DE60225514T2 - Wälzlager mit Temperatur- und/oder Vibrations-Sensor - Google Patents

Wälzlager mit Temperatur- und/oder Vibrations-Sensor Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor zur Verwendung in dem die Rotation unterstützenden Teil einer Maschine, in dem, wenn eine hohe Belastung darauf ausgeübt wird und auf diese Weise das Lager plötzlich beschädigt wird, erhebliche Arbeit und Zeit benötigt werden zum Ersetzen des beschädigten Lagers durch ein neues, oder zur Verwendung in dem die Rotation unterstützenden Teil einer großen Maschine, welche eine große Anzahl von die Rotation unterstützenden Teilen umfasst und daher eine Überwachung der Zeitpunkte der Benutzungsaufnahme der jeweiligen Lager erfordert, beispielsweise in dem die Rotation unterstützenden Teil einer Walze zur Verwendung in einem Walzwerk für Eisen und Stahl, oder in dem die Rotation unterstützenden Teil für verschiedene Walzen in einer Maschine zur Papierherstellung.
  • Im Fall eines Wälzlagers zur Verwendung in dem die Rotation unterstützenden Teil einer Maschine welches, wenn eine hohe Last darauf ausgeübt wird und auf diese Weise das Lager unerwartet beschädigt, beträchtliche Arbeit und Zeit erfordert zum Reparieren des beschädigten Lagers, beispielsweise bei einem Wälzlager zum Unterstützen eines Walzen-Stutzens zum Unterstützen der Walze in einem Walzlager für Eisen und Stahl, ist es beispielsweise notwendig, solch eine unerwartete Beschädigung des Lagers zu verhindern. Zu diesem Zweck werden, wenn solch ein Wälzlager verwendet wird, im Allgemeinen nicht nur die Vibrationen und Temperaturen des in Betrieb befindlichen Wälzlagers gemessen, sondern in Abhängigkeit von den solchermaßen gemessenen Vibrationen und Temperaturen wird auch überprüft, ob ein abnormaler Zustand aufgetreten ist. Beispielsweise sind herkömmlich zum Entdecken des Auftretens eines abnormalen Zustands im Wälzlager nicht nur ein aus einem Beschleunigungsmesser bestehender Vibrationssensor und ein aus einem Thermokoppler bestehender Temperatursensor auf einem Teil eines Gehäuses zur Aufnahme des Wälzlagers befestigt, sondern diese Sensoren sind auch über Drähte, beispielsweise einen Kabelbaum, verbunden mit einem außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Ausgabe-Gerät.
  • Wenn solch eine Wälzlagereinheit mit Sensoren in Betrieb ist, werden die Vibrationen und Temperaturen des Wälzlagers mittels der Sensoren indirekt durch das Gehäuse gemessen.
  • Zudem werden nicht nur die durch die Sensoren ermittelten Vibrationen und Temperaturen des Wälzlagers in dem vorstehend erwähnten, externen Ausgabe-Gerät verglichen mit für voreingestellten Schwellenwerten für einen jeweiligen Zeitverlauf, sondern falls die gemessenen Vibrationen ihren Schwellenwert überschreiten, wird ein über den abnormalen Zustand des Wälzlagers informierende Effekt am Ausgabeteil des Ausgabe-Gerätes bewirkt, um auf diese Weise ein Bedienpersonal über den abnormalen Zustand des Wälzlagers in Kenntnis zu setzen.
  • In dem Fall eines Wälzlagers zur Verwendung in dem die Rotation unterstützenden Teil einer großen Maschine mit einer großen Zahl von Rotation unterstützenden Teilen sind zudem die Betriebszustände der jeweiligen Wälzlager unterschiedlich, und folglich unterscheiden sich die Lebensdauern der jeweiligen Wälzlager voneinander. Folglich unterscheiden sich in dem Fall, in dem die Maschine während des Ersetzens einzelner Wälzlager betrieben wird, die Anfangszeiten der Benutzung der jeweiligen Wälzlager voneinander. Folglich ist es in solchen großen Maschinen notwendig, die Zeiten der Benutzungsaufnahme und die Betriebszustände der jeweiligen Wälzlager zu überwachen. Und zum Überwachen solcher Zeitpunkte der Benutzungsaufnahme und der Betriebszustände gibt herkömmlich das Bedienpersonal, wenn es die jeweiligen Wälzlager auf den die Rotation unterstützenden Teilen anbringt, die Zeitpunkte der Benutzungsaufnahme der jeweiligen Wälzlager, deren Identifikations-Bezeichnungen, die Positionen ihrer Anordnung, die Nummern der Gehäuse und Walzen, an denen die jeweiligen Wälzlager angebracht werden, sowie Daten hinsichtlich der Präzision der jeweiligen Wälzlager in einen Computer ein, oder schreibt sie manuell auf entsprechendes Papier auf. Weil die Lebensdauern der jeweiligen Wälzlager bis zu einem bestimmten Grad auf Grund der Daten über die Benutzungsaufnahmezeit der jeweiligen Wälzlager vorhergesagt werden können, wenn solche Daten überwacht werden, ist es möglich, die jeweiligen Wälzlager zu ersetzen, bevor ihre Lebensdauern abgelaufen sind.
  • In der herkömmlichen Wälzlagereinheit mit Sensoren gemäß der vorstehend geschilderten Struktur treten die folgenden, zu lösenden Probleme auf.
    • (1) Da die auf dem Gehäuse befestigten Sensoren mit dem Ausgabegerät durch Drähte, beispielsweise einen Kabelbaum, verbunden sind, stellt der Kabelbaum ein Hindernis dar, wenn die Walze relativ häufig ersetzt werden muss, so dass die Arbeit zum Ersetzen der Walze aufwändig wird.
    • (2) Weil die Vibrationen und Temperaturen der Wälzlager indirekt durch das Gehäuse gemessen werden, ist es notwendig, nicht nur die gemessenen Werte der Vibrationen und Temperaturen zu verbessern, sondern auch die Verlässlichkeit der Ermittlung eines abnormalen Zustands der Wälzlager auf der Grundlage dieser gemessenen Werte.
    • (3) Der Arbeitsschritt für das Bedienpersonal zum Eingeben der Daten bezüglich der Benutzungsaufnahmezeit der jeweiligen Wälzlager oder das Aufschreiben dieser Daten auf Papier wird zu einem anderen Zeitpunkt ausgeführt als der Arbeitsschritt des Zusammenbaus der jeweiligen Wälzlager, und an einem anderen Ort als demjenigen, an dem der Schritt des Zusammenbaus ausgeführt wird. Dies kann dazu führen, dass die aufgezeichneten Daten falsch sind. Es ist jedoch aufwändig, diese Daten aufzuzeichnen, während gleichzeitig Aufmerksamkeit aufgewendet werden muss, um nicht die falschen Daten aufzuzeichnen.
  • Eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor, umfassend einen äußeren und einen inneren Ring, eine Vielzahl von zwischen diesen beiden Ringen angeordneten Wälzelementen und einer Sensoreinheit, wobei diese Sensoreinheit auf dem axialen Endabschnitt des festen Rings angeordnet ist, ist aus der EP 1 203 960 A2 bekannt. Dieses Dokument hat einen früheren Zeitrang als die vorliegende Erfindung, wurde jedoch erst nach dem Zeitrang der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht.
  • Die US 5,140,840 beschreibt ein anderes Wälzlager mit einer Sensoreinheit. Hier ist die Sensoreinheit in einer Aussparung in einer radialen Endfläche angeordnet, nicht auf einer axialen Endfläche des Wälzlagers. Die US 5,585,577 bezieht sich auf ein weiteres Lager mit einer Sensoranordnung. In dieser Anordnung ist eine spezielle Sensorhalterung für den Sensor vorgesehen. Eine weitere Wälzlageranordnung ist in der EP 0 553 716 A1 offenbart. Diese Anordnung hat einen rotierenden inneren Ring und einen stationären äußeren Ring. Ein Sensor ist in einer Dichtanordnung angeordnet.
  • Die US 5,898,388 offenbart ein Wälzkontaktlager mit einem Sensor. Dieser Sensor misst nicht Temperatur oder Vibration, sondern die Rotationsgeschwindigkeit des Lagers. Die resultierenden Daten werden mittels drahtloser Kommunikation an einen externen Empfänger übermittelt.
  • Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wälzlager mit einem Sensor zur Verfügung zu stellen, das die in der herkömmlichen Lagereinheit mit einem Sensor auftretenden Probleme lösen kann, insbesondere bezüglich einer erleichterten Montage und Auswechslung.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Wälzlagereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Zur Lösung der vorstehenden Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor zur Verfügung gestellt, umfassend: einen äußeren Ring und einen inneren Ring, wobei einer der beiden äußeren und inneren Ringe ein rotierender Ring und der andere ein feststehender Ring ist, und wobei die äußeren und inneren Ringe relativ zueinander rotierbar sind; eine Vielzahl von Wälzelementen, die wälzbar eingesetzt sind zwischen eine äußere Laufbahn, die in einer inneren Umfangsoberfläche des äußeren Rings vorgesehen ist, und einer inneren Laufbahn, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Rings vorgesehen ist; sowie eine Sensoreinheit zum Ermitteln von Temperaturen und/oder Vibrationen eines Wälzlagers unter Einschluss der Wälzelemente, wobei die Sensoreinheit angeordnet ist auf einem Endabschnitt in axialer Richtung des festen Rings, oder auf einem Abschnitt eines Endabschnitt-Bauteils, das so angeordnet wird, dass es die Endfläche in axialer Richtung des festen Rings überlagert, oder auf einem Endabschnitt in axialer Richtung einer Halterung zum Halten wenigstens eines Teils der Wälzelemente. Zudem umfasst das Wälzlager der vorliegenden Erfindung eine Halte-Abdeckung zum Halten des Lagers innerhalb eines Gehäuses, wobei ein Kabel in diese Halte-Abdeckung eingesetzt ist und ein Ende des Kabels verbunden ist mit einer Empfangsantenne zum Empfangen der übermittelten Daten, während das andere Ende des Kabels mit einem Verbinder versehen ist.
  • Gemäß Anspruch 2 wird eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor wie in Anspruch 1 vorgesehen, wobei die Sensoreinheit umfasst: einen Messteil zum Ermitteln von Temperaturen und/oder Vibrationen; und eine Übermittlungsvorrichtung zum Übermitteln von Ausgangssignalen, die vom Messteil entnommen sind, oder von Signalen, die nach dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhalten wurden, als Funksignale; sowie einen Abschnitt eines Bauteils, welches getrennt ausgebildet ist von einem die Sensoreinheit stützenden Bauteil und welche wenigstens einen Teil eines Empfangsapparates zum Empfangen der von der Übermittlungsvorrichtung übermittelten Funksignale umfasst.
  • Gemäß Anspruch 3 wird eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor wie in Anspruch 1 vorgesehen, wobei die Sensoreinheit umfasst: einen Messteil zum Messen von Temperaturen und/oder Vibrationen; einen Speicher von Aufzeichnen von aus dem Messteil entnommenen Ausgangssignalen oder von Signalen, die nach dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhalten sind, sowie von Einträgen, die bezüglich der Wälzlager verwaltet werden sollen; sowie einen mit einer externen Eingabe/Ausgabevorrichtung verbindbaren Verbinder, wobei die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung eine Eingabe zum Aufzeichnen von solchen Daten in einen Speicher aufweist, die bezüglich der Wälzlager zu verwaltende Einträge repräsentieren, sowie einen Ausgabeabschnitt zum Ausgeben von aus dem Speicher entnommenen Daten.
  • Gemäß Anspruch 5 wird eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor wie in Anspruch 1 zur Verfügung gestellt, wobei die Sensoreinheit umfasst: einen Messteil zum Messen von Temperaturen und/oder Vibrationen; einen Speicher zum Aufzeichnen von Daten, die aus dem Messteil entnommene Ausgangssignale oder nach dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhaltene Signale sowie Einträge repräsentieren, die bezüglich des Wälzlagers verwaltet werden sollen; eine erste Übermittlungsvorrichtung zum Übermitteln von die Daten repräsentierenden Signalen als Funksignale; sowie eine erste Empfangsvorrichtung und einen Abschnitt eines Bauteils, das separat ausgebildet ist von einem die Sensoreinheit tragenden Bauteil und wenigstens einen Teil einer zweiten Empfangsvorrichtung zum Empfangen der von der ersten Übertragungs-Vorrichtung übertragenen Funksignale umfasst, und einen Teil einer zweiten Übertragungs-Vorrichtung zum Übertragen der Daten, die die bezüglich des Wälzlagers zu verwaltenden Einträge als Funksignale repräsentieren; wobei die erste Empfangsvorrichtung die von der zweiten Übermittlungsvorrichtung übermittelten Funksignale empfängt.
  • Gemäß Anspruch 6 wird eine Mehrreihen-Wälzlagereinheit zur Verfügung gestellt (insbesondere eine Doppelreihen-Wälzlagereinheit), die eine Sensoreinheit wie in einem der Ansprüche 2 bis 5 aufweist.
  • Gemäß Anspruch 7 wird eine Mehrreihen Wälzlagereinheit (insbesondere eine Doppelreihen-Wälzlagereinheit) vorgesehen zur Verwendung in einem Walzen-Stutzen zum Unterstützen der Drehung einer Walze in einer Walzstraße in einem Metall-Walzwerk, umfassend die Sensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5.
  • Gemäß Anspruch 8 wird eine Mehrreihen-Wälzlagereinheit (insbesondere eine Doppelreihen-Wälzlagereinheit) vorgesehen zur Verwendung an einem Walzen-Stutzen zum Unterstützen der Rotation einer Walze in einer Walzstraße in einer Anlage zur Papierherstellung, umfassend eine Sensoreinheit gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5.
  • Bei Verwendung der wie vorstehend beschrieben strukturierten Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung können die Ergebnisse, die repräsentiert werden durch die vom Messteil entnommenen Ausgangssignale oder durch die nach dem Verarbeiten jener Ausgangssignale erhaltenen Signale, ausgegeben werden zu einem Ausgabe-Abschnitt einer Ausgabe-Vorrichtung, die auf der Seite der Empfängervorrichtung angeordnet ist, oder zu einem Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung, um auf diese Weise dem Betriebspersonal eine leichtere Bestätigung darüber zu erlauben, ob ein abnormaler Zustand im Wälzlager vorliegt oder nicht. Zudem entfällt die Notwendigkeit, einen Kabelbaum oder ein Kabel zum Entnehmen der vorstehenden Signale herauszuführen von einem Bauteil zum Anpassen und Fixieren eines äußeren Rings oder eines inneren Rings, was das Ersetzen des Bauteils zum Anpassen und Fixieren des äußeren Rings oder des inneren Rings und des Wälzlagers erleichtert.
  • Darüber hinaus kann, weil die Sensoreinheit auf einem Abschnitt des Wälzlagers angeordnet ist, die Genauigkeit und Präzision der Messung von Temperaturen und Vibrationen des Wälzlagers gesteigert werden. Die Ausgabevorrichtung oder die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung, die in Abhängigkeit von den gemessenen Werten bezüglich der Temperaturen und Vibrationen verwendet wird, um das Bedienpersonal über das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands im Wälzlager in Kenntnis zu setzen, muss nicht über Drähte oder einen Kabelbaum mit der Sensoreinheit verbunden werden (gemäß dem ersten und vierten Aspekt der Erfindung); oder die Sensoreinheit kann einen Verbinder umfassen, der zum Verbinden der Sensoreinheit mit der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung verwendet wird (gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung). Dies kann das Ersetzen des Bauteils zum Anpassen und Fixieren des äußeren Rings oder des inneren Rings und des Wälz lagers weiter erleichtern. Im Fall einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß dem zweiten oder vierten Aspekt der Erfindung können ferner diejenigen Daten, die bezüglich der Wälzlagereinheiten zu verwaltende Einträge repräsentieren, in den Speicher aufgezeichnet werden mittels des Eingabe-Abschnitts des mit der Sensoreinheit verbundenen, externen Eingabe/Ausgabe-Gerätes oder eines in der zweiten Übertragungs-Vorrichtung vorgesehenen Eingabeabschnitts. Fast gleichzeitig mit dem Zusammenbau des Wälzlagers kann das Bedienpersonal die vorstehend genannten Daten in der Umgebung desjenigen Ortes aufzeichnen, an dem der Zusammenbau stattfindet, was nicht nur Fehler beim Aufzeichnen der Daten reduziert, sondern auch das Aufzeichnen der Daten erleichtert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist eine Schnittansicht einer Hälfte eines ersten Ausführungsbeispiels einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung;
  • 2 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Manschette und einer Sensoreinheit zur Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel, wenn sie in 1 von rechts betrachtet werden;
  • 3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Sensoreinheit und eines Aufbewahrungsgehäuses;
  • 4 ist ein Blockdiagramm der im ersten Ausführungsbeispiel verwendeten Sensoreinheit;
  • 5 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Halte-Abdeckung und einer Empfangsantenne bei der Verwendung im ersten Ausführungsbeispiel, wenn sie in 1 aus der linken Richtung betrachtet werden;
  • 6 ist ein Blockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels der Sensoreinheit;
  • 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Halte-Abdeckung und einer Empfangsantenne, die im zweiten Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung verwendet werden;
  • 8 ist eine Schnittansicht einer Hälfte eines dritten Ausführungsbeispiels einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung;
  • 9 ist eine Schnittansicht einer Hälfte eines Vier-Reihen-Wälzlagers mit konischen Wälzelementen gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung;
  • 10 ist eine Schnittansicht einer Hälfte einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor, die kein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
  • 11 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Sensoreinheit und eines Aufbewahrungsgehäuses zur Verwendung im Lager gemäß 10,
  • 12 ist ein Blockdiagramm der im Lager gemäß 10 verwendeten Sensoreinheit;
  • 13 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der im Lager gemäß 10 verwendeten Sensoreinheit;
  • 14 ist eine Schnittansicht einer Hälfte einer weiteren Wälzlagereinheit mit einem Sensor, die kein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt;
  • 15 ist eine Schnittansicht einer Hälfte eines fünften Ausführungsbeispiels einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung, entsprechend dem in 1 gezeigten Abschnitt A;
  • 16 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Sensoreinheit und eines Aufbewahrungsgehäuses zur Verwendung im fünften Ausführungsbeispiel;
  • 17 ist ein Blockdiagramm der im fünften Ausführungsbeispiel verwendeten Sensoreinheit; und
  • 18 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels der im fünften Ausführungsbeispiel verwendeten Sensoreinheit.
  • Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Die 1 bis 5 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung, korrespondierend zu einem zweiten Aspekt der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor eingebaut in die Rotation unterstützende Abschnitte in zwei Endabschnitten in axialer Richtung einer Hilfswalze 2 in einem Walzwerk oder einer Walzstraße 1, die zum Walzen von metallenem Material wie Eisen und Stahl verwendet wird. Ein Walzen-Stutzen 4, der in dem zentralen Abschnitt zwischen den beiden in axialer Richtung gesehenen Endflächen der Hilfswalze 2 angeordnet ist, ist rotierbar mittels eines Vier-Reihen-Wälzlagers 6 mit zylindrischen Wälzelementen innerhalb eines Gehäuses 5 abgestützt, welches sich selbst in Betrieb nicht dreht. Das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6, eine Sensoreinheit 7 und ein Empfangsgerät 8 kooperieren zusammen, indem sie die vorliegende Lagereinheit 3 mit einem Sensor bilden. Unter diesen drei Elementen umfasst das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 eine Vielzahl von zylindrischen Wälzelementen 13, 13, die jeweils aufgenommen sind zwischen innere Laufbahnen 10, 10, die in den äußeren Umfangsoberflächen eines Paars von auf die äußere Oberfläche des Wälzen-Stutzens 4 angepassten und fixierten, inneren Ringen 9, 9 vorgesehen sind, und äußeren Laufwegen 12, 12, die in den inneren Umfangsflächen eines Paars von an die innere Fläche des Gehäuses 5 angepassten und fixierten, äußeren Ringen 11, 11 vorgesehen sind.
  • Ferner ist ein Zwischensitz 14 zwischen das Paar von äußeren Ringen 11, 11 eingesetzt, und gleichzeitig ist ein Paar von Manschetten 15, 15 so angeordnet, dass sie auf den beiden Seiten in axialer Richtung der übereinander angeordneten beiden Ringe 11, 11 und dem Zwischensitz 14 angeordnet sind. Zudem werden die jeweiligen zylindrischen Wälzelemente 13, 13 von Halteelementen 16, 16 gehalten. An dem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt des Gehäuses 5 ist eine Halte-Abdeckung 17 in solch einer Weise befestigt, dass eine Oberfläche der Halte-Abdeckung 17 nahe dem äußeren Durchmesserabschnitt der in axialer Richtung inneren Oberfläche (in 1: die linke Seiten-Oberfläche) anstößt an die in axialer Richtung äußere Endfläche des Gehäuses 5. Um dies zu erreichen, sind, während der Abschnitt nahe dem äußeren Umfang der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17 anstößt gegen die in axialer Richtung äußere Oberfläche des Gehäuses 5, eine Vielzahl von Bolzen 18 eingesetzt durch Durchgangslöcher 75, die in einem Teil der Halte-Abdeckung 17 geformt sind, und die führenden Abschnitte der Schrauben- Abschnitte der jeweiligen Bolzen 17 sind über ein Gewinde verbunden mit und fest angezogen in einem Schraubenloch 76, das in der in axialer Richtung gesehen äußeren Endoberfläche des Gehäuses 5 geformt ist. In diesem Zustand sind die Paare von äußeren Ringen 11, 11, die Paare von Manschetten 15, 15 und deren jeweilige Zwischensitze 14 gehalten durch und zwischen dem in radialer Richtung mittleren Abschnitt einer in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17 und einer auf der inneren Umfangsoberfläche des in axialer Richtung inneren Endabschnitts (in 1: der linke Endabschnitt) des Gehäuses 5 geformten, gestuften Oberfläche 19. Ferner ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur ein zylindrischer Abschnitt 20 mit einem kleineren Durchmesser in dem in axialer Richtung zentralen Abschnitt zwischen den beiden in axialer Richtung gesehenen Endabschnitten des Walzenstutzens 4 vorgesehen, sondern zudem ist ein konisches Vier-Reihen-Wälzlager 21 zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnitts 20 und der inneren Umfangsoberfläche der Halte-Abdeckung 17 eingefasst.
  • Die Sensoreinheit 7 ist an einem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt (in 1: am rechten Endabschnitt) an einer (in 1: der rechten) des Paares von Manschetten 15, 15 gehalten. Um dies zu erreichen, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein bogenförmiger Nut-Abschnitt 22 auf einem Abschnitt in Umfangsrichtung auf der in axialer Richtung äußeren End-Oberfläche einer Manschette 15 geformt. Und die bogenförmige Sensoreinheit 7 ist innerhalb des Nut-Abschnitts 22 gehalten.
  • Wie in den 3 und 4 gezeigt, umfasst die Sensoreinheit 7 einen Messteil 23, einen Steuerteil 24, eine Übertragungs-Vorrichtung 25 sowie eine Energieversorgung 26 zum Betreiben der jeweiligen Teile 23 bis 25. Der Messteil 23 umfasst einen Vibrationssensor (Beschleunigungssensor) 27 und einen Temperatursensor 28. Ferner umfasst der Steuerteil 24 ein Paar von Vergleichs-Schaltungsabschnitten 29, 29, welche, wenn immer eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Anschalten der Energieversorgung 26 verstrichen ist, Messwerte, die durch Entnahme von den Sensoren 27 und 28 erhaltene Ausgangssignale repräsentiert werden, vergleichen mit deren jeweils voreingestellten Schwellenwerten, und einen Signalübertragungssteuerabschnitt 30, dessen Funktion nicht nur im Zusammensetzen der mittels der beiden Vergleichs-Schaltungsabschnitten 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse besteht, sondern auch dem Gestatten der Übertragung der zusammengesetzten Signale als Funksignale (Funkwellen) mittels der Übertragungs-Vorrichtung 25. Die Übertragungs- Vorrichtung 25 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 33 und einen Übertragungsantennenabschnitt 32, der mit dem Hauptkörperabschnitt 31 verbunden ist.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Energieversorgung 26, der Messteil 23, der Steuerteil 24 und der Hauptkörperabschnitt 31 der Übertragungs-Vorrichtung 25, die jeweils die Sensoreinheit 7 bilden, unterstützt innerhalb eines Aufbewahrungsteils 34, das ein aus synthetischem Harz gebildetes Aufnahmegehäuse 33 bildet; und der Übertragungsantennenabschnitt 32 ist vorgesehen auf der Seitenoberfläche eines als flache Platte geformten Abdeckungsabschnitts 35, welcher das Aufbewahrungsgehäuse 33 bildet. Der Übertragungsantennenabschnitt 32 ist als wellenförmige, dünne Leiterbahn gebildet und auf die Seitenoberfläche des Abdeckungsteils 35 aufgedruckt. Und der Endabschnitt des Übertragungsantennenabschnitts 32 und des Hauptkörperabschnitts 31 der Übertragungs-Vorrichtung 25 sind miteinander über einen Leiter 36 verbunden. Der Abdeckungsabschnitt 35 ist mittels Schrauben 37, 37 mit dem Aufbewahrungsteil 34 in solch einer Weise verbunden, dass der Aufbewahrungsteil die jeweiligen Teile 23, 24 und 31 der Sensoreinheit 7 unterstützt. Und während die Sensoreinheit 7 auf dem Aufbewahrungsgehäuse 33 in dieser Weise unterstützt wird, wird die Sensoreinheit 7 innerhalb des in der Manschette 15 geformten Nut-Abschnitts 22 gehalten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel entspricht eine solche Manschette 15 dem im zweiten Aspekt der Erfindung (im zweiten Anspruch) bezeichneten Endabschnitt-Bauteil.
  • Andererseits ist an einer Position des in radialer Richtung mittleren Abschnitts der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17, die im Wesentlichen der in der vorgenannten, einen Manschette 15 gehaltenen Sensoreinheit gegenüberliegt, eine Empfangsantenne 38 vorgesehen, die das Empfangsgerät 8 bildet. Wie in 5 gezeigt, ist diese Empfangsantenne 38 zusammengesetzt aus einem dünnen Leiter 8, der auf ein bogenförmiges Substrat 39 aufgedruckt ist. Und ein Kabel 41, dessen eines Ende verbunden ist mit dem Endabschnitt des dünnen Leiters 40, ist in axialer Richtung in die Halte-Abdeckung 17 eingefügt, während das andere Ende des Kabels 40 verbunden ist mit einem Verbinder 42, der vorgesehen ist auf einer in axialer Richtung äußeren Oberfläche (in 1: der Oberfläche auf der rechten Seite) der Halte-Abdeckung 17. Und mit dem Verbinder 42 ist ein Stecker 45 verbunden, der auf dem anderen Endabschnitt eines Kabels 44 vorgesehen ist, dessen einer Endabschnitt verbunden ist mit einem Hauptkörperabschnitt 43, um das Empfangsgerät 8 zu bilden. Das Empfangsgerät 8 ist in der Lage, mittels der Empfangsantenne 38 Funksignale zu empfangen, die von der Sensoreinheit 7 übermittelt werden. Und an der Seite des das Empfangsgerät 8 bildenden Hauptkörperabschnitts 23 ist eine Ausgabevorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen. Wenn das Empfangsgerät 8 Funksignale empfängt, gibt diese Ausgabevorrichtung die Vergleichsergebnisse der Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29, die durch die vorliegenden Funksignale repräsentiert werden, weiter an dem Ausgabeabschnitt der Ausgabevorrichtung, beispielsweise an einen Display-Abschnitt.
  • Mit der wie vorstehend beschrieben strukturierten Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung kann in einem Fall, in dem ein Bedienpersonal die an dem Ausgabeabschnitt der Ausgabevorrichtung ausgegebenen Ergebnisse überwacht, das Bedienpersonal das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands in dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 überprüfen. Zudem vergleicht im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Steuerabschnitt 24 der Sensoreinheit 7 den durch den Messabschnitt 24 gemessenen Wert immer dann, wenn ein vorgegebener Zeitabschnitt verstrichen ist, mit dem vorgegebenen Schwellenwert, und gestattet der Übertragungs-Vorrichtung 25 die Übertragung des Vergleichsergebnisses als Funksignal. Folglich kann der Energieverbrauch der Energieversorgung 26 in der Sensoreinheit 7 reduziert werden im Vergleich zu einer Struktur, in welcher der Steuerteil ständig eine Vergleichsoperation durchführt und die Vergleichsergebnisse als Funksignale übermittelt.
  • Um ferner im vorliegenden Ausführungsbeispiel die von den Vergleichs-Schaltungsabschnitten 29, 29 verarbeiteten Signale zu der vorstehend beschriebenen Ausgabe-Vorrichtung zu übermitteln, ist der aus dem Hauptkörperabschnitt 43 des Empfangsgerätes 8 herausgeführte Endabschnitt des Kabels 44 verbunden mit einem Verbinder 42, der in einem Teil der Halte-Abdeckung 17 angeordnet ist. Folglich muss im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht mehr ein Kabelbaum oder ein Kabel zum Entnehmen der Signale aus einem Abschnitt des Gehäuses herausgeführt werden. Beim Ersetzen der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 durch einfaches Entfernen der Halte-Abdeckung 17 vom Gehäuse ist es folglich möglich zu verhindern, dass das Kabel 44 mit dem Arbeitsschritt des Ersetzens der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 interferiert, was den vorliegenden Arbeitsschritt des Ersetzens erleichtern kann. Weil in diesem Ausführungsbeispiel der Stecker 45 auf dem Endabschnitt des Kabels 44 verbunden ist mit dem an der Halte-Abdeckung 17 angeordneten Verbinder 42, ist es durch einfaches Entfernen des Steckers 45 vom Verbinder 42 ebenfalls möglich zu verhin dern, dass das Kabel 44 mit dem Arbeitsschritt des Ersetzens interferiert. Dies macht es möglich, den Arbeitsschritt des Ersetzens oder Austauschens mit höherer Effizienz durchzuführen.
  • Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 mit dem Messteil 23 gehalten ist auf einem Abschnitt einer der das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 bildenden Manschetten 15, 15, können im Vergleich zu einer Struktur, in der ein Temperatursensor und ein Vibrationssensor auf einem Abschnitt des Gehäuses 5 angeordnet sind, die gemessenen Werte der Temperaturen und Vibrationen des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 sowie das Ermitteln eines abnormalen Zustands des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 basierend auf diesen Messwerten in ihrer Genauigkeit verbessert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist an der Sensoreinheit 7 die Übertragungs-Vorrichtung 25 angeordnet, die in der Lage ist, Funksignale zum Repräsentieren der Vergleichsergebnisse zwischen den vorstehend genannten Messwerten der Temperaturen und Vibrationen und deren jeweiligen Schwellenwerten zu übermitteln. Zur gleichen Zeit ist in einem Abschnitt der Halte-Abdeckung 17 das Empfangsgerät 8 angeordnet, das zum Empfangen dieser Funksignale dient. Dies kann die Notwendigkeit vermeiden, die Ausgabe-Vorrichtung zum Informieren des Bedienpersonals über das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands im zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 über Drähte oder einen Kabelbaum mit der Sensoreinheit 7 zu verbinden. Dank dieses Umstands kann der Arbeitsschritt des Ersetzens der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 einfacher durchgeführt werden.
  • Es sei festgehalten, dass im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 auf einem Abschnitt einer der Manschetten 15 getragen ist, während sie auf dem Aufbewahrungsgehäuse 33 getragen ist. Alternativ kann jedoch auch auf das Aufbewahrungsgehäuse 33 verzichtet werden, und die jeweiligen Teile 23 bis 26 zur Bildung der Sensoreinheit 7 können direkt auf einem Abschnitt einer der vorstehend genannten Manschetten getragen sein. Zudem ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 in einem Nutabschnitt 22 gehalten, der in Umfangsrichtung in einer der Manschetten 15 vorgesehen ist. Alternativ dazu kann jedoch in einem Abschnitt der vorstehend genannten Manschette in deren Umfangsrichtung ein Durchgangsloch gebildet sein, welches sich in axialer Richtung durch die Manschette 15 erstreckt, und die Sensoreinheit 7 kann in diesem Durchgangsloch gehalten sein. Zudem können im Unterschied zum vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 6 gezeigt, die Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29 (siehe 4) vom zur Sensoreinheit 7 gehörenden Steuerteil 24 fortgelassen sein, und der Steuerteil 24 kann allein durch den Übertragungs-Steuerabschnitt 30 gebildet sein. In dieser Struktur erlaubt der Steuerteil 24 jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne der Übertragungs-Vorrichtung 25 die Übertragung von Signalen als Funksignale, welche die durch den Messteil 23 ermittelten Messwerte der Temperaturen und Vibrationen des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 repräsentieren. Folglich werden in diesem Fall die Messwerte der Temperaturen und Vibrationen als solche (d. h. nicht im Vergleich mit ihren jeweiligen Schwellenwerten) an den Ausgabeabschnitt der Ausgabevorrichtung auf der Seite des Empfangsgerätes 8 ausgegeben. Daher kann alternativ in der Ausgabevorrichtung ein Vergleichs-Schaltungsabschnitt zum Vergleichen der Messwerte mit den vorgegebenen Schwellenwerten vorgesehen sein, und die durch diesen Vergleichs-Schaltungsabschnitt erhaltenen Vergleichsergebnisse können an den vorstehend genannten Ausgabeabschnitt ausgegeben werden.
  • Im Folgenden zeigt 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung, entsprechend einem zweiten Aspekt der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist in einem in Durchmesser-Richtung mittleren Abschnitt der in axialer Richtung inneren Fläche (in 7: der Frontseitenfläche) der Halte-Abdeckung 17 eine im Wesentlichen kreisringförmige Empfangsantenne 38a in solch einer Weise angeordnet, dass sie konzentrisch mit der Halte-Abdeckung 17 ist. Und ein Abschnitt der Empfangsantenne 38a in deren Umfangsrichtung ist gegenüberliegend angeordnet zur Sensoreinheit 7 (siehe 1 und 2), welche auf der vorstehend erwähnten, einen Manschette angeordnet ist. In dem solchermaßen strukturierten Ausführungsbeispiel ist in dessen Benutzung, sogar wenn die vorstehend genannte eine Manschette 15 relativ zur Halte-Abdeckung 17 rotiert, die Sensoreinheit 7 auf der einen Manschette 15 gegenüberliegend angeordnet zu einem Abschnitt der Empfangsantenne 38a, so dass von der Sensoreinheit übermittelte Funksignale hervorragend mittels des Empfangsgerätes 8 empfangen werden können.
  • Die übrigen Strukturen und Arbeitsschritte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind ähnlich zum oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel, so dass deren Darstellung und Beschreibung hier entfallen kann.
  • Im Folgenden zeigt 8 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wälzlagers mit einem Sensor gemäß der Erfindung, welches ebenfalls dem zweiten Aspekt der Erfindung entspricht.
  • In dem Fall einer Wälzlagereinheit 3 mit einem Sensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Walzen-Stutzen 47 einer Arbeitswalze 46 so abgestützt, dass er relativ zu einem Gehäuse 48 rotierbar ist. Zudem umfasst die vorliegende Wälzlagereinheit mit einem Sensor 3 ein konisches Vier-Reihen-Wälzlager 49, d. h. ein Vier-Reihen-Wälzlager mit konischen Wälzelementen. Dieses konische Vier-Reihen-Wälzlager 49 umfasst eine Vielzahl von zylindrischen (konischen) Wälzelementen 54, 54, die eingesetzt sind zwischen innere Laufwege 51, 51, die in der äußeren Umfangsoberfläche eines Paars von inneren Ringen 50, 50 ausgebildet sind, die angepasst sind und befestigt sind auf der äußeren Oberfläche des Walzen-Stutzens 47 der Arbeitswalze 46, und einer Vielzahl von äußeren Laufwegen 53, 53, die in den inneren Umfangsoberflächen eines Paars von drei äußeren Ringen 52a, 52b vorhanden sind, welche angepasst sind an und befestigt sind auf der inneren Oberfläche des Gehäuses 5. Zudem ist nicht nur eine Halte-Abdeckung 17 befestigt auf dem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt (in 8: dem rechten Endabschnitt) des Gehäuses 5, sondern zwischen der in axialer Richtung inneren Oberfläche (in 8: der rechten Seitenoberfläche) der Halte-Abdeckung 17 und einer in der inneren Umfangsoberfläche des in axialer Richtung inneren Endabschnitts (in 8: des linken Endabschnitts) des Gehäuses 5 gebildeten, gestuften Oberfläche 19 sind auch die jeweiligen äußeren Ringe 52a, 52b und ein Paar von Zwischensitzen 14, 14 befestigt, welche zwischen diese äußeren Ringe 52a, 52b eingesetzt sind. Auf dem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt (in 8: dem rechten Endabschnitt) des äußersten Rings 52a dieser drei äußeren Ringe 52a, 52b, welcher in axialer Richtung an der äußeren Endseite (in 8: der rechten Endseite) liegt, ist eine Sensoreinheit 7 angeordnet. Zudem ist in einer Position auf der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17, die im Wesentlichen der Sensoreinheit 17 gegenüberliegt, eine das Empangs-Gerät 8 bildende Empfangsantenne 38 angeordnet.
  • Weil in dem solchermaßen strukturierten dritten Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 direkt auf einem Abschnitt des äußeren Rings 52a angeordnet ist, welcher auf der in axialer Richtung äußeren Endseite liegt, kann die Genauigkeit der Ermittlung eines abnormalen Zustands des konischen Vier-Reihen-Wälzlagers 49 weiter verbessert werden. Die übrigen Strukturen und Arbeitsschritte des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind ähnlich zum oben beschriebenen und mit Bezug auf die 1 bis 5 erläuterten ersten Ausführungsbeispiel, und folglich kann die Darstellung und Beschreibung davon hier entfallen.
  • Im Folgenden zeigt 9 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung, welches ebenfalls einem zweiten Aspekt der Erfindung entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Sensoreinheit mit einem Sensor – ähnlich wie das in 8 gezeigte, dritte Ausführungsbeispiel – ein konisches Vier-Reihen-Wälzlager 49. Insbesondere sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den beiden Endabschnitten in axialer Richtung des konischen Vier-Reihen-Wälzlagers 49 ein Paar von kreisringförmigen Dichtungshaltern 55, 55 in solch einer Weise angeordnet, dass die beiden Dichtungshalter 55, 55 eine Vielzahl von äußeren Ringen 52a, 52b und von Zwischensitzen 14, 14 in axialer Richtung zwischen sich halten. Die äußeren Umfangskantenabschnitte von Dichtringen 56, 56 sind jeweils gesichert an den inneren Umfangsoberflächen der Dichtungshalter 55, 55, während die inneren Umfangskantenabschnitte der Dichtringe 56, 56 jeweils gleitbar in Kontakt stehen mit dem gesamten Umfang der Endabschnitte in axialer Richtung der äußeren Umfangsoberflächen eines Paars von inneren Ringen 50, 50. Und die beiden Endabschnitte eines Innenraums des konischen Vier-Reihen-Wälzlagers 49 sind durch die jeweiligen Dichtringe 56, 56 geschlossen. Speziell umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Paar von Dichtungshaltern 55, 55 der eine Dichtungshalter 55 (in 9: der rechte) einen in seiner in axialer Richtung äußeren Oberfläche (in 9: der rechten Seitenoberfläche) gebildeten Nutabschnitt 22, und eine Sensoreinheit 7 ist in diesem Nutabschnitt 22 gehalten. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht der vorstehend erwähnte, eine Dichtungshalter 55 einen Endabschnitt-Bauteil gemäß dem zweiten Aspekt (Anspruch 2) der Erfindung.
  • Die übrigen Strukturen und Arbeitsschritte im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ähnlich zum vorstehend mit Bezug auf 8 beschriebenen, dritten Ausführungsbeispiel, so dass deren wiederholte Darstellung und Beschreibung hier entfallen können.
  • Im Folgenden zeigen 10 und 12 eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor, welche kein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung darstellt. In diesem Wälzlager umfasst die Sensoreinheit 7 im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel keinen Übertragungs-Steuerabschnitt 30 und keine Übertragungs-Vorrichtung 25 (siehe 4 und 6), welche zum Übertragen von die mittels des Messteils 23 ermittelten Messwerte repräsentierenden Signale aus Funksignale dienen, sondern statt dessen einen Verbinder 57. Und ein Steuerteil 24, der einen Teil der Sensoreinheit 7 bildet, ist zusammengesetzt aus einem Paar von Vergleichs-Schaltungsabschnitten 29, 29, einem Speicher 58 und einem Schnittstellenabschnitt 59. Die Sensoreinheit 7 ist gehalten auf einem Abschnitt von einer (in 10: der rechten Manschette 15) eines Paars von Manschetten 15, 15 zur Bildung des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers; und während eine Halte-Abdeckung 17 anstößt an die vorstehend genannte, eine Manschette 15, ist der Verbindungsabschnitt des Verbinders 57 gegenüberliegend angeordnet zur in axialer Richtung inneren Oberfläche (in 10: der linken Seitenoberfläche) der Halte-Abdeckung 17. Andererseits ist in einer Position auf einem Abschnitt der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17, die gegenüberliegt zum Verbindungsabschnitt des Verbinders 57, ein Stecker 60 in solch einer Weise angeordnet, dass der Verbindungsabschnitt des Steckers 60 von der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17 hervorsteht. Und der Stecker 60 und der Verbinder 57 sind miteinander verbunden. Darüber hinaus ist der Stecker 60 über ein in axialer Richtung in die Halte-Abdeckung 17 eingefügtes Kabel 41 verbunden mit einem Verbinder 42, welcher auf der in axialer Richtung äußeren Oberfläche (in 10: der rechten Seitenoberfläche) der Halte-Abdeckung 17 angeordnet ist. An den Verbinder 42 kann ein Stecker angebunden werden, welcher auf dem Endabschnitt eines vom externen Eingabe/Ausgabe-Gerät (nicht gezeigt) herangeführten Kabels angeordnet ist. Die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung umfasst einen Eingabeteil zum Aufzeichnen von die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten in den vorstehend genannten Speicher 58, einen Ausgabeteil zum Ausgeben der aus dem Speicher 58 entnommenen Daten, sowie einen Steuerteil.
  • Unmittelbar nach dem Zusammenbau solch einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor wird ein auf dem Endabschnitt eines von der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung herangeführten Kabels vorgesehener Stecker verbunden mit dem Verbinder 42, der auf der in axialer Richtung äußeren Oberfläche der Halte-Abdeckung 17 angeordnet ist. Bereits in der Umgebung desjenigen Ortes, an dem die vorliegende Wälzlagereinheit mit einem Sensor zusammengebaut wurde, können diejenigen Daten durch einen am externen Eingabe/Ausgabe-Gerät gebildeten Eingabeabschnitt eingegeben werden, welche die Einträge repräsentieren, die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 verwaltet werden sollen, beispielsweise dessen Identifikationsnummer, dem Zeitpunkt von dessen Benutzungsaufnahme, die Zusammenbauposition, die Präzision des Lagers sowie die Nummern des Gehäuses 5 und der Hilfswalze 2. Diese Daten werden mittels des Schnittstellenabschnitts 59 in den Speicher 58 aufgezeichnet. Wenn dieser Arbeitsschritt vollendet ist, wird der auf dem Endabschnitt des vom externen Eingabe/Ausgabegerät herangeführten Kabels vorgesehene Stecker von dem an der Halte-Abdeckung 17 angeordneten Verbinder 42 getrennt.
  • Wenn sich solch eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor in Benutzung befindet, vergleichen die jeweiligen der Sensoreinheit 7 zugehörigen Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne die durch den Messteil 23 ermittelten Messwerte mit deren jeweiligen Schwellenwerten. Die Vergleichsergebnisse repräsentierende Daten werden im Speicher 58 aufgezeichnet. Wenn ein Bedienpersonal ermitteln möchte, ob im vorliegenden, zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 während dessen Benutzung ein abnormaler Zustand vorliegt oder nicht, wird ein auf einem Endabschnitt eines vom externen Eingabe/Ausgabe-Gerät herangeführten Kabels vorgesehener Stecker verbunden mit dem Verbinder 42, der auf der Halte-Abdeckung 17 angeordnet ist. Und in dem Eingabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung wird der Befehl eingegeben, die bezüglich des Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge und die Vergleichsergebnisse der jeweiligen Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 an dem Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung auszugeben. In Übereinstimmung mit diesem Befehl liest der Steuerabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung die Daten aus dem Speicher 58 durch den Schnittstellenabschnitt 59 aus und erlaubt dem Ausgabeabschnitt die Ausgabe der solchermaßen ausgelesenen Ergebnisse.
  • In der solchermaßen strukturierten Wälzlagereinheit mit einem Sensor können, wenn das Bedienpersonal einen vorgegebenen Befehl in den Eingabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung eingibt, die durch die Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse an den Ausgabeabschnitte der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung ausgegeben werden, um dadurch auf einfache Weise überprüfen zu können, ob in dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 ein abnormaler Zustand vorliegt oder nicht. Zudem können durch den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge, wie dessen Identifikationsnummer und der Zeitpunkt von dessen Benutzungsaufnahme, auf einfache Weise überprüft werden. Zudem können nicht nur die Identifikationsnummer und der Zeitpunkt der Benutzungsaufnahme des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6, sondern auch die mittels der Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse an den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung übertragen werden, so dass sogar in einem Fall, bei dem in einer Walzanlage 1 eine Vielzahl von Wälzla gern in Benutzung sind, die Zuordnung der an den Ausgabeabschnitt ausgegebenen Ergebnisse zu dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 auf einfache Weise bestätigt werden kann. Zudem können mittels der Sensoreinheit 7 und der externen Eingabe-/Ausgabe-Vorrichtung die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten in den Speicher 58 aufgezeichnet werden. Daher kann fast zur gleichen Zeit, zu der das Bedienpersonal das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 zusammenbaut, das Bedienpersonal die vorliegenden Daten in der Umgebung des Zusammenbau-Ortes aufzeichnen, was nicht nur das Auftreten von Fehlern beim Aufzeichnen der Daten reduziert, sondern auch das Aufzeichnen der Daten erleichtert.
  • Da in dem in 10 gezeigten Lager der Endabschnitt des vom externen Eingabe/Ausgabe-Gerät herangeführten Kabels nur dann mit dem an der Halte-Abdeckung 17 vorgesehenen Verbinder 42 verbunden werden muss bzw. kann, wenn nämlich während des Betriebs das Bedienpersonal das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands im zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 überprüfen will, ist es nicht nur möglich, das Interferieren des Kabels mit dem Betrieb der vorliegenden Wälzlagereinheit zu verhindern, sondern auch die Arbeitsschritte zum Ersetzen der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu vereinfachen. Weil darüber hinaus nicht nur die Sensoreinheit 7 auf einem Abschnitt der vorstehend genannten, einen Manschette 15 gehalten ist, sondern weil auch der Verbinder 57 der Sensoreinheit 7 verbunden ist mit dem auf der Halte-Abdeckung 17 vorgesehenen Stecker 60, kann die Präzision der Ermittlung eines abnormalen Zustands im zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 verbessert werden und gleichzeitig können die Arbeitsschritte zum Austauschen der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 vereinfacht werden.
  • Übrigens kann im Unterschied zum Lager gemäß 10 der auf dem vom externen Eingabe/Ausgabe-Gerät herangeführten Kabel vorgesehene Stecker auch über die gesamte Zeit während des Betriebs der Wälzlagereinheit mit dem auf der Halte-Abdeckung 17 vorgesehenen Verbinder 42 verbunden bleiben. In diesem Fall kann gleichermaßen beim Austauschen der Hilfswalze 2 das Kabel vom Interferieren mit den Austausch-Arbeitsschritten abgehalten werden, indem lediglich die Halte-Abdeckung 17 vom Gehäuse entfernt wird und auch der auf dem Kabel vorgesehene Stecker vom Verbinder 42 auf der Halte-Abdeckung 17 entfernt wird, was die Arbeitsschritte zum Austauschen erleichtert.
  • Die übrigen Strukturen und Arbeitsschritte beim vorliegenden Lager sind ähnlich zum mit Bezug auf die 1 bis 5 beschriebenen, ersten Ausführungsbeispiel. Daher haben übereinstimmende Komponenten die gleichen Bezugszeichen erhalten, und eine abermalige Beschreibung davon kann hier entfallen.
  • Übrigens können, wie in 13 gezeigt, im Unterschied zum vorstehend beschriebenen Lager die Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29 (siehe 12) von dem der Sensoreinheit 7 zugehörigen Steuerteil 24 weggelassen werden, und der Steuerteil 24 kann allein aus einem Speicher 58 und einem Schnittstellenabschnitt 59 zusammengesetzt sein. In diesem Fall zeichnet der Steuerteil 24 jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne im Speicher 58 Daten auf, welche die mittels des Messteils 23 ermittelten Messwerte der Temperaturen und Vibrationen des zylindrischen Zwei-Reihen-Wälzlagers 6 repräsentieren. In dieser Konfiguration werden folglich die die Messwerte repräsentierenden Daten als solche an den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung geführt. Folglich kann auch die folgende Konfiguration verwendet werden, bei der in der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung ein Vergleichs-Schaltungsabschnitt gebildet ist, welcher die ermittelten Messwerte der Temperaturen und Vibrationen mit ihren jeweiligen Schwellenwerten vergleicht, und die mittels dieses Schaltungs-Abschnitts erhaltenen Vergleichsergebnisse können an den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung geführt werden.
  • Im Folgenden zeigt 14 eine weitere Wälzlagereinheit mit einem Sensor. Diese Wälzlagereinheit mit einem Sensor 3 hat eine Struktur, die eine Kombination ist der Struktur gemäß des in den 10 bis 12 gezeigten Lagers mit der Struktur gemäß des in 8 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel. D. h., statt des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6, das im Lager gemäß 10 bis 12 verwendet wurde, wird ein konisches Vier-Reihen-Wälzlager 49 verwendet, und gleichzeitig ist eine Sensoreinheit 7 auf dem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt (in 14: dem rechten Endabschnitt) eines äußeren Rings 52a gehalten, der auf der in axialer Richtung äußeren Endseite (in 14: auf der rechten Endseite) des vorliegenden, konischen Vier-Reihen-Wälzlagers 49 angeordnet ist.
  • Die übrigen Strukturen und Arbeitsweisen dieses Lagers sind ähnlich zu denjenigen des in den 10 bis 12 gezeigten Lagers oder des in 8 gezeigten dritten Ausführungsbeispiels. Folglich haben übereinstimmende Komponenten die gleichen Bezugszeichen erhalten, und eine abermalige Beschreibung kann hier entfallen.
  • Im Folgenden zeigen die 15 bis 17 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung, welches einem vierten Aspekt der Erfindung entspricht. Eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor 3 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ein zylindrisches Vier-Reihen-Wälzlager 6, eine Sensoreinheit 7 und eine externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64. Das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 umfasst ein Paar von Manschetten 15, und in einem Abschnitt einer der beiden Manschetten ist, wie in 15 gezeigt, ein Nut-Abschnitt 22 gebildet; und die Sensoreinheit 7 ist in diesem Nut-Abschnitt 22 aufgenommen. Wie in den 16 und 17 gezeigt, umfasst die Sensoreinheit 7 einen Messteil 23, einen Steuerteil 24, eine erste Übertragungsvorrichtung 61 und ein erstes Empfangsgerät 62, sowie eine Energieversorgung 26 zum Betreiben dieser jeweiligen Teile 23, 24, 61 und 62. Der Steuerteil 24 umfasst ein Paar von Vergleichs-Schaltungsabschnitten 29, 29, einen Speicher 58 sowie einen Übertragungs- und Empfangs-Steuerabschnitt 63. Unter diesen Komponenten vergleichen die Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne nach dem Anschalten der Energieversorgung 26 die durch die vom Vibrationssensor 27 oder einem Temperatursensor 28, die den Messteil 23 bilden, entnommenen Ausgangssignale repräsentierten Messwerte mit ihren jeweiligen vorgegebenen Schwellenwerten. Der Speicher 58 zeichnet Daten auf, die diejenigen Einträge repräsentieren, die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwalten sind, wie beispielsweise dessen Identifikationsnummer, den Zeitpunkt der Benutzungsaufnahme, die Zusammenbauposition, die Präzision des Lagers und die Nummern des Gehäuses 5 und der Hilfswalze 2. Der Übertragungs- und Empfangs-Steuerabschnitt 61 hat die folgende Funktion: er gestattet einer zur externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 gehörenden zweiten Übertragungs-Vorrichtung 65 die Übertragung von Funksignalen zur ersten Empfangsvorrichtung 62, um dadurch der ersten Übertragungs-Vorrichtung 61 die Übertragung eines Teils oder der gesamten im Speicher 58 aufgezeichneten Daten als Funksignale zu gestatten.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind der Messteil 23, der Steuerteil 24, die Energieversorgung 26 und die Hauptkörperabschnitte 67, 68 der ersten Übertragungs-Vorrichtung 61 und der zweiten Empfangsvorrichtung 62, die jeweils der Sensoreinheit 7 zugehörig sind, getragen im Inneren eines Aufnahmeabschnitts 34, welcher ein Aufbewahrungs-Gehäuse 33 bildet. Auf der Seitenoberfläche eines Abdeckungsabschnitts 35, welchen das Aufbewahrungsgehäuse 33 bildet, sind eine Übertragungsantenne 69 und eine Empfangsantenne 70 angeordnet, die jeweils die erste Übertragungsvorrichtung 61 und die erste Empfangsvorrichtung 62 bilden. Der Aufbewahrungsabschnitt 34 und der Abdeckungsabschnitt 35 sind miteinander verbunden über Schrauben 37 (siehe 2). Die im Aufbewahrungsgehäuse 33 in dieser Weise getragene Sensoreinheit 7 ist in der in einem Abschnitt der vorstehend erwähnten, einen Manschette 15 gebildeten Nutabschnitt 22 gehalten. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht die eine Manschette 15 einem Endabschnitt-Bauteil gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung.
  • Andererseits umfasst die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 eine zweite Übertragungs-Vorrichtung 65 und eine zweite Empfangsvorrichtung 66, einen Steuerabschnitt, einen Eingabeabschnitt und einen (nicht gezeigten) Ausgabeabschnitt, z. B. einen Display-Abschnitt. Von diesen Komponenten umfasst die zweite Übertragungs-Vorrichtung 65 einen Hauptkörperabschnitt 71 sowie eine mit dem Hauptkörperabschnitt 71 verbundene Übertragungsantenne 72. Zudem umfasst die zweite Empfangsvorrichtung 66 einen Hauptkörperabschnitt 73 und eine mit dem Hauptkörperabschnitt 73 verbundene Empfangsantenne 74. In einer Position auf dem in Durchmesserrichtung mittleren Abschnitt der in axialer Richtung inneren Oberfläche (in 15: der linken Seitenfläche) einer Halte-Abdeckung 17, die an dem in axialer Richtung äußeren Endabschnitt (in 15: dem rechten Endabschnitt) des Gehäuses 15 im Wesentlichen gegenüberliegend zum Übertragungsantennenabschnitt 69 der Sensoreinheit 7 befestigt ist, ist eine die zweite Empfangsvorrichtung 66 bildende Empfangsantenne 74 angeordnet. Gleichermaßen ist in einem Abschnitt, der im Wesentlichen der Empfangsantenne 70 der Sensoreinheit gegenüberliegt, eine die zweite Übertragungs-Vorrichtung 65 darstellende Übertragungsantenne 72 angeordnet. Ein Kabel 41, dessen eines Ende verbunden ist mit diesen Empfangs- und Übertragungsantennen 72, 74, ist in axialer Richtung in die Halte-Abdeckung 17 eingefügt, während das andere Ende des Kabels 41 verbunden ist mit einem auf der axialen Richtung äußeren Oberfläche (in 1: der rechten Seitenoberfläche) der Halte-Abdeckung 17 vorgesehenen Verbinder 42. Mit dem Verbinder 42 ist ein mit den anderen Enden von Kabel 44a, 44b verbundener Stecker 45 verbunden, deren eine Enden jeweils verbunden sind mit den Hauptkörperabschnitten 71, 73 der zweiten Übertragungsvorrichtung 65 und der zweiten Empfangsvorrichtung 66.
  • Die zweite Empfangsvorrichtung 66 ist geeignet zum Empfangen von durch die zur Sensoreinheit 7 gehörende, erste Übertragungs-Vorrichtung 61 übertragenen Funksignale mittels der Empfangsantenne 74. Der die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 74 bildende Steu erabschnitt hat die folgende Funktion: Wenn die zweite Empfangsvorrichtung 66 ein Funksignal empfängt, gestattet er dem Ausgabeabschnitt die Ausgabe von jene Funksignale repäsentierenden Daten, und gleichzeitig gestattet er in Übereinstimmung mit einem in Antwort auf einen Eingabebefehl am Eingabeabschnitt übertragenem Signal die Übertragung von Funksignalen durch die zweite Übertragungsvorrichtung 65. Im Übrigen können sowohl die Übertragungs- und Empfangsantennenabschnitte 69, 70 der Sensoreinheit 7, als auch die Übertragungs- und Empfangsantennen 74, 74 der zweiten Übertragungs- und Empfangsvorrichtungen 65, 66 im vorliegenden Ausführungsbeispiel entweder separat voneinander ausgebildet sein oder alternativ eine einzige Antenne gemeinsam benutzen.
  • Unmittelbar nach dem Zusammenbau einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können diejenigen Daten in den Eingabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 74 eingegeben werden, die die bezüglich des zusammengebauten, zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge repräsentieren, beispielsweise dessen Identifikationsnummer, den Zeitpunkt der Benutzungsaufnahme, die Zusammenbauposition, die Präzision des Lagers sowie die Zahlen des Gehäuse 5 und der Hilfswalze 2. Signale, welche die in den Eingabeabschnitt eingegebenen Daten repräsentieren, werden über Funksignale mittels der zweiten Übertragungs-Vorrichtung 65 übermittelt. Die erste Empfangsvorrichtung 62 der Sensoreinheit 7 empfängt diese Funksignale, und die durch diese Funksignale repräsentierten Daten werden in den Speicher 58 aufgezeichnet.
  • Wenn eine Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Betrieb ist, vergleichen die jeweiligen Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 in der Sensoreinheit 7 jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne die durch den Vibrationssensor 27 oder den Temperatursensor 28 ermittelten Messwerte mit deren jeweiligen Schwellenwerten. Die solchermaßen erhaltenen Vergleichsergebnisse repräsentierende Daten werden in dem Speicher 58 aufgezeichnet. Wenn das Bedienpersonal überprüfen möchte, ob ein abnormaler Zustand während der Benutzung der vorliegenden Wälzlagereinheit im zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 vorliegt oder nicht, wird der Befehl zum Überprüfen des Vorliegens oder Nicht-Vorliegens des abnormalen Zustands eingegeben in dem Eingabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64. Ein auf diesem Befehl basierendes Signal wird als ein Funksignal mittels der zweiten Übertragungs-Vorrichtung 65 übertragen und empfangen von der ersten Empfangsvorrichtung 62. Auf der Grundlage des Empfangs dieses Signals werden nicht nur diejenigen Daten, die im Speicher 58 abgelegt sind und die mittels der Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse repräsentieren, sondern auch die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten mittels der ersten Übertragungs-Vorrichtung 61 als Funksignale übertragen. Wenn die zweite Übertragungs-Vorrichtung 66 der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 diese Funksignale empfängt, erlaubt der Steuerabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 dem Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 die Ausgabe der vorliegenden Daten.
  • Im Fall der wie vorstehend beschrieben strukturierten Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der vorliegenden Erfindung können, wenn das Bedienpersonal mittels der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 eine Eingabeoperation ausführt, die mittels der zur Sensoreinheit 7 gehörenden Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse über den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 ausgegeben werden, um dadurch auf einfache Weise überprüfen zu können, ob irgendein abnormaler Zustand in dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 vorliegt. Zudem können die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Daten wie die Identifikationsnummer des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 auf einfache Weise über den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 überprüft werden.
  • Und weil im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur die Identifikationsnummer des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6, sondern auch die mittels der Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29, 29 erhaltenen Vergleichsergebnisse an den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 übermittelt werden, können sogar dann, wenn eine Vielzahl von Wälzlagern in einer Walzanlage 1 verwendet werden, die an den Ausgabeabschnitt übermittelten Ergebnisse auf einfache Weise dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 zugeordnet werden. Ferner können die die bezüglich des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten mittels der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 in den Speicher 58 aufgezeichnet werden. Dank dieser Konfiguration können fast gleichzeitig mit dem Zusammenbau des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 die vorstehend genannten Daten in der Nähe desjenigen Ortes aufgezeichnet werden, an dem das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 zusammengebaut wird, was nicht nur die Reduzierung von Fehlern beim Aufzeichnen der Daten ermöglicht, sondern auch das Aufzeichnen der Daten erleichtert.
  • Wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Hilfswalze 2 und das zylindrische Vier-Reihen-Wälzlager 6 ausgetauscht werden und dazu die Halte-Abdeckung 17 vom Gehäuse 5 entfernt wird und auch der Stecker auf dem Kabel vom Verbinder 42 an der Halte-Abdeckung entfernt wird, kann das Kabel 44 am Interferieren mit und Beeinträchtigen der Austausch-Arbeitsschritte gehindert werden, um dadurch die Arbeitsschritte zum Austauschen zu erleichtern. Dadurch kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel – ähnlich wie in den in den 10 bis 14 gezeigten Lagern – eine Konfiguration verwendet werden, in der nur dann, wenn das Bedienpersonal das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands in dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 überprüfen will, ein Stecker auf einem Endabschnitt eines vom externen Eingabe/Ausgabe-Gerät 64 herangeführten Kabels verbunden wird mit dem Verbinder 42 an der Halte-Abdeckung 17.
  • Weil auch im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 inklusive des Messteils 23 gehalten ist auf einer der beiden dem zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 zugehörigen Manschetten 15, können im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der ein Temperatursensor und ein Vibrationssensor auf einem Abschnitt des Gehäuses 5 angeordnet sind, nicht nur die Messwerte der Temperaturen und Vibrationen des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 selbst, sondern auch die Ermittlung eines abnormalen Zustands des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 basierend auf diesen Messwerten in ihrer Genauigkeit verbessert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist in der Sensoreinheit 7 die erste Übertragungs-Vorrichtung 61 vorgesehen, welche geeignet ist zum Übertragen von Signalen als Funksignale, welche die Ergebnisse des Vergleichs zwischen den Messwerten der Temperaturen und Vibrationen und deren jeweiligen Schwellenwerten repräsentieren. Gleichzeitig ist in einem separat von der die Sensoreinheit 7 abstützenden Manschette 15 ausgebildeten Abschnitt der Halte-Abdeckung 17 eine zweite Übertragungsvorrichtung zum Empfangen dieser Funksignale angeordnet. Dank dieser Konfiguration entfällt die Notwendigkeit zum Verbinden der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 zum Informieren des Bedienpersonals über das Vorliegen oder Nicht-Vorliegen eines abnormalen Zustands im zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlager 6 mit der Sensoreinheit 7 über Drähte oder einem Kabelbaum. Aus diesem Grund wird das Austauschen der Hilfswalze 2 und des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 weiter vereinfacht.
  • Die übrigen Strukturen und Arbeitsschritte des fünften Ausführungsbeispiels sind ähnlich zu denjenigen des in den 1 bis 5 gezeigten, ersten Ausführungsbeispiels. Folglich haben übereinstimmende Komponenten die gleichen Bezugszeichen erhalten, und eine erneute Beschreibung dieser Komponenten kann hier entfallen.
  • Übrigens kann in Abweichung vom vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sensoreinheit 7 auch eine andere Konfiguration annehmen, in der, wie in 18 gezeigt, die Vergleichs-Schaltungsabschnitte 29 (siehe 17) in der Sensoreinheit 7 weggelassen sind. Bei dieser Konfiguration werden jeweils nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne Daten, die die vom Messteil 23 ermittelten Messwerte der Temperaturen und Vibrationen des zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 repräsentieren, in dem zur Sensoreinheit 7 gehörenden Speicher 58 aufgezeichnet. Um dies zu erzielen, werden in diesem Fall die die Messwerte repräsentierenden Daten als solche (d. h. ohne einen vorangehenden Vergleich mit ihren jeweiligen Schwellenwerten) an den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 ausgegeben. Dementsprechend kann in der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung 64 ein Vergleichs-Schaltungsabschnitt vorgesehen sein zum Vergleichen der vorstehend genannten Messwerte mit ihren jeweiligen Schwellenwerten, so dass die mittels der Vergleichs-Schaltung erhaltenen Vergleichsergebnisse über den Ausgabeabschnitt der externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen 64 ausgegeben werden. Zudem kann, auch wenn dies nicht gezeigt ist, in einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung anstelle eines zylindrischen Vier-Reihen-Wälzlagers 6 auch ein konisches Vier-Reihen-Wälzlager (d. h. ein Wälzlager mit konischen Wälzelementen) verwendet werden.
  • Zudem kann in Abweichung vom vorliegenden Ausführungsbeispiel im Fall einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß einem der ersten und vierten Aspekte der Erfindung eine Sensoreinheit vorgesehen sein auf dem Endabschnitt in axialer Richtung eines Halteelements zum Halten einer Vielzahl von Wälzelementen, wie beispielsweise zylindrischen Wälzelementen oder konischen Wälzelementen. Zudem sind im Fall einer Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß einem der ersten oder vierten Aspekte der Erfindung die Funksignale nicht beschränkt auf Signale, die als elektrische Wellen übermittelt und empfangen werden können. Die Funksignale können vielmehr auch optische Signale, Ultraschallsignale oder magnetische Signale sein, vorausgesetzt, dass sie drahtlos (per Funk) übertragen und empfangen werden können zwischen einer Übertragungs-Vorrichtung und einer Empfangs vorrichtung. Darüber hinaus wurde hinsichtlich der vorstehenden Ausführungsbeispiele eine Konfiguration beschrieben, in welcher das Wälzlager als ein Vier-Reihen-Wälzlager ausgebildet ist. Aber gemäß der Erfindung ist das Wälzlager nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann das Wälzlager auch als Einzel- oder Doppel-Reihen-Wälzlager ausgebildet sein, oder als Multi-Reihen-Wälzlager wie ein Drei-Reihen- oder Mehrreihen-Wälzlager (Letzteres auch mit einer anderen Anzahl von Reihen als vier).
  • Weil die Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß der Erfindung in der vorstehend beschriebenen Weise strukturiert ist und arbeitet, kann nicht nur die Genauigkeit der Ermittlung eines abnormalen Zustands in dem die Rotation unterstützenden Teil von verschiedenen Industriemaschinen verbessert werden, sondern darüber hinaus können die Arbeitsschritte zum Austauschen oder Ersetzen der in den die Rotation unterstützenden Abschnitten dieser verschiedenen Industriemaschinen zu ersetzenden Teile vereinfacht werden. Zudem können Fehler bei der Aufzeichnung von den die bezüglich der Wälzlagereinheit zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten reduziert werden und gleichzeitig kann dieser Arbeitsschritt der Datenaufzeichnung vereinfacht werden.

Claims (8)

  1. Wälzlagereinheit mit einem Sensor für eine Walzanlage (1), wobei die Wälzlagereinheit umfasst: einen äußeren Ring (11) und einen inneren Ring (9), wobei einer der äußeren (11) und inneren Ringe (9) ein rotierender Ring und der andere ein feststehender Ring ist, und wobei die äußeren (11) und inneren Ringe (9) relativ zueinander rotierbar sind; eine Vielzahl von Wälzelementen (13), die wälzbar eingefügt sind zwischen einen in einer inneren Umgangsoberfläche des äußeren Rings (11) gebildeten äußeren Laufweg (12) und einen in einer äußeren Umfangsoberfläche des inneren Rings (9) gebildeten inneren Laufweg (10); ein Gehäuse (5); eine an dem Gehäuse (5) befestigbare Halte-Abdeckung (17) zum Halten des Lagers innerhalb des Gehäuses; und eine Sensoreinheit (7) zum Messen der Temperaturen und/oder Vibrationen eines die Wälzelemente (13) umfassenden Wälzlagers (6, 21, 49), wobei die Sensoreinheit (7) eine Übertragungs-Vorrichtung (25, 61) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (7) angeordnet ist auf einem Endabschnitt in axialer Richtung des feststehenden Rings (9, 11) oder auf einem Endabschnitt in axialer Richtung eines Endabschnitt-Bauteils (15), das zur Überlagerung auf der Endfläche in axialer Richtung des feststehenden Rings (9, 11) angeordnet ist, oder auf einem Endabschnitt in axialer Richtung eines Halteelements (16) zum Halten wenigstens eines Teils der Wälzelemente (13), wobei eine Antenne (38) als Teil eines Empfangs-Gerätes (8) zum Empfangen von mittels der Übertragungs-Vorrichtung (25, 61) übertragenen Funksignalen an einer Position auf der in axialer Richtung inneren Oberfläche der Halte-Abdeckung (17) angeordnet ist, die im Wesentlichen der Sensoreinheit gegenüberliegt; und wobei ferner ein Kabel (41) in die Halte-Abdeckung (17) eingefügt ist, wobei ein Ende des Kabels (41) verbunden ist mit der Empfangsantenne (38) und das andere Ende des Kabels mit einem Verbinder (42) versehen ist.
  2. Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (7) umfasst: einen Messteil (23) zum Messen der Temperaturen und/oder der Vibratio nen; sowie eine Übertragungs-Vorrichtung (25, 61) zum Übertragen von aus dem Messteil (23) entnommenen Ausgangssignalen oder von Signalen, die nach dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhalten wurden, als Funksignale.
  3. Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (7) umfasst: einen Messteil (23) zum Messen der Temperaturen und/oder Vibrationen; einen Speicher (58) zum Aufzeichnen von Daten, die die aus dem Messteil (23) entnommenen Ausgangssignale oder Signale, die dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhalten wurden, und diejenigen Einträge repräsentieren, die bezüglich des Wälzlagers (6, 21, 49) zu verwalten sind; und einen mit einer externen Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung (64) verbindbaren Verbinder (42), wobei die externe Eingabe/Ausgabe-Vorrichtung (64) einen Eingabeabschnitt zum Aufzeichnen von die bezüglich des Wälzlagers zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten in den Speicher (58) und einen Ausgabeabschnitt zum Ausgeben der aus dem Speicher (58) entnommenen Daten aufweist.
  4. Wälzlagereinheit gemäß Anspruch 3, wobei die bezüglich des Wälzlagers zu verwaltenden Daten eine Identifikations-Kennung des jeweiligen Wälzlagers umfassen.
  5. Wälzlagereinheit mit einem Sensor gemäß Anspruch 1, wobei die Sensoreinheit (7) umfasst: einen Messteil (23) zum Messen der Temperaturen und/oder Vibrationen; einen Speicher (58) zum Aufzeichnen von Daten, die die aus dem Messteil (23) entnommenen Signale oder nach dem Verarbeiten der Ausgangssignale erhaltene Signale sowie diejenigen Einträge repräsentieren, die bezüglich des Wälzlagers zu verwalten sind; eine erste Übertragungs-Vorrichtung (25, 61) zum Übertragen von die Daten repräsentierenden Signalen als Funksignale und eine erste Empfangsvorrichtung (62); wobei ein Abschnitt eines separat von einem die Sensoreinheit tragenden Bauteil ausgebildeten Bauteils wenigstens einen Teil einer zweiten Empfangsvorrichtung (66) zum Empfangen der durch die erste Übertragungs-Vorrichtung (61) übermittelten Funksignale umfasst, sowie einen Teil einer zweiten Übertragungs-Vorrichtung (65) zum Übermitteln der die bezüglich des Wälzlagers (6, 21, 49) zu verwaltenden Einträge repräsentierenden Daten als Funksignale; und wobei die erste Empfangsvorrichtung (62) die mittels der zweiten Übertragungs-Vorrichtung (65) übermittelten Funksignale empfängt
  6. Wälzlagereinheit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Wälzlagereinheit eine Mehrreihen-Wälzlagereinheit ist.
  7. Verwendung einer Mehrreihen-Wälzlagereinheit gemäß Anspruch 6 an einem Walzenstutzen zum Unterstützen der Rotation einer Walze in einer Walzvorrichtung (1) in einer Metallwalzanlage.
  8. Verwendung einer Mehrreihen-Wälzlagereinheit gemäß Anspruch 6 an einem Walzen-Stutzen zum Unterstützen der Rotation einer Walze in einer Walzvorrichtung (1) in einer Anlage zur Papierherstellung.
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