DE4404301A1 - Verfahren zur gesteuerten Versorgung eines Wälzlagers mit Schmierstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Oberbegriff von Anspruch 1.

Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der EP 350 734 bekannt.

Bei diesem Verfahren wird die Lagertemperatur und gegebenen­ falls die Wellendrehzahl aufgenommen. Abhängig von der Lager­ temperatur erfolgte dann ein Zudosieren des Schmierstoffs in geringen Mengen, um die Lagertemperatur möglichst niedrig zu halten.

Bei diesem Verfahren geht die Wärmespeicherfähigkeit der Lagerringe, bzw. der angrenzenden Maschinenteile mit in die Messung ein. Aus diesem Grund ist dieses Verfahren relativ träge und ungenau. Es wird nämlich nicht nur die durch Lager­ reibung erzeugte Temperaturerhöhung im Lager gemessen, sondern darüber hinaus auch eine parasitäre Temperaturerhöhung, die nicht durch die Lagerreibung selbst erzeugt wird. Damit wird aber die zudosierte Schmierstoffmenge fehlerhaft bemessen, insbesondere nicht in den erforderlichen geringen Mengen, um die Lagertemperatur möglichst niedrig zu halten.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des An­ spruchs 1.

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß einerseits der Schwingungszustand des Wälzlagers eine unmittelbare Aus­ sage über seinen Betrieb darstellt und daß andererseits gefun­ den wurde, daß sich der Schmierzustand am Schwingungszustand ablesen läßt.

Es besteht daher weiterhin die Aufgabe, die einem Wälzlager zugefügte Schmierstoffmenge in Abhängigkeit vom Bedarf noch genau zu dosieren.

Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, daß unter Vermeidung von einbauspezifischen Kennfeldern für den Verlauf der Lagertemperatur ein einziger oder höchstens einige wenige leicht erfaßbare Betriebsparameter zur Steuerung der zudosierten Schmierstoffmengen zur Verfügung stehen.

Wie die Erfindung nämlich erkannt hat, lassen sich zwar durch Erfassen von Kennfeldern bestimmte Betriebsparameter zur Steuerung der Schmierstoffdosierung erhalten. Derartige Kenn­ felder können jedoch stets nur für eine Einbausituation gel­ ten, da alle Parameter wie Drehzahl, Heiztemperatur, Lageran­ ordnung, etc. einzeln erfaßt und mit der dosierten Schmier­ stoffmenge in funktionellen Zusammenhang gebracht werden müssen.

Dieses Verfahren ist insbesondere zur Anwendung im Textil­ maschinenbereich nicht geeignet, da sich gezeigt hat, daß z. B. bei beheizten Galetten die bekannten Lagertemperatur- Schmierstoffmengenkurven mit dem ausgeprägten Minimum nicht mehr gelten.

Es ist daher eine Erkenntnis der Erfindung, daß beheizte Galetten, die langsam laufen, eine höhere Lagertemperatur aufweisen als schnellaufende Galetten. Hieraus wird er­ sichtlich, daß die Steuerung/Regelung der Schmierstoff­ dosierung nicht über alleinige Erfassung der Lagertemperatur zuverlässig erfolgen kann.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß für jedes Wälzla­ ger ein bestimmtes Schwingungsverhalten gemessen werden kann.

Hierzu wird z. B. ein Schwingungssensor an das drehend gela­ gerte Maschinenteil gehalten, und die dabei auftretenden Lagervibrationen, bzw. Schwingungen werden erfaßt. Aus den so ermittelten Schwingungskurven läßt sich prinzipiell ein Grund­ rauschen herausfiltern, da dies hinsichtlich des Lagerver­ schleißes unproblematisch ist. Es verbleibt eine Überlagerung einzelner Schwingungen, die analytisch getrennt und dann unabhängig voneinander betrachtet werden können. Dabei wird sich charakteristisches Schwingungsverhalten/Vibrationsver­ halten des Wälzlagers für bestimmte Schmierstoffversorgungszu­ stände herauskristallisieren. Es wird beispielsweise ein Wälzlager kurz vor dem Trockenlaufen wenigstens lokal im Bereich der Wälzkörperbahnen Zonen unmittelbaren metallischen Kontakts zwischen den Wälzkörpern und den Wälzkörperbahnen erzeugen. Dies führt zu charakteristischen Schwingungen, die, bei entsprechender Kenntnis, aus dem erfaßten Verlauf der Schwingungen herausgefiltert werden können.

Die Filterung kann gegebenenfalls in Verbindung mit einer Fourier-Analyse erfolgen, da grundsätzlich davon auszugehen ist, daß die Lagerschwingungen/Lagervibrationen aus einer Summe einzelner Schwingungen zusammengesetzt sind.

Als Betriebsparameter kommen insbesondere Lagerschwingungen ausgewählter Frequenzbereiche oder Lagerschwingungen mit ausgewählter Amplitudenhöhe in Betracht. Dabei wird bevorzugt der Betriebsparameter zur Steuerung der Schmierstoffdosierung dadurch bestimmt, daß die Zeitabstände zwischen mindestens zwei aufeinanderfolgenden charakteristischen Lagerschwingun­ gen, bzw. Amplituden gemessen werden. Hieraus läßt sich dann ein Dosierintervall bestimmen, dessen Länge grundsätzlich etwas kürzer sein sollte als der gemessene Zeitabstand zwi­ schen dem jeweiligen Auftreten charakteristischen Schwingungs­ verhaltens.

Der wesentliche Aspekt der Erfindung beruht daher auf der Kombination aus dem Auftreten charakteristischen Schwingungs­ verhaltens am Wälzlager infolge Trockenlaufs und der Einbin­ dung der so erhaltenen Zeitintervalle in einen Regelkreis zur gesteuerten/geregelten Nachdosierung an Schmierstoff.

Da prinzipiell die Nachdosierung sehr schnell erfolgen kann, und da grundsätzlich von einer schnellen Verteilung des zudo­ sierten Schmierstoffs in der Wälzkörperbahn auszugehen ist, können die Zeitintervalle zur Schmierstoffnachdosierung im wesentlichen mit den Zeitintervallen übereinstimmen, in wel­ chen das charakteristische Schwingungsverhalten nach voraus­ gegangener Zudosierung von Schmierstoff erneut festgestellt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur gesteuerten Versorgung eines Wälzlagers mit Schmierstoff, bei welchem die Schmierstoffmenge in Abhän­ gigkeit vom Verlauf eines vorbestimmten von der Schmierung abhängigen Betriebsparameters zudosiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Wälzlager erzeugten Schwingungen erfaßt werden, und daß der Betriebsparameter das Schwingungsverhalten ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter eine Lagerschwingung eines ausge­ wählten Frequenzbereichs ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Häufigkeit des Auftretens von Lagerschwingungen eines ausgewählten Frequenzbereichs ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Amplitude der Lagerschwingung ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Häufigkeit des Auftretens von Lagerschwingungen mit ausgewählter Amplitudenhöhe ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung des Betriebsparameters Lagerschwingungen im Frequenzbereich zwischen etwa 200 kHz und 500 kHz erfaßt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgenden Perioden mit Schmiermittelmangel gemessen werden, und daß aus den gemessenen Werten ein Dosierintervall bestimmt wird, dessen Länge geringfügig kürzer als die gemessenen Werte ist, höchstens jedoch gleichlang.