EP2898229A1 - Lager mit indikator - Google Patents

Lager mit indikator

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EP2898229A1
EP2898229A1 EP13759125.1A EP13759125A EP2898229A1 EP 2898229 A1 EP2898229 A1 EP 2898229A1 EP 13759125 A EP13759125 A EP 13759125A EP 2898229 A1 EP2898229 A1 EP 2898229A1
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EP
European Patent Office
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bearing
indicator
bearing according
reaching
cage
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EP13759125.1A
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English (en)
French (fr)
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Horst Brehm
Daniel Callies
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Publication date
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    • F16C41/008—Identification means, e.g. markings, RFID-tags; Data transfer means

Definitions

  • the invention relates to a bearing, in particular rolling bearing, comprising as bearing parts at least one bearing ring, a sealing element or - if the bearing is designed as a rolling bearing - a cage.
  • Such bearings are designed and installed for rotatable and / or sliding storage of components. If the warehouse fails, it remains to be checked and if necessary to prove whether the damage is due to the fact that the warehouse was installed in a way for which it was not designed. For this purpose, the mechanical forces or stresses that have acted on the bearing during operation, to detect and prove.
  • the operating state of a bearing can be monitored by means of electronic sensors, for example by means of piezoelectric pressure sensors or strain gauges, however, such sensors that provide a continuous electrical signal, consuming and not without re-design of the camp to install.
  • This object is achieved according to the invention for the aforementioned bearing by a mechanically, in particular by shock and / or mechanical tensile or compressive stress releasable, arranged on the surface of the body of the bearing part indicator, which has an irreversible, optically detectable change upon reaching a limit.
  • the indicator indicates whether or not the bearing has been exposed during operation to a load above the design limit, so that this overload can be identified as a possible cause of the damage.
  • the indicator is easy to install without having to modify the bearing structurally.
  • Suitable indicators are generally known in the field of packaging, in particular as shock-watch indicators or as rice paint, and can be used for bearings for a modified purpose. It is preferably provided that the indicator comprises a rice paint.
  • the tear paint applied to the surface of the body of the bearing part exhibits line cracks which occur transversely to a tensile load direction and which are optically detectable by simple observation and not only qualitatively determine the achievement or exceeding of a mechanical stress, but also the detection of the load direction, along which the unacceptable mechanical stress has attacked.
  • the indicator performs a color change when the limit value is reached.
  • the indicator is a closed volume of a test liquid, in particular in a Glass tube, includes.
  • Such indicators are basically known as shockwatch indicators and are based on the principle that an impact breaks through the surface tension of the test fluid so that the test fluid changes color.
  • Such indicators can be used in bearings as impact indicators or as an indicator of exceeding an allowable limit speed.
  • the indicator comprises a test film.
  • the test film comprises a material which, when the limit value is reached, carries out a color change, so that, in particular, it is possible to detect mechanical stresses, especially on roller bearing cages, which consist of a stretchable material.
  • Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of a bearing according to the invention.
  • Fig. 1 shows a trained as a rolling bearing, comprising as bearing parts a first, formed as an inner ring bearing ring 1, a second formed as an outer ring bearing ring 2, a cage 3 for guiding rolling elements, not shown, as well as a further bearing part illustrated bearing seal.
  • a shock-indicator is arranged as the first indicator 4, in order to detect radially acting forces with respect to the axis of rotation of the bearing, which occur jerkily and reach a limit, so that the first indicator 4 has an optically detectable color change performs.
  • the first indicator 4 comprises a closed volume of a test liquid in a glass tube, upon reaching the limit, the surface tension of the test liquid is broken and the test liquid performs the irreversible color change.
  • a second indicator 5 is arranged, which comprises a test film which performs a visually detectable, irreversible color change by mechanical stresses, if they reach a limit .
  • the second indicator 5 is arranged radially, ie in the direction of the centrifugal forces, directed, but could also be arranged in a modification of the illustrated embodiment in the circumferential direction of the cage 3, since in the circumferential direction, the material stresses in the cage 3 occur.
  • a portion is provided with a rice paint, wherein one of the four sections with the reference numeral '6' is designated and a third indicator 6 identifies.
  • the tear lacquer forms optically detectable, irreversible tear lines under mechanical tensile stresses, in particular transversely to the direction of the tensile stresses.
  • a circular segment-shaped portion of a pressure measuring film is arranged in each case, one of which by the reference numeral, 7 'and the fourth indicator 7 identifies.
  • the bearing further comprises at least two temperature indicators 8, 9, which are arranged on the cage 3, with respect to the axis of rotation radially opposite each other, on the lateral surface, adjacent to the end face of the cage 3, and perform an irreversible color change upon reaching a critical temperature which is optically detectable.
  • the bearing further comprises a moisture indicator, not shown, which performs a visually detectable irreversible color change upon reaching a critical humidity in the camp;
  • This moisture indicator is, for example, on the inner circumferential surface of the second bearing ring 2 or on the outer surface of the first bearing ring 1, near the end face of the respective bearing ring 1, 2, arranged to allow easy readout of the color of the moisture indicator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

Lager, insbesondere Wälzlager, umfassend als Lagerteile mindestens einen Lagerring (1, 2), ein Dichtelement oder einen Käfig (3). Die Aufgabe, ein für eine nachträgliche Schadensanalyse einfach nachrüstbares Lager anzugeben, das keine wesentlichen konstruktiven Abänderungen gegenüber Standard-Lagern erforderlich macht, wird für das eingangs genannte Lager erfindungsgemäß gelöst durch einen mechanisch, insbesondere durch Stoß und/oder mechanischer Zug- oder Druckspannung auslösbaren, an der Oberfläche des Korpus des Lagerteils angeordneten Indikator (4, 5, 6, 7), der bei Erreichen eines Grenzwertes eine irreversible, optisch erfassbare Änderung aufweist.

Description

Bezeichnung der Erfindung
LAGER MIT INDIKATOR
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Lager, insbesondere Wälzlager, umfassend als Lagerteile mindestens einen Lagerring, ein Dichtelement oder - sofern das Lager als Wälzlager ausgebildet ist - einen Käfig.
Derartige Lager werden zur drehbaren und / oder verschieblichen Lagerung von Komponenten ausgelegt und verbaut. Versagt das Lager, bleibt zu prüfen und ggf. nachzuweisen, ob der Schaden darauf zurückzuführen ist, dass das Lager in einer Weise verbaut worden war, für die es nicht ausgelegt war. Hierzu sind die mechanischen Kräfte bzw. Spannungen, die auf das Lager im Betrieb gewirkt haben, zu erfassen und nachzuweisen.
Der Betriebszustand eines Lagers, auch in der Einbauposition, lässt sich mittels elektronischer Sensoren, beispielsweise mittels piezoelektrischen Drucksensoren oder Dehnungsmessstreifen, überwachen, allerdings sind derartige Sensoren, die ein kontinuierliches elektrisches Signal liefern, aufwendig und nicht ohne Neu-Auslegung des Lagers zu installieren.
Aufgabe der Erfindung
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein für eine nachträgliche Schadensanalyse einfach nachrüstbares Lager anzugeben, das keine wesentlichen konstruktiven Abänderungen gegenüber Standard-Lagern erforderlich macht. Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für das eingangs genannte Lager gelöst durch einen mechanisch, insbesondere durch Stoß und / oder mechanischer Zug- oder Druckspannung auslösbaren, an der Oberfläche des Korpus des Lagerteils angeordneten Indikator, der bei Erreichen eines Grenzwertes eine irreversible, optisch erfassbare Änderung aufweist.
Der Indikator zeigt an, ob das Lager im Betrieb einer oberhalb des konstruktiv bedingten Grenzwertes vorgegebenen Belastung ausgesetzt war oder nicht, so dass diese Überlastung als mögliche Schadensursache ermittelt werden kann.
Der Indikator ist leicht anzubringen, ohne das Lager baulich abändern zu müssen. Geeignete Indikatoren sind grundsätzlich aus dem Gebiet des Verpackungswesens bekannt, insbesondere als Shockwatch-Indikatoren oder als Reisslack, und können, für einen abgewandelten Einsatzzweck, bei Lagern Verwendung finden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Indikator einen Reisslack umfasst. Der auf die Oberfläche des Korpus des Lagerteils aufgetragene Reisslack zeigt linienförmige Risse, die quer zu einer Zugbelastungsrichtung auftreten und die optisch durch einfache Betrachtung erfassbar sind, und ermöglicht nicht nur das Erreichen oder Überschreiten einer mechanischen Spannung qualitativ festzustellen, sondern ebenfalls die Erfassung der Lastrichtung, entlang derer die unzulässige mechanische Spannung angegriffen hat.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Indikator einen Farbumschlag bei Erreichen des Grenzwertes durchführt.
Insbesondere ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Indikator ein abgeschlossenes Volumen einer Testflüssigkeit, insbesondere in einem Glasrohr, umfasst. Derartige Indikatoren sind als Shockwatch-Indikatoren grundsätzlich bekannt und beruhen auf dem Prinzip, dass ein Stoß die Oberflächenspannung der Testflüssigkeit durchbricht, so dass die Testflüssigkeit ihre Farbe ändert. Derartige Indikatoren lassen sich bei Lagern als Stoß-Indikatoren verwenden oder als Anzeiger eines Überschreitens einer zulässigen Grenzdrehzahl.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Indikator eine Testfolie umfasst. Die Testfolie umfasst ein Material, das bei Erreichen des Grenzwertes eine Farbänderung durchführt, so dass sich insbesondere mechanische Spannungen, speziell an Wälzlager-Käfigen, die aus einem dehnbaren Material bestehen, nachweisen lassen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben und erläutert.
Kurze Beschreibung der Figur
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagers.
Detaillierte Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt ein als Wälzlager ausgebildetes Lager, umfassend als Lagerteile einen ersten, als Innenring ausgebildeten Lagerring 1 , einen zweiten, als Außenring ausgebildeten Lagerring 2, einen Käfig 3 zur Führung von nicht dargestellten Wälzkörpern, sowie als weiteres Lagerteil eine nicht dargestellte Lagerdichtung.
An der Stirnfläche des Korpus des Käfigs 3 ist als erster Indikator 4 eine Shockwatch-Indikator angeordnet, um bezogen auf die Drehachse des Lagers radial wirkende Kräfte zu erfassen, die stoßartig auftreten und einen Grenzwert erreichen, so dass der erste Indikator 4 einen optisch erfassbaren Farbumschlag durchführt. Der erste Indikator 4 umfasst ein abgeschlossenes Volumen einer Testflüssigkeit in einem Glasrohr, wobei bei Erreichen des Grenzwertes die Oberflächenspannung der Testflüssigkeit durchbrochen wird und die Testflüssigkeit den irreversiblen Farbumschlag durchführt.
An der Stirnfläche des Korpus des Käfigs 3 ist, bezogen auf die Drehachse dem ersten Indikator 4 radial gegenüberliegend, ein zweiter Indikator 5 angeordnet, der eine Testfolie umfasst, die durch mechanische Spannungen, sofern diese einen Grenzwert erreichen, einen optisch erfassbaren, irrreversiblen Farbumschlag durchführt. Der zweite Indikator 5 ist radial, also in Richtung der Fliehkräfte, gerichtet angeordnet, könnte aber in einer Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels auch in Umfangsrichtung des Käfigs 3 angeordnet sein, da auch in Umfangsrichtung die Materialspannungen in dem Käfig 3 auftreten.
An der Stirnfläche sowohl des ersten Lagerrings 1 als auch des zweiten Lagerrings 2 ist jeweils ein Abschnitt mit einem Reisslack versehen, wobei einer der vier Abschnitte mit dem Bezugszeichen ,6' ausgewiesen ist und einen dritten Indikator 6 ausweist. Der Reisslack bildet unter mechanischen Zugspannungen insbesondere quer zu der Richtung der Zugspannungen optisch erfassbare, irreversible Risslinien aus.
In Umfangsrichtung mittig zwischen je zwei Reisslack-Abschnitten sowohl des ersten Lagerrings 1 als auch des zweiten Lagerrings 2 ist jeweils ein kreissegmentförmiger Abschnitt einer Druckmessfolie angeordnet, von der einer durch das Bezugszeichen ,7' ausgewiesen ist und den vierten Indikator 7 ausweist. Bei mechanischer Belastung werden in der Druckmessfolie des vierten Indikators 7 irreversible mechanische Änderungen hervorgerufen, die beispielsweise mittels polarisiertem Licht optisch erfassbar sind. Das Lager umfasst weiter mindestens zwei Temperaturindikatoren 8, 9, die an dem Käfig 3, bezogen auf die Drehachse einander radial gegenüberliegend, an der Mantelfläche, angrenzend an die Stirnfläche des Käfigs 3, angeordnet sind, und bei Erreichen einer kritischen Temperatur einen irreversiblen Farbumschlag durchführen, der optisch erfassbar ist.
Das Lager umfasst weiter einen bildlich nicht dargestellten Feuchteindikator, der bei Erreichen einer kritischen Luftfeuchte in dem Lager einen optisch erfassbaren irreversiblen Farbumschlag durchführt; dieser Feuchteindikator ist beispielsweise an der inneren Mantelfläche des zweiten Lagerrings 2 oder an der äußeren Mantelfläche des ersten Lagerrings 1 , nahe der Stirnfläche des jeweiligen Lagerrings 1 , 2, angeordnet, um ein leichtes Auslesen der Farbe des Feuchteindikators zu ermöglichen.
Bezugszeichenliste
1 erster Lagerring
2 zweiter Lagerring
3 Käfig
4 erster Indikator
5 zweiter Indikator
6 dritter Indikator
7 vierter Indikator
8 Temperaturindikator
9 Temperatunndikator

Claims

Patentansprüche
Lager, insbesondere Wälzlager, umfassend als Lagerteile mindestens einen Lagerring (1 , 2), ein Dichtelement oder einen Käfig (3),
gekennzeichnet durch einen mechanisch, insbesondere durch Stoß und / oder mechanischer Zug- oder Druckspannung auslösbaren, an der Oberfläche des Korpus des Lagerteils angeordneten Indikator (4, 5, 6, 7), der bei Erreichen eines Grenzwertes eine irreversible, optisch erfassbare Änderung aufweist.
Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (4, 5) einen Farbumschlag bei Erreichen des Grenzwertes durchführt.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (4) ein abgeschlossenes Volumen einer Testflüssigkeit, insbesondere in einem Glasrohr, umfasst.
Lager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (5) eine Testfolie umfasst.
Lager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (7) eine Druckmessfolie umfasst.
Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend einen Temperaturindikator (8, 9), der bei Erreichen einer kritischen Temperatur einen optisch erfassbaren Farbumschlag durchführt.
Lager nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (6) einen Reisslack umfasst.
EP13759125.1A 2012-09-19 2013-08-06 Lager mit indikator Withdrawn EP2898229A1 (de)

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