DE4404301A1 - Anti-friction bearing with integral facility for lubrication - Google Patents

Anti-friction bearing with integral facility for lubrication

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    • F16N2270/30Amount of lubricant intermittent

Abstract

The bearing(1) comprises inner and outer races(21,20) with raceways(6i,6a) respectively, for rolling elements(5), with one of the races being connected to a lubricating supply system(2) by an integral lubrication duct(3) which terminates at an outlet(23) in the region of the respective raceway. The lubrication duct is located in an area or zone of the raceway that carries a reduced bearing load and surface pressure and may be arranged on a side of the raceway facing away from any axial load being applied to the bearing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1.

Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der EP 350 734 bekannt.Such a method is e.g. B. from EP 350 734.

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.In this process, the storage temperature and given if the shaft speed is recorded. Depending on the stock the lubricant was then metered in small quantities to keep the storage temperature as low as possible hold.

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.With this method, the heat storage capacity of the Bearing rings, or the adjacent machine parts in the Measurement on. For this reason, this procedure is relative sluggish and inaccurate. It is not just the warehouse friction generated temperature increase measured in the warehouse, but also a parasitic increase in temperature, the is not generated by the bearing friction itself. So that will but incorrectly measured the amount of lubricant added, especially not in the small amounts required to to keep the storage temperature as low as possible.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des An­ spruchs 1.The invention solves this problem with the features of the An saying 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.The peculiarity of the invention is that on the one hand the vibration state of the rolling bearing an immediate out says about his business and that on the other hand he found it  was that the lubrication state on the vibration state reads.

Es besteht daher weiterhin die Aufgabe, die einem Wälzlager zugefügte Schmierstoffmenge in Abhängigkeit vom Bedarf noch genau zu dosieren.There is therefore still the task of a rolling bearing amount of lubricant added depending on the need to dose exactly.

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.The advantage of the invention can be seen in particular in that while avoiding installation-specific maps for the A single or at most a few changes in the storage temperature few easy to understand operating parameters to control the metered amounts of lubricant are available.

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.As the invention has recognized, can be done Capture maps specific operating parameters Get control of lubricant metering. Such characteristics however, fields can only be used for one installation situation ten, since all parameters such as speed, heating temperature, warehouse order, etc. recorded individually and with the dosed lubricant quantity of substance can be brought into a functional relationship have to.

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.This method is particularly suitable for use in textiles machine area not suitable, since it has been shown that, for. B. in the case of heated godets, the known storage temperature Lubricant quantity curves with the pronounced minimum are not apply more.

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. It is therefore a finding of the invention that heated Godets that run slowly, a higher storage temperature exhibit as high-speed godets. From this he becomes obvious that the control / regulation of the lubricant dosing not by recording the storage temperature alone can be done reliably.  

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß für jedes Wälzla­ ger ein bestimmtes Schwingungsverhalten gemessen werden kann.The invention is based on the knowledge that for each Wälzla a certain vibration behavior can be measured.

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.For this, z. B. a vibration sensor to the rotating gela held machine part, and the occurring Bearing vibrations or vibrations are recorded. From that In principle, determined vibration curves can be a reason filter out noise as this affects the storage wear is unproblematic. An overlay remains individual vibrations that are analytically separated and then can be viewed independently. Doing so characteristic vibration behavior / vibration ver hold the rolling bearing for certain lubricant supply stand out. For example, it becomes a Rolling bearings shortly before running dry at least locally in the Area of rolling element tracks zones immediate metallic Contact between the rolling elements and the rolling element tracks produce. This leads to characteristic vibrations which, with appropriate knowledge, from the recorded course of Vibrations can be filtered out.

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.The filtering can optionally be in conjunction with a Fourier analysis is carried out, since this is basically to be assumed is that the bearing vibrations / bearing vibrations from a Sum of individual vibrations are composed.

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.Bearing vibrations in particular come as operating parameters selected frequency ranges or bearing vibrations with selected amplitude level into consideration. It is preferred the operating parameters for controlling the lubricant metering determined by the time intervals between at least two consecutive characteristic bearing vibrations gen, or amplitudes are measured. From this you can then determine a dosing interval, its length in principle should be somewhat shorter than the measured time interval between  characteristic vibration of each occurrence cautious.

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.The essential aspect of the invention is therefore based on Combination of the appearance of characteristic vibration behavior on the rolling bearing due to dry running and involvement The time intervals thus obtained are converted into a control loop controlled / regulated replenishment of lubricant.

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.Since in principle the replenishment can be carried out very quickly, and since basically from a quick distribution of the zudo based lubricant in the rolling element track, can the time intervals for lubricant replenishment in essentially coincide with the time intervals in which the characteristic vibration behavior ahead the metered addition of lubricant has been determined again becomes.

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.1. A method for the controlled supply of a rolling bearing with lubricant, in which the amount of lubricant is metered in as a function of the course of a predetermined lubrication-dependent operating parameter, characterized in that the vibrations generated by the rolling bearing are detected, and that the operating parameter is the vibration behavior. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter eine Lagerschwingung eines ausge­ wählten Frequenzbereichs ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the operating parameter is a bearing vibration selected frequency range. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Häufigkeit des Auftretens von Lagerschwingungen eines ausgewählten Frequenzbereichs ist.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the operating parameter the frequency of occurrence of Bearing vibrations of a selected frequency range. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Amplitude der Lagerschwingung ist.4. The method according to claim 1, characterized in that the operating parameter the amplitude of the bearing vibration is. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsparameter die Häufigkeit des Auftretens von Lagerschwingungen mit ausgewählter Amplitudenhöhe ist. 5. The method according to any one of claims 1 or 4, characterized in that the operating parameter the frequency of occurrence of Bearing vibrations with a selected amplitude level.   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.6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that to determine the operating parameter bearing vibrations in the Frequency range between about 200 kHz and 500 kHz detected become. 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.7. The method according to any one of claims 1-6, characterized in that the time intervals between successive periods be measured with lack of lubricant, and that a dosing interval is determined from the measured values whose length is slightly shorter than the measured Values, but at most the same length.
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