköpfen bzw. der Muttern angebracht ist, kann eine zu hohe aufgebrachte Flächenpressung bzw. Flächenkräfte den Sensor bzw. die Sonde schädigen oder gar zerstören.Since the sensor or the probe of the wear measuring device according to the conventional art is often mounted very close to the screw heads or nuts, too high applied surface pressure or surface forces can damage or even destroy the sensor or the probe.

Sensoren bzw. die Sonde der Verschleißmessvorrichtung nach dem vorgenannten Stand der Technik benötigt überdies teilweise signifikant hohen Bauraum, der in der Praxis, insbesondere bei kleinteiligen Präzisionsanwendungen, nicht stets zur Verfügung steht.In addition, sensors or the probe of the wear measuring device according to the aforementioned prior art sometimes requires significantly high installation space, which is not always available in practice, in particular in small-scale precision applications.

Die größten Nachteile jedoch resultieren aus der Form und Lage der Nut, wie nachfolgend beschrieben:
Grundsätzlich wird, erstens, sich diese Nut in der Praxis sehr wahrscheinlich sowohl mit Schmiermittel, insbesondere Fett, als auch mit Metallpartikel der vorgenannten Ausbrüche oder Ausbrechungen sammeln. Diese Partikel können das Sensorsignal bzw. die ausgesendeten Wellen signifikant beeinflussen oder stören. Die Qualität des sensierten bzw. gemessenen oder erfassten Signals leidet aufgrund dieser Beeinflussungen oder Störungen zum Teil erheblich. Häufig wird die Sensorqualität derart schlecht, dass das gesamte Sensierungsergebnis in Zweifel gezogen werden muss.
However, the biggest disadvantages result from the shape and position of the groove, as described below:
Basically, firstly, in practice, this groove will very likely accumulate with lubricant, especially grease, as well as with metal particles of the aforementioned bursts or breaks. These particles can significantly influence or disturb the sensor signal or the transmitted waves. The quality of the sensed or measured or detected signal suffers due to these influences or disturbances partly considerable. Frequently, the quality of the sensor becomes so bad that the entire result of the sensing must be called into question.

Zweitens muss diese Nut und die Position des Sensors oder der Sonde genau so ausgerichtet sein, dass ein radialer Verschleiß bzw. das Verkippen des Lagers von dem Sensor bzw. der Sonde bzw. der Verschleißmessvorrichtung detektiert werden kann. Dies ist in der Regel nur möglich, wenn die Sensorspitze oder Sondenspitze exakt auf die Nut „zielt”, was dann der Fall ist, wenn das Lager nur in radialer Richtung belastet wird und keine Verkippung in axialer Richtung erfährt. In der Praxis, insbesondere bei Verwendung von vorgenannten Momentenlagern, tritt eine Verkippung des Lagers in axialer Richtung jedoch fast immer auf. Als Folge wird die Nut in axialer Richtung bewegt oder zumindest infolge des Momentes um einen gewissen Winkelversatz in die axiale Richtung verdreht. Die Sensorspitze oder Sondenspitze kann bei axialer Verkippung oder Neigung des Lagers, oder allgemein bei axialer Verschiebung des Lagers, dann auf den Rand- oder Kantenbereich der Nut „zielen”. Da der Randbereich einer Nut immer durch eine Stufenbildung begrenzt wird, kann der von der Sensorspitze oder der Sondenspitze sensierte Wert sich dadurch sprungartig verändern.Secondly, this groove and the position of the sensor or probe must be aligned in such a way that radial wear or tilting of the bearing can be detected by the sensor or the wear measuring device. This is usually only possible if the sensor tip or probe tip "targets" exactly on the groove, which is the case when the bearing is loaded only in the radial direction and undergoes no tilting in the axial direction. In practice, however, in particular when using the aforementioned torque bearings, tilting of the bearing in the axial direction almost always occurs. As a result, the groove is moved in the axial direction or rotated at least as a result of the moment by a certain angular displacement in the axial direction. The sensor tip or probe tip may "aim" at axial tilting or tilting of the bearing, or generally at axial displacement of the bearing, then at the edge or edge region of the groove. Since the edge region of a groove is always delimited by a step formation, the value sensed by the sensor tip or the probe tip can thereby change abruptly.

Die angeschlossene Sonden- bzw. Sensorelektronik-/elektrik wird folglich und fälschlicherweise eine sprungartige Veränderung des Verschleißwertes erkennen. Will man diese Falscherkennung gänzlich eliminieren, so sollte eine Verschleißmessvorrichtung ähnlich oder exakt der Lehre der EP 0922 870 B1 sicherheitshalber nur für Großwälzlager verwendet werden, welche nur in radialer Richtung und nicht in axialer Richtung belastet werden.The connected probe or sensor electronics / electrics will consequently and erroneously detect a sudden change in the wear value. If you want to completely eliminate this misrecognition, so should a wear measuring device similar or exactly the doctrine of EP 0922 870 B1 for safety only be used for large bearings, which are loaded only in the radial direction and not in the axial direction.

Eine Verwendung einer Verschleißmessvorrichtung ähnlich oder exakt nach der technischen Lehre der EP 0922 870 B1 kann die Sensor- oder Sondenspitze der Verschleißmessvorrichtung bei stark auftretender Axialverschiebung nur eines Lagerrings sogar nachhaltig beschädigen oder zerstören, sofern durch die Axialverschiebung eine Flanke der Nut mit der Sensor- oder Sondenspitze mechanisch kollidiert.A use of a wear measuring device similar or exactly according to the technical teaching of EP 0922 870 B1 The sensor or probe tip of the wear measuring device can even permanently damage or destroy a bearing ring when there is strong axial displacement, provided that an edge of the groove mechanically collides with the sensor or probe tip due to the axial displacement.

Nur in seltenen Fällen jedoch sind hochbelastete Maschinen bzw. Anlagen sowie Fahrzeuge, Baumaschinen, Kräne, Mobilkräne, Windkraftanlagen, Gezeitenkraftwerke, etc. so belastet, dass nur radiale Lasten wirken.Only in rare cases, however, are heavily loaded machines or plants as well as vehicles, construction machinery, cranes, mobile cranes, wind turbines, tidal power plants, etc. so burdened that only radial loads act.

Zusammenfassend gesprochen lässt sich durch diese vorgenannte Nut-Form, insbesondere durch deren stufenartige Geometrie, beispielsweise in Ausprägung der technischen Lehre der EP 0922 870 B1 , höchstens eine radiale Verschiebung, etwa infolge Verschleiß, nicht jedoch eine axiale Verschiebung, zuverlässig sensieren.In summary, can be through this aforementioned groove shape, in particular by their step-like geometry, for example in the expression of the technical teaching of EP 0922 870 B1 , at the most a radial displacement, for example due to wear, but not an axial displacement, reliably sense.

Aufgabe der Erfindung und Beschreibung:Object of the invention and description:

Aus den Nachteilen des beschriebenen Standes der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein im Betrieb axial- und radial durch (starke) Kräfte und/oder Momente beaufschlagtes Lager oder (Groß-)wälzlager oder eine Drehverbindung derart weiterzubilden, sodass unter Betrieb eine präzise und genaue sowie zuverlässige Sensierung bzw. Messung bzw. Erfassung der axialen und/oder radialen Verschiebung und/oder des Verschleißzustandes des Momenten- oder (Groß-)Wälzlagers bzw. der Drehverbindung in axialer und/oder radialer Richtung gegeben ist.From the disadvantages of the prior art described results in the invention initiating problem, axially and radially by (strong) forces and / or moments acted upon bearing or (large) rolling bearing or a rotary joint so educate, so that under operation a precise and accurate and reliable sensing or measurement or detection of the axial and / or radial displacement and / or the state of wear of the moment or (large) rolling bearing or the rotary joint in the axial and / or radial direction is given.

Die Lösung das Problems gelingt durch Anbringung von in axialer und/oder in radialer Richtung messenden oder erfassenden Abstandssensoren an definierten Orten des Lagerrings oder der Lagerringe, wobei ein solcher Abstandssensor jeweils den Abstand bzw. auch die Relativbewegung zwischen Körper (Lagerring) und Messeinrichtung (Abstandssensor) zu sensieren inder Lage ist. Diese Relativbewegung kann entweder aus dem Verschleiß von Lagerkomponenten herrühren, oder – gegebenenfalls in überlagernder Weise – aus der Einwirkung von Belastungen auf das Lager oder die Drehverbindung, also infolge äußerlich eingebrachter Kräfte und/oder Momente, herrühren. The solution to the problem is achieved by mounting in the axial and / or radial direction measuring or detecting distance sensors at defined locations of the bearing ring or the bearing rings, wherein such a distance sensor respectively the distance or the relative movement between the body (bearing ring) and measuring device (distance sensor ) is capable of sensation. This relative movement can either result from the wear of bearing components, or - possibly in superimposing manner - from the action of loads on the bearing or the rotary joint, ie due to externally applied forces and / or moments originate.

Die Lösung dieses Problems gelingt insbesondere auch dadurch, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung mindestens ein berührungslos sensierender, vorzugsweise ein mittels induktivem Verfahren messender oder erfassender, alternativ ein mittels Ultraschall- oder Wirbelstromverfahren messender oder erfassender, gegebenenfalls ein mittels kapazitivem Verfahren messender oder erfassender, Abstandssensor zur mindestens zeitweisen, vorzugsweise jedoch stetigen, Messung oder Erfassung des axialen Abstandes (Δs) bzw. der axialen Verschiebung und/oder radialen Verschiebung (Δv) bzw. des radialen Abstandes mindestens zweier Lagerringe relativ zueinander eingesetzt wird.The solution of this problem is achieved in particular by the fact that in the sense of the present invention at least one contactless sensing, preferably a measuring or detecting by inductive method, alternatively by means of ultrasonic or eddy current method measuring or detecting, possibly by means of capacitive method measuring or detecting, distance sensor for at least temporary, but preferably continuous, measurement or detection of the axial distance (Δs) or the axial displacement and / or radial displacement (Δv) or the radial distance of at least two bearing rings is used relative to each other.

Dieser mindestens eine Abstandssensor ist über geeignete Mittel vorzugsweise so in den Lagerspalt zwischen den jeweiligen gegeneinander verdrehbaren Lagerringen eingebracht, vorzugsweise über eine Sensorbohrung in einem der Lagerringe, dass gegenüber dem Abstandssensor eine nichtstufenartige Kontur oder Geometrie gegeben ist, wobei sich diese nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie im zum Abstandssensor gegenüberliegenden Lagerring befindet und etwa um die Breite des Lagerspaltes, vorzugsweise mindestens 0.20 mm, idealerweise zwischen 0.20 und 9.5 mm oder gar zwischen 1.0 mm und 4.0 mm, gegebenenfalls um die Breite des Lagerspaltes +/–0.2 bis 3.5 mm, vom Abstandssensor beabstandet ist.This at least one distance sensor is preferably introduced by suitable means in the bearing gap between the respective mutually rotatable bearing rings, preferably via a sensor bore in one of the bearing rings that compared to the distance sensor is given a non-step-like contour or geometry, this non-stepped contour or geometry in is located opposite the distance sensor bearing ring and about the width of the bearing gap, preferably at least 0.20 mm, ideally between 0.20 and 9.5 mm or even between 1.0 mm and 4.0 mm, optionally spaced by the width of the bearing gap +/- 0.2 to 3.5 mm from the distance sensor is.

Die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie weist dabei entweder eine v-förmige Kontur oder eine rampenförmige Kontur oder eine gerundete Kontur auf. Alternativ kann diese nichtstufenartige Kontur oder Geometrie durch einen oder von einem Zusatzkörper gebildet werden, welcher in denjenigen Lagerring eingebracht oder fixiert ist, der dem Abstandssensor gegenüberliegt.The non-stepped contour or geometry in this case has either a V-shaped contour or a ramp-shaped contour or a rounded contour. Alternatively, this non-stepped contour or geometry can be formed by one or by an additional body, which is introduced or fixed in those bearing ring, which is opposite to the distance sensor.

Selbstverständlich bezieht sich die Erfindung nicht nur auf den Einsatz in Wälz- oder Momentenlagern, sondern auch auf alle Arten der Drehverbindungen und Großwälzlager, idealerweise für den Einsatz in Maschinen bzw. Anlagen sowie Fahrzeugen wie: Tunnelbohrmaschinen, Stacker-Maschinen, Baumaschinen, Landwirtschaftsmaschinen, Kränen, Mobilkränen, Hubarbeitsbühnen, Windkraftanlagen, Gezeitenkraftwerken, Medizintechnischen Apparaten, zur rotatorischen Verstellung von Lafetten in Militärfahrzeugen oder zur Verstellung von Wasserlöschkanonen auf Feuerwehrfahrzeugen, zur rotatorischen Lagerung von Turbinen und/oder Rotoren in Energiekraftwerken, in Solaranlagen, Fahrgeschäften in Vergnügungsparks, et cetera.Of course, the invention relates not only to the use in rolling or moment bearings, but also to all types of slewing and slewing bearings, ideally for use in machines and equipment and vehicles such as: tunnel boring machines, stackers, construction machinery, agricultural machinery, cranes , Mobile cranes, aerial work platforms, wind turbines, tidal power plants, medical apparatus, for rotatably adjusting carriages in military vehicles or for adjusting water cannons on fire engines, for rotary storage of turbines and / or rotors in power plants, in solar systems, rides in amusement parks, et cetera.

In einer weiteren Ausgestaltungsform wird die Erfindung auch in Drehverbindungen von Schwenkantrieben, auch „Schwenktriebe” genannt, und damit in Verbindung stehenden Schneckengetriebesystemen eingesetzt.In a further embodiment, the invention is also used in rotary joints of rotary actuators, also called "swivel drives", and associated with associated worm gear systems.

Diese Momenten- oder Wälzlager bzw. Großwälzlager und oder Drehverbindungen können dabei als Tonnenrollenlager, Zylinderrollenlager, Nadellager, Kegelrollenlager oder gar als Kugellager ausgeführt sein, mit mindestens einer Wälzkörperreihe. Alternativ sogar als Kreuzrollenlager oder Kombinationslager oder gar in Ausgestaltung eines Vierpunktlager-Kugellagers.These torque or roller bearings or slewing bearings and or rotary joints can be designed as a barrel roller bearing, cylindrical roller bearings, needle roller bearings, tapered roller bearings or even as ball bearings, with at least one row of rolling elements. Alternatively, even as a cross roller bearing or combination bearing or even in the design of a four-point ball bearing.

Einzelne beschreibende Merkmal, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung, ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der nachfolgenden Zeichnungen:
So zeigt etwa 2 klar die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11), insbesondere als v-förmige oder rampenförmige Kontur im zum Abstandssensor (4) gegenüberliegenden Lagerring (6). In dieser ersten vorteilhaften Ausgestaltungsform der Erfindung steht dem sensierenden oder erfassenden Ende des Abstandssensors (4) im einen Lagerring eine sich in axialer Richtung stetig ändernde Kontur oder Geometrie (11'') im gegenüberliegenden Lagerring gegenüber.
Individual descriptive features, details, advantages and effects on the basis of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and from the following drawings:
So shows about 2 clearly the non-step-like contour or geometry ( 11 ), in particular as a V-shaped or ramp-shaped contour in the distance sensor ( 4 ) opposite bearing ring ( 6 ). In this first advantageous embodiment of the invention is the sensing or detecting end of the distance sensor ( 4 ) in a bearing ring a continuously changing in the axial direction contour or geometry ( 11 '' ) in the opposite bearing ring opposite.

2 beschreibt auch die folgende Ausgestaltungsform beispielhaft:
Diese nichtstufenartige Geometrie ist in 2 im Gegensatz zum Stand der Technik – siehe 1 – rampenförmig (11'') ausgeführt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass bei Verschiebung des einen Lagerrings gegenüber dem anderen Lagerring in axialer Richtung der direkte Abstand (Δs) zwischen dem lagerspaltseitigem Ende (A) des Sensors (4) zum gegenüberliegenden Lagerring (6) einen sich stetig ändernden Betrag annimmt und zwar so lange, bis ein Scheitelpunkt (S) erreicht ist.
2 also describes the following embodiment by way of example:
This non-step-like geometry is in 2 in contrast to the prior art - see 1 - ramped ( 11 '' ). This has the particular advantage that, when one bearing ring is displaced relative to the other bearing ring in the axial direction, the direct distance (Δs) between the bearing-gap-side end (A) of the sensor (FIG. 4 ) to the opposite bearing ring ( 6 ) assumes a steadily changing amount until such time as a vertex (S) is reached.

Ausgehend beispielsweise vom oberen axialen Ende des Spaltes (10) stellt sich diese stetige Änderung der Kontur (11; 11'') als Einkerbung oder Kerbe – oder eben als vorgenannte ,Rampe' – dar.Starting, for example, from the upper axial end of the gap ( 10 ), this continuous change of the contour ( 11 ; 11 '' ) as a notch or notch - or just as the aforementioned 'ramp' - dar.

Diese vorgenannte stetige Veränderung des Abstands zwischen dem lagerspaltseitigen Ende (A) des Sensors (4) und der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) ist infolge des Meßverfahrens des jeden berührungslos arbeitenden Abstandsensors (4) detektierbar oder sensierbar bzw. erfassbar. Wrid beispielsweise ein auf Schallwellen basierendes Meßverfahren des Abstandssensors (4) verwendet, so wird die vorgenannte Veränderung des Abstands durch die veränderte Laufzeit der Schallwelle erkennbar, denn in metallischem Material ist die Schallgeschwindigkeit höher als z. B.: wie in der Luft im Lagerspalt (10). Selbst wenn der Lagerspalt (10) mit Öl und/oder Schmiermittel befüllt ist, ergibt sich eine veränderte Laufzeit der Welle gegenüber einem metallischen Material bspws. des Lagerrings. This aforementioned continuous change of the distance between the slot (A) of the sensor ( 4 ) and the non-stepped contour or geometry ( 11 ) is due to the measuring method of each non-contact distance sensor ( 4 ) detectable or sensible or detectable. Wrid, for example, a sound wave based measuring method of the distance sensor ( 4 ), the aforementioned change in the distance due to the changed duration of the sound wave is recognizable, because in metallic material, the speed of sound is higher than z. B .: as in the air in the bearing gap ( 10 ). Even if the bearing gap ( 10 ) is filled with oil and / or lubricant, resulting in a changed duration of the wave against a metallic material, for example. of the bearing ring.

3a zeigt eine andere Variante der vorgenannten rampenförmigen (11'') Kontur oder Geometrie. In 3a wird diese nichtstufenartige Geometrie (11) durch einen separaten Körper, den sog. Zusatzkörper (12), in das Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) bzw. in die Drehverbindung (1) eingebracht. Es kann sich bei diesem Zusatzkörper (12) etwa um einen umlaufenden Ring handeln. Siehe nachfolgende Beschreibung unten. 3a shows another variant of the aforementioned ramp-shaped ( 11 '' ) Contour or geometry. In 3a this non-step-like geometry ( 11 ) by a separate body, the so-called. Additional body ( 12 ), in the moment or (large) rolling bearing ( 1 ) or in the rotary joint ( 1 ) brought in. It may be in this additional body ( 12 ) act around a rotating ring. See the description below.

Der vorgenannte Vorteil, welchen die nichtstufenartige Geometrie (11) bringt wird ggfs. noch gesteigert, wenn gemäß 3a und/oder 3b der Scheitelpunkt (S) der maximalen Erhebung auf dieser nichtstufenartige Geometrie oder Kontur (11) liegt und in den Lagerspalt (10) hineinragt.The aforementioned advantage which the non-step-like geometry ( 11 ) brings possibly even increased, if according to 3a and or 3b the vertex (S) of the maximum elevation on this non-stage geometry or contour ( 11 ) and into the bearing gap ( 10 ) protrudes.

In 3a und 3b ist dieser Scheitelpunkt (S) als eine Spitze ausgeführt. Es ergibt sich also eine analytische Unstetigkeit der nichtstufenförmigen Kontur (11) im Scheitelpunkt (S).In 3a and 3b this vertex (S) is executed as a peak. This results in an analytical discontinuity of the non-step-like contour ( 11 ) at the vertex (S).

In 4a und 4b hingegen ist dieser Scheitelpunkt (S) als der höchste Punkt auf einer Kurvenkontur (11) dargestellt, wobei hier die analytische Stetigkeit im Scheitelpunkt (S) gegeben ist.In 4a and 4b whereas this vertex (S) is the highest point on a curve contour ( 11 ), where the analytic continuity is given at the vertex (S).

Die vorgenanten Varianten oder Ausführungsformen (vgl. 3a und 3b verglichen mit 4a und 4b) bringen den großen Vorteil mit sich, dass der Scheitelpunkt (S) als „Umschaltpunkt” bei der Sensierung der axialen Verschiebung (Δs) gilt. Wird beispielsweise in Ruhelage, d. h. bei einem nichtbelastetem Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder einer nichtbelasteten Drehverbindung (1), das lagerspaltseitige Ende (A) des Abstandssensors (4) direkt auf diesen Scheitelpunkt (S) justiert oder ausgerichtet, so ist es während des späteren Betriebs dieser Momenten- oder (Groß-)Wälzlagers (1) bzw. dieser Drehverbindung (1) einfach möglich, belastungs- und/oder verschleißbedingte Verschiebungen in axialer Richtung (Δs) ausgehend von diesem Scheitelpunkt (S) zu detektieren bzw. zu erfassen oder zu sensieren.The above variants or embodiments (cf. 3a and 3b compared to 4a and 4b ) have the great advantage that the vertex (S) is considered a "switching point" in the sensing of the axial displacement (Δs). For example, in rest position, ie at a non-loaded torque or (large) bearings ( 1 ) or a non-loaded rotary joint ( 1 ), the bearing gap-side end (A) of the distance sensor ( 4 ) directly aligned with this vertex (S) or aligned, it is during the later operation of this momentary or (large) rolling bearing ( 1 ) or this rotary joint ( 1 ) is easily possible to detect or detect or sense displacements due to stress and / or wear in the axial direction (Δs) starting from this vertex (S).

Der Scheitelpunkt (S) dient also als „Nullage” oder als „Referenzposition” für die Messwerte oder Messergebnisse eines berührungslos arbeitenden Abstandssensors (4).The vertex (S) thus serves as a "zero position" or as a "reference position" for the measured values or measurement results of a non-contact distance sensor ( 4 ).

Nach der bisher herkömmlichen Technik im Sinne der 1 ist dies klar nicht möglich, da auch bei axialer Verschiebung des Großwälzlagers (G) der Sensor (4) immer auf eine Nut (5) zeigt, wobei diese Nut entlang Ihres Fußes stets eine gleich hohe Einstichtiefe besitzt. Eine dezidierte Information über den Verschiebungsweg in axialer Richtung (Δs) ist bei einem Großwälzlager nach 1 klar nicht gegeben.After the hitherto conventional technology in the sense of 1 this is clearly not possible, since even with axial displacement of the large rolling bearing (G) of the sensor ( 4 ) always on a groove ( 5 ), whereby this groove always has the same depth of penetration along its foot. A dedicated information about the displacement path in the axial direction (Δs) is in a slewing bearing after 1 clearly not given.

Der Scheitelpunkt (S) der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) im Sinne der Erfindung (1) hingegen kennzeichnet jedoch den Ort der maximalen Erhebung – oder alternativ den Ort der Maximalen Einkerbung wie in 2 dargestellt – der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegenüber dem diese Kontur (11) beherbergenden Lagerring (6) und leistet somit Vorschub für eine auswertbare Weginformation in axialer Richtung (Δs), die der herkömmliche Stand der Technik, vgl. 1, entbehrt.The vertex (S) of the non-step-like contour or geometry ( 11 ) within the meaning of the invention ( 1 ), however, marks the location of the maximum elevation - or alternatively the location of the maximum notch as in 2 represented - the non-stepped contour or geometry ( 11 ) opposite to this contour ( 11 ) bearing ring ( 6 ) and thus provides feed for evaluable travel information in the axial direction (Δs), which is the conventional state of the art, cf. 1 , misses.

In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltungsform, wie beispielsweise in 2 sowie in 3a und auch in 3b dargestellt, ist die nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11), alternativ deren Scheitelpunkt (S), etwa um die Breite des Lagerspaltes (10), vom Abstandssensor (4), insbesondere vom lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), beabstandet.In a very advantageous embodiment, such as in 2 as in 3a and also in 3b is the non-step-like contour or geometry ( 11 ), alternatively its vertex (S), approximately to the width of the bearing gap ( 10 ), from the distance sensor ( 4 ), in particular from the bearing gap end (A) of the distance sensor ( 4 ), spaced.

Es ist im Sinne der Erfindung auch möglich, auf eine nichtstufenartige Kontur (11) ohne Scheitelpunkt (S) zurückzugreifen, so wie beispielsweise in 5a und 5b dargestellt. Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn der zu sensierende Bereich (B) in der Nähe eines Absatzes oder einer Kante eines Lagerringes (6; 7) liegt, beispielsweise in der Nähe von Wälzkörpern (8) oder zwischen zwei Reihen mit Wälzkörpern (8).It is also possible within the meaning of the invention to apply to a non-step-like contour ( 11 ) without vertex (S), such as in 5a and 5b shown. This is particularly recommended when the area to be sensed (B) in the vicinity of a paragraph or an edge of a bearing ring ( 6 ; 7 ), for example in the vicinity of rolling elements ( 8th ) or between two rows of rolling elements ( 8th ).

Der direkte Abstand der nichtstufenartigen Geometrie oder Kontur (11) vom Abstandssensor (4), d. h. insbesondere von dessen lagerspaltseitigen Ende (A), kann jedenfalls beispielsweise mindestens 0.20 mm betragen, gegebenenfalls sogar in einem großen Bereich zwischen 0.20 und 9.5 mm betragen, idealerweise sogar zwischen 1.0 mm und 4.0 mm betragen.The direct distance of the non-step-like geometry or contour ( 11 ) from the distance sensor ( 4 ), ie in particular of its bearing gap-side end (A), in any case, for example, at least 0.20 mm, possibly even be in a wide range between 0.20 and 9.5 mm, ideally even between 1.0 mm and 4.0 mm.

Es wird ferner festgestellt, dass erfindungsgemäß und vorteilhafterweise der Abstandssensor (4) stets in dem der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegenüberliegenden Lagerring (6), eingebracht ist.It is further found that according to the invention and advantageously the distance sensor ( 4 ) always in the non-stepped contour or Geometry ( 11 ) opposite bearing ring ( 6 ) is introduced.

3a sowie 3b und 5a und auch 5b weisen einen Bereich (B) auf, in welchem die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) vorhanden ist. Dieser Bereich (B) ist vorzugsweise so geräumig ausgestaltet, dass zwischen dem lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4) mindestens 0.2 mm oder 3.5 mm Abstand zur nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) im gegenüberliegenden Lagerring (6) eingehalten werden können. 3a such as 3b and 5a and also 5b have a region (B) in which the non-step-like contour or geometry ( 11 ) is available. This area (B) is preferably designed so spacious that between the bearing gap-side end (A) of the distance sensor ( 4 ) at least 0.2 mm or 3.5 mm distance to non-step-like contour or geometry ( 11 ) in the opposite bearing ring ( 6 ) can be maintained.

Ein jeder Abstandssensor (4) ist vorteilhafterweise entlang seiner Längsachse oder Längserstreckung (L) in je ein Mittel (9) zur Sensoraufnahme, vorzugsweise eine spanend eingebrachte Sensorbohrung (9) eingebracht.Each distance sensor ( 4 ) is advantageously along its longitudinal axis or longitudinal extent (L) in each means ( 9 ) to the sensor receptacle, preferably a machined sensor bore ( 9 ) brought in.

Diese Einbringung mindestens eines Abstandssensors (4) erfolgt in der Praxis über Fügung oder Pressung oder Schraubung – alternativ sogar über Klebung und/oder mittels Sicherungsstift.This introduction of at least one distance sensor ( 4 ) is done in practice by joining or pressing or screwing - alternatively even by gluing and / or by means of locking pin.

Dieses Mittel (9) zur Sensoraufnahme, beispielsweise die Sensorbohrung oder Sensor-Aussparung, kann spanend oder auch spanlos metallbearbeitend hergestellt sein, beispielweise durch Gußfertigungstechnologie oder Kaltformfertigungstechnologie oder Stoß- bzw. Scherfertigungstechnologie.This means ( 9 ) to the sensor receptacle, for example, the sensor bore or sensor recess, can be produced by machining or non-cutting metal-working, for example, by casting production technology or cold-forming technology or bumping or Scherfertigungstechnologie.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn mehrere Abstandssensoren (4) pro Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) vorhanden sind, beispielsweise so wie in 6a und/oder 6b gezeigt.It has proved to be particularly advantageous if a plurality of distance sensors ( 4 ) per moment or (large) rolling bearing ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) are present, for example, as in 6a and or 6b shown.

Demnach können drei Abstandssensoren (4) in einem Lagerring (7) eingebracht sein und mit deren lagerspaltseitigen Enden (A) in Richtung des anderen Lagerrings (6) – jedenfalls immer in Richtung des Lagerspalts (10) – zielen, wobei beispielsweise drei Abstandssensoren (4) untereinander im Uhrzeigersinn um je 120° beabstandet sein können – oder aber beispielsweise vier Abstandssensoren (4) untereinander im Uhrzeigersinn um je 90° beabstandet sein können. Letzgenannte Ausführungsform nach 6a hat gegenüber 6b den Vorteil, dass ein Sensor (4) pro Kreissektor eingebracht ist, wodurch die Messtechnik mehr auswertbare Daten erhält als wenn nur drei Sensoren (4) pro Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) vorhanden sind.Accordingly, three distance sensors ( 4 ) in a bearing ring ( 7 ) and with their bearing gap-side ends (A) in the direction of the other bearing ring ( 6 ) - at least always in the direction of the storage gap ( 10 ), Where, for example, three distance sensors ( 4 ) can be spaced apart from each other clockwise by 120 ° each - or, for example, four distance sensors ( 4 ) can be spaced from each other clockwise by 90 °. Letz mentioned embodiment according to 6a has opposite 6b the advantage that a sensor ( 4 ) per circle sector, whereby the measurement technique receives more evaluable data than if only three sensors ( 4 ) per moment or (large) rolling bearing ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) available.

Gemäß der Lehre der Erfindung (1) ist der Lagerspalt (10), alternativ der Bereich (B), zwischen Abstandssensor (4), insbesondere vom lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), und der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) mit Fett oder Öl oder Schmiermittel befüllt, um insbesondere die Übermittlung von Schallwellen oder gar Ultraschallwellen zu fördern, denn es ist aus der Physik her bekannt, dass Schallwellen oder gar Ultraschallwellen in fluidem Medien, selsbt in zähflüssigen Fluidmedien, eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit besitzen als in Luftmedien.According to the teaching of the invention ( 1 ) is the bearing gap ( 10 ), alternatively the area (B), between distance sensor ( 4 ), in particular from the bearing gap end (A) of the distance sensor ( 4 ), and the non-step-like contour or geometry ( 11 ) filled with grease or oil or lubricant, in particular to promote the transmission of sound waves or even ultrasonic waves, because it is known from physics ago that sound waves or even ultrasonic waves in fluid media, selsbt in viscous fluid media, have a higher propagation velocity than in air media.

Insofern ist ein mit Öl oder Schmiermittel befüllter Lagerspalt (10) im Sinne der Erfindung (1) einem „belüfteten”, d. h. einem „mit Luft befüllten”, Lagerspalt (10) vorzuziehen. Wir jedoch kein mittels Schallwellen messendes oder erfassendes Verfahren verwendet, sondern beispielsweise ein rein induktiv wirkendes berührungsloses Abstandsmessverfahren, so ist es unerheblich ob der Lagerspalt (10) mit Fluid (insbesondere Öl und/oder Schmiermittel) befüllt ist oder nicht mit Öl/Schmiermittel befüllt ist – d. h. nur „mit Luft befüllt” ist.In this respect, a filled with oil or lubricant bearing gap ( 10 ) within the meaning of the invention ( 1 ) a "ventilated", ie an "air-filled", bearing gap ( 10 ) to be preferred. However, if we do not use a method which measures or detects sound waves, but instead uses, for example, a purely inductive non-contact distance measuring method, it is irrelevant whether the bearing gap (FIG. 10 ) is filled with fluid (especially oil and / or lubricant) or is not filled with oil / lubricant - ie only "filled with air" is.

Besonders gut funktioniert die Erfindung, wenn mehrere Abstandssensoren (4) in einem gemeinsamen Mittel (9) zur Sensoraufnahme eingefügt oder eingepresst oder eingeschraubt sind. Es ist dabei von Vorteil, wenn etwa ein erster Abstandssensor (4) radiale (Δv) Verschiebung oder den radialen (Δv) Abstand misst oder sensiert oder erfasst und ein zweiter Abstandssensor (4) den axialen (Δs) Abstand bzw. die axiale Verschiebung (Δs) misst oder sensiert oder erfasst.The invention works particularly well if several distance sensors ( 4 ) in a common 9 ) are inserted to the sensor receptacle or pressed or screwed. It is advantageous if, for example, a first distance sensor ( 4 ) measures or senses or detects radial (Δv) displacement or the radial (Δv) distance and a second distance sensor ( 4 ) Measures the axial (Δs) distance or the axial displacement (Δs) or sensed or detected.

Somit gewinnt der Anwender der Erfindung (1) gleichfalls qualifizierte Verschiebungs- und/oder Abstandsdaten der beiden Lagerringe (6; 7) sowohl in axialer als auch in radialer richtung, insbesondere hinsichtlich der Verschleiß- und/oder Belastungsrichtung.Thus, the user of the invention ( 1 ) likewise qualified displacement and / or distance data of the two bearing rings ( 6 ; 7 ) Both in the axial and in the radial direction, in particular with regard to the wear and / or loading direction.

Grundsätzlich kann das Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder die erfindungsgemäße Drehverbindung (1) so ausgestaltet sein, dass die axiale Erstreckung der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) 20.0 mm nicht übersteigt und/oder die radiale Erstreckung der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) 10.0 mm nicht übersteigt. Praxisnah und daher besonders vorteilhaft beispielsweise ist diese nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) rampenförmig (11'') ausgeführt – etwa ist in einem Winkel zwischen 5° und 95°, vorzugsweise zwischen 30° und 65°, insbesondere um etwa 45°, vorzugsweise wobei vorzugsweise im Endpunkt der Rampe der Scheitelpunkt (S) gebildet ist.Basically, the moment or (large) rolling bearing ( 1 ) or the rotary joint according to the invention ( 1 ) such that the axial extension of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) Does not exceed 20.0 mm and / or the radial extent of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) Does not exceed 10.0 mm. Practical and therefore particularly advantageous, for example, this non-stepped contour or geometry ( 11 ) ramped ( 11 '' ) - is approximately at an angle between 5 ° and 95 °, preferably between 30 ° and 65 °, in particular by about 45 °, preferably wherein preferably in the end point of the ramp, the vertex (S) is formed.

Der vorgenannte Zusatzkörper (12) besteht idealerweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise um als ein dem Abstandssensor (4), insbesondere dem lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), gegenüberliegender Meß-Referenzkörper zu fungieren.The aforementioned additional body ( 12 ) is ideally made of a metallic material, for example of a ferromagnetic material, for example, as a the distance sensor ( 4 ), in particular the bearing gap-side end (A) of the distance sensor ( 4 ), opposite measuring reference body to act.

In einer weiterführenden Ausführungsform der Erfindung kann der Zusatzkörper (12) als ringförmige Spule oder Leiterschleife ausgeführt sein, vorzugsweise welche gegenüber dem ihn beherbergenden Lagerring mittels eines elektrisch isolierenden Materiales, wie beispielsweise Keramik oder Elastomermaterial oder Kunststoffmaterial oder Pappe oder Papiermaterial, elektrisch potential getrennt ist. In a further embodiment of the invention, the additional body ( 12 ) may be embodied as an annular coil or conductor loop, preferably which is electrically isolated from its bearing ring by means of an electrically insulating material, such as ceramic or elastomeric material or plastic material or cardboard or paper material.

Die Lehre der Erfindung (1) sieht ferner vor, dass die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11), oder sogar, alternativ, der Zusatzkörper (12), ringförmig umlaufend an mindestens einer Stelle des sie/ihn beherbergenden Lagerrings angebracht oder eingebracht ist.The teaching of the invention ( 1 ) further provides that the non-step-like contour or geometry ( 11 ), or even, alternatively, the auxiliary body ( 12 ), annularly attached to at least one point of the him / him housing bearing ring or is introduced.

Dabei kann diese Anbringung oder Einbringung sogar ringsegmentförmig erfolgen, sodass die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11), oder alernativ der der Zusatzkörper (12), in mindestens ein Ringsegment des ihn beherbergenden Lagerrings (6; 7) an- oder eingebracht ist, vorzugsweise unlösbar an- oder eingebracht ist, alternativ angeklebt oder angelötet oder gar eingepresst ist.In this case, this attachment or introduction can even be ring segment-shaped, so that the non-step-like contour or geometry ( 11 ), or alternatively the auxiliary body ( 12 ), in at least one ring segment of the bearing ring ( 6 ; 7 ) is applied or introduced, preferably insoluble or introduced, alternatively glued or soldered or even pressed.

Zurückkommend auf vorgenannten Scheitelpunkt (12) ist zu erwähnen, dass selbiger die maximale Erhebung (11*) der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) definiert. Diese Erhebung kann auch negativ ausgeführt sein (Einkerbung). Aufgrund der berücjtigten Kerbwirkung ist jedoch der positive Ausführungsfall vorzuziehen. Um die Montierbarkeit der Erfindung (1) trotz einer solchen Erhebung (11*) in der Praxis zu gewährleisten, sollte jene höchstens etwa vier Fünftel der Breite des Lagerspaltes (10) betragen, beispielsweise höchstens jedoch 7.5 mm.Coming back to the aforementioned vertex ( 12 ) it should be noted that the same is the maximum 11 * ) of the non-step-like contour or geometry ( 11 ) Are defined. This survey can also be performed negative (notch). Due to the assumed notch effect, however, the positive case is preferable. In order to assemble the invention ( 1 ) despite such a survey ( 11 * ) in practice, should be at most about four-fifths of the width of the bearing gap ( 10 ), for example, however, at most 7.5 mm.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Momenten- oder (Groß-)Wälzlager bzw. DrehverbindungTorque or (large) rolling bearing or rotary joint
22
Bohrungdrilling
33
Bohrungdrilling
44
Abstandssensordistance sensor
55
Nutgroove
66
Lagerringbearing ring
77
Lagerringbearing ring
88th
Wälzkörperrolling elements
99
Mittel, z. B. SensorbohrungMeans, e.g. B. Sensor bore
1010
Lagerspaltbearing gap
1111
nichtstufenartige Geometrienon-step-like geometry
11'11 '
v-förmige KonturV-shaped contour
11''11 ''
rampenförmige Konturramp-shaped contour
11'''11 '' '
gerundete Konturrounded contour
11*11 *
Erhebungsurvey
1212
Zusatzkörperadditional body
1313
Spaltdichtunggap seals
1414
Dichtungpoetry
Δs.DELTA.s
Abstanddistance
Δv.DELTA.v
Verschiebungshift
AA
lagerspaltseitiges Endebearing gap-side end
BB
BereichArea
GG
Großwälzlagerslewing bearings
LL
Längerstreckunglonger extension
SS
Scheitelpunktvertex

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0922870 B1 [0005, 0014, 0015, 0017] EP 0922870 B1 [0005, 0014, 0015, 0017]

Claims (15)

Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) aufweisend: – mindestens einen berührungslos sensierenden, vorzugsweise mittels induktivem Verfahren messenden oder erfassenden, alternativ ein mittels Schallwellen oder Wirbelstromverfahren messenden oder erfassenden, gegebenenfalls ein mittels kapazitivem Verfahren messenden oder erfassenden, Abstandssensor (4), – zur mindestens zeitweisen, vorzugsweise jedoch stetigen, Messung oder Sensierung oder Erfassung des axialen Abstandes (Δs) bzw. der Verschiebung und/oder des radialen Abstands bzw. der Verschiebung (Δv) mindestens zweier Lagerringe (6; 7) relativ zueinander in deren Lagerspalt (10), – wobei der mindestens eine Abstandssensor (4) über ein geeignetes Mittel (9), vorzugsweise über eine Sensorbohrung pro Abstandssensor (4), in einen der Lagerringe (6; 7) und gegenüber einer nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) fixiert oder eingebracht ist, – wobei die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) entweder eine v-förmige Kontur (11') oder eine rampenförmige Kontur (11''), beispielsweise mit stetiger Steigung, oder eine gerundete Kontur (11'''), gegebenenfalls ähnlich einer Kuhle, oder eine Erhebung (11*), beispielsweise welche durch Zusatzkörper (12) gebildet ist, aufweist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) comprising: - at least one distance-sensing sensor (preferably measuring or detecting by inductive method), alternatively measuring or detecting by means of sound waves or eddy current methods, optionally measuring a distance sensor by means of capacitive method ( 4 ), At least temporarily, but preferably continuously, measuring or sensing or detecting the axial distance (Δs) or the displacement and / or the radial distance or the displacement (Δv) of at least two bearing rings ( 6 ; 7 ) relative to each other in their bearing gap ( 10 ), Wherein the at least one distance sensor ( 4 ) via an appropriate means ( 9 ), preferably via one sensor bore per distance sensor ( 4 ), into one of the bearing rings ( 6 ; 7 ) and with respect to a non-step-like contour or geometry ( 11 ) is fixed or introduced, wherein the non-stepped contour or geometry ( 11 ) either a V-shaped contour ( 11 ' ) or a ramp-shaped contour ( 11 '' ), for example with a continuous slope, or a rounded contour ( 11 ''' ), possibly similar to a Kuhle, or a survey ( 11 * ), for example, which by additional body ( 12 ) is formed. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) im zum Abstandssensor (4) gegenüberliegenden Lagerring (6; 7) befindet.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the non-stepped contour or geometry ( 11 ) in the distance sensor ( 4 ) opposite bearing ring ( 6 ; 7 ) is located. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder nach dem vorgenannten Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Scheitelpunkt (S) der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegeben ist, kennzeichnend den Ort der maximalen Erhebung der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegenüber dem diese Kontur (11) beherbergenden Lagerring (6; 7).Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or according to the preceding claim, characterized in that at least one vertex (S) of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) characterizing the location of the maximum elevation of the non-step-like contour or geometry ( 11 ) opposite to this contour ( 11 ) bearing ring ( 6 ; 7 ). Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder nach dem vorgenannten Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11), alternativ deren Scheitelpunkt (S), etwa um die Breite des Lagerspaltes (10), beispielsweise um mindestens 0.20 mm, gegebenenfalls um zwischen 0.20 und 9.5 mm, idealerweise sogar um zwischen 1.0 mm und 4.0 mm, vom Abstandssensor (4), insbesondere vom lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), oder von dem der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegenüberliegenden Lagerring (6; 7), beabstandet ist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or according to the preceding claim, characterized in that the non-stepped contour or geometry ( 11 ), alternatively its vertex (S), approximately to the width of the bearing gap ( 10 ), for example by at least 0.20 mm, optionally by between 0.20 and 9.5 mm, ideally even by between 1.0 mm and 4.0 mm, from the distance sensor ( 4 ), in particular from the bearing gap end (A) of the distance sensor ( 4 ), or that of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) opposite bearing ring ( 6 ; 7 ), is spaced. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder nach einem der beiden vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11), alternativ deren Scheitelpunkt (S), um exakt die Breite des Lagerspaltes (10) abzüglich oder zuzüglich eines Bereiches (B), beispielsweise der Größe von (B) = +/–0.2 mm bis (B) = +/–3.5 mm, vom Abstandssensor (4), insbesondere vom lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), oder von dem der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) gegenüberliegenden Lagerring (6; 7), beabstandet ist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or according to one of the two preceding claims, characterized in that the non-stepped contour or geometry ( 11 ), alternatively their vertex (S) to exactly the width of the bearing gap ( 10 ) minus or in addition an area (B), for example the size of (B) = +/- 0.2 mm to (B) = +/- 3.5 mm, from the distance sensor ( 4 ), in particular from the bearing gap end (A) of the distance sensor ( 4 ), or that of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) opposite bearing ring ( 6 ; 7 ), is spaced. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Abstandssensor (4) entlang dessen Längsachse oder Längserstreckung (L) in je ein Mittel (9) zur Sensoraufnahme, vorzugsweise eine spanend eingebrachte Sensorbohrung (9), eingefügt oder eingepresst oder eingeschraubt, alternativ eingeklebt und/oder mittels Sicherungsstift versehen, ist, wobei alternativ dieses Mittel (9) spanlos metallbearbeitend hergestellt wurde, beispielweise durch Gußfertigungstechnologie oder Kaltformfertigungstechnologie oder Stoß- bzw. Scherfertigungstechnologie.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that in each case a distance sensor ( 4 ) along its longitudinal axis or longitudinal extent (L) in each case a means ( 9 ) to the sensor receptacle, preferably a machined sensor bore ( 9 ), inserted or pressed in or screwed in, alternatively adhesively bonded and / or provided by means of locking pin, whereby alternatively this means ( 9 ) was made without cutting metal-processing, for example, by casting production technology or cold-forming technology or shock or shear manufacturing technology. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerspalt (10), alternativ der Bereich (B), zwischen Abstandssensor (4), insbesondere vom lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), und der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) mit Fett oder Öl oder Schmiermittel befüllt ist, insbesondere um die Übermittlung von Schallwellen oder gar Ultraschallwellen zu fördern.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the bearing gap ( 10 ), alternatively the area (B), between distance sensor ( 4 ), in particular from the bearing gap end (A) of the distance sensor ( 4 ), and the non-step-like contour or geometry ( 11 ) is filled with grease or oil or lubricant, in particular to promote the transmission of sound waves or even ultrasonic waves. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) alternativ zum vorgenannten Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstandssensoren (4) in einem gemeinsamen Mittel (9) zur Sensoraufnahme eingefügt oder eingepresst oder eingeschraubt sind, beispielsweise wobei ein erster Abstandssensor (4) radiale Verschiebung (Δv) misst oder sensiert oder erfasst und ein zweiter Abstandssensor (4) axialen Abstand (Δs) misst oder sensiert oder erfasst.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) as an alternative to the preceding claim, characterized in that a plurality of distance sensors ( 4 ) in a common 9 ) are inserted or pressed or screwed in to the sensor receptacle, for example, wherein a first distance sensor ( 4 ) measures or senses or detects radial displacement (Δv) and a second distance sensor ( 4 ) measures or senses or detects axial distance (Δs). Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Erstreckung der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) 20.0 mm nicht übersteigt und/oder die radiale Erstreckung der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) 10.0 mm nicht übersteigt, beispielsweise wobei diese nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11) rampenförmig (11'') ausgeführt ist in einem Winkel zwischen 5° und 95°, vorzugsweise zwischen 30° und 65°, insbesondere um etwa 45°, vorzugsweise wobei im Endpunkt der Rampe der Scheitelpunkt (S) gebildet ist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the axial extension of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) Does not exceed 20.0 mm and / or the radial extent of the non-stepped contour or geometry ( 11 ) Does not exceed 10.0 mm, for example where this non-stepped contour or geometry ( 11 ) ramped ( 11 '' ) is executed at an angle between 5 ° and 95 °, preferably between 30 ° and 65 °, in particular by about 45 °, preferably wherein in the end point of the ramp, the vertex (S) is formed. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zusatzkörper (12) aus einem metallischen Werkstoff besteht, beispielsweise aus einem ferromagnetischen Werkstoff, beispielsweise um ferner als ein dem Abstandssensor (4), insbesondere dem lagerspaltseitigen Ende (A) des Abstandssensors (4), gegenüberliegender Meß-Referenzkörper zu fungieren.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that at least one additional body ( 12 ) consists of a metallic material, for example of a ferromagnetic material, for example, further as a the distance sensor ( 4 ), in particular the bearing gap-side end (A) of the distance sensor ( 4 ), opposite measuring reference body to act. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die nichtstufenartige Kontur oder Geometrie (11), alternativ der Zusatzkörper (12), ringförmig umlaufend an mindestens einer Stelle des sie/ihn beherbergenden Lagerrings (6; 7) angebracht oder eingebracht ist, alternativ sogar ringsegmentförmig in mindestens ein Ringsegment des ihn beherbergenden Lagerrings (6; 7) an- oder eingebracht ist, vorzugsweise unlösbar an- oder eingebracht ist, alternativ angeklebt oder angelötet oder gar eingepresst ist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the non-stepped contour or geometry ( 11 ), alternatively the additional body ( 12 ), annularly circumferentially at at least one point of the him / him housing bearing ring ( 6 ; 7 ) is mounted or inserted, alternatively even ring-segment-shaped in at least one ring segment of the bearing him housing bearing ring ( 6 ; 7 ) is applied or introduced, preferably insoluble or introduced, alternatively glued or soldered or even pressed. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebung (11*) der nichtstufenartigen Kontur oder Geometrie (11) höchstens etwa vier Fünftel der Breite des Lagerspaltes (10) beträgt, beispielsweise höchstens 7.5 mm, vorzugsweise jedoch höchstens etwa drei Viertel der Fünftel der Breite des Lagerspaltes (10) beträgt, idealerweise jedoch weniger als 3.0 mm beträgt.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that the survey ( 11 * ) of the non-step-like contour or geometry ( 11 ) at most about four-fifths of the width of the bearing gap ( 10 ), for example at most 7.5 mm, but preferably at most about three quarters of the fifth of the width of the bearing gap ( 10 ), but ideally less than 3.0 mm. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Zusatzkörper (12) als ringförmige Spule oder Leiterschleife ausgeführt ist, vorzugsweise welche gegenüber dem ihn beherbergenden Lagerring (6; 7), mittels eines elektrisch isolierenden Materiales wie beispielsweise Keramik oder Elastomermaterial oder Kunststoffmaterial oder Pappe oder Papiermaterial, elektrisch potential getrennt ist.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or one of the preceding claims, characterized in that an additional body ( 12 ) is designed as an annular coil or conductor loop, preferably which opposite to the bearing ring ( 6 ; 7 ), electrically isolated by means of an electrically insulating material such as ceramic or elastomeric material or plastic material or cardboard or paper material. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 und ausgeführt als ein Kegelrollenlager oder als ein Kugellager, alternativ als ein Zylinderrollenlager, alternativ als ein Nadellager, alternativ als ein Tonnenrollenlager, ferner aufweisend mindestens eine ringförmig umlaufende Reihe mit Wälzkörpern (8) und eingebaut oder angebaut in eine Maschine bzw. Anlage oder Fahrzeugbaugruppe, beispielsweise in einer Tunnelbohrmaschine oder in einer Baumaschine oder in einer Landwirtschaftsmaschine oder in einem Kran oder in einer Hubarbeitsbühne oder in einer Wind- oder Gezeitenkraftanlage oder in einer medizintechnischen Apparatur, zur rotatorischen Relativverstellung mehrerer Lagerringe (6; 7) ineinander, beispielswiese zur Relativverstellung einer Lafette eines Militärfahrzeugs oder alternativ zur Relativverstellung einer Wasserlöschkanone eines Feuerwehrfahrzeugs oder zur Relativverstellung des Rotors eines Energiekraftwerks, gegebenenfalls sogar zur Relativverstellung einer Schwenkachse einer Solar- oder Photovoltaikanlage.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 and designed as a tapered roller bearing or as a ball bearing, alternatively as a cylindrical roller bearing, alternatively as a needle bearing, alternatively as a barrel roller bearing, further comprising at least one annular circumferential row with rolling elements ( 8th ) and installed or mounted in a machine or plant assembly, for example in a tunnel boring machine or in a construction machine or in an agricultural machine or in a crane or in an aerial work platform or in a wind or tidal power plant or in a medical apparatus for rotary relative adjustment several bearing rings ( 6 ; 7 ) into each other, for example, for relative adjustment of a carriage of a military vehicle or alternatively to the relative adjustment of a water extinguishing gun of a fire engine or for relative adjustment of the rotor of an energy power plant, possibly even for relative adjustment of a pivot axis of a solar or photovoltaic system. Momenten- oder (Groß-)Wälzlager (1) oder Drehverbindung (1) nach Anspruch 1 oder nach dem vorgenannten Anspruch aufweisend eine damit ausgestattete Schwenkantrieb- oder Schwenktriebs-Vorrichtung und/oder ein mit einer solchen Schwenkantrieb- oder Schwenktriebs-Vorrichtung in Verbindung stehendes Schneckengetriebesystem.Moment or (large) rolling bearings ( 1 ) or rotary joint ( 1 ) according to claim 1 or according to the preceding claim comprising a rotary drive or swivel drive device equipped therewith and / or a worm gear system associated with such a swivel drive or swivel drive device.
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