WO2009052789A1

WO2009052789A1 - Vorrichtung zum erfassen der belastung eines lagers

Info

Publication number: WO2009052789A1
Application number: PCT/DE2008/001694
Authority: WO
Inventors: Carsten Duppe; Martin Kram
Original assignee: Schaeffler Kg
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2009-04-30
Also published as: CN101981424B; CN101981424A; US20100303400A1; DE102007050576B4; DE102007050576A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung der Belastung eines mindestens einen Lagerring (2, 3) aufweisenden Lagers (1), insbesondere eines Wälzlagers, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Sender (6) für elektromagnetische Strahlung, und einen Empfänger (7) für die von dem Sender (6) abgestrahlte Strahlung. Die Aufgabe, eine Platz sparende und einfache Vorrichtung zum Erfassen der Belastung des Lagerrings des Lagers anzugeben, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Lichtleiter (8) vorgesehen ist, in den der Sender (6) die elektromagnetische Strahlung einkoppelt, und dass der Lichtleiter (8) an einer Fläche (15) des mindestens einen Lagerrings (2) angeordnet ist, und dass der mindestens eine Lagerring (2) in dem Bereich eines von dem Lichtleiter (8) ausgehenden evanescenten Feldes liegt. Die Erfindung betrifft weiter ein Lager, insbesondere Wälzlager, mit mindestens einem Lagerring (2, 3) mit einer Vorrichtung zur Erfassung der Belastung des mindestens einen Lagerrings (2, 3).

Description

Schaeff ler KG Industriestr. 1 - 3, 91074 Herzogenaurach

Bezeichnung der Erfindung

Vorrichtung zum Erfassen der Belastung eines Lagers

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Erfassung der Belastung eines mindestens einen Lagerring aufweisenden Lagers, insbesondere eines Wälzlagers, sowie ein Lager, insbesondere ein Wälzlager, nach Anspruch 10.

Aus der Praxis der Lager, insbesondere der Wälzlager, ist bekannt, dass bei Betrieb des Lagers der mindestens eine Lagerring des Lagers einer reversiblen Verformung unterliegt. Wird diese Verformung des Lagerrings beispielsweise mittels optischer Verfahren erfasst, lässt sich auf die im Betrieb des Lagers auftretende mechanische Belastung des mindestens eines Lagerrings schließen. DE 10 2004 043 754 B3 beschreibt eine Vorrichtung zum Erfassen der Belastung eines Lagerrings eines Lagers, speziell eines Außenrings eines Wälzlagers. Die Vorrichtung umfasst einen außen an dem Lager angeordneten Sender für elektromagnetische Strahlung im Bereich des sichtbaren Lich- tes sowie einen Empfänger zum Erfassen der von dem Sender ausgestrahlten Strahlung. Zwischen dem Sender und dem Empfänger ist ein ebenfalls außen an dem Lagerring angeordneter Lichtdurchlass ausgebildet, der nach Art eines Spaltes, eines Schlitzes oder einer Bohrung ausgebildet ist. Treten in dem Lagerring mechanische Verformungen auf, verändert sich die Gestal- tung des Lichtdurchlasses, insbesondere verengt sich der Lichtdurchlass, so dass der Empfänger eine verminderte Intensität erfasst und die mechanische Verformung des Lagerrings ermittelbar wird. Nachteilig ist, dass der Lichtdurchlass einen erheblichen Platz außen an dem Lagerring beansprucht, auch weil der Lichtdurchlass eine deutliche Erstreckung senkrecht zu der Achse des Wälzlagers aufweist. Ungünstig ist ferner, dass sich die Geometrie des Lichtdurchlasses auch durch andere Vorgänge als die in dem Lagerring auftretende Verformung ändern kann, beispielsweise kann der aus Kunststoff ausgebildete Lichtdurchlass mit der Zeit altern und sich verjüngen. Ungünstig ist auch, dass nur ein Bruchteil der von dem Sender abgestrahlten Strahlung den Empfänger erreicht und an dem Lichtdurchlass geblockt wird, so dass ein leistungsstarker Sender bzw. ein sehr empfindlicher Empfänger erforderlich ist, um ein deutlich über dem Rauschpegel auswertbares Signal zu erfassen. Auch beeinflussen Faktoren wie Temperatur oder Luftfeuchte zwischen dem Sender und dem Empfänger der Umgebung des Lichtdurch- lasses das Messergebnis.

Aufgabe der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Platz sparende und einfache Vorrichtung zum Erfassen der Belastung des Lagerrings des Lagers anzugeben. Zusammenfassung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für die genannte Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 für ein Lager nach Anspruch 10 gelöst.

Der Lichtleiter zwischen dem Sender und dem Empfänger ermöglicht, den in dem Lichtleiter eingekoppelten Strahl des Senders weitgehend unbeeinflusst von der Umgebung zu führen. Auch kommt es zu keinen Verlusten an der Intensität des Strahles durch zwischen dem Sender und dem Empfänger angeordnete optische Elemente. Damit kann sichergestellt werden, dass eine von dem Empfänger erfasste Reduzierung der Lichtintensität auf den Lichtleiter zurückzuführen ist und nicht auf andere Faktoren.

In dem Lichtleiter tritt an dessen Außenfläche eine Totalreflektion auf, so dass sich optische Verluste weitgehend vermeiden lassen. Bei der Totalreflektion tritt der in dem Lichtleiter befindliche Strahl an der Außenfläche auf ein optisch dünneres Medium, in das der Strahl exponentiell mit dem Abstand zu der Außenfläche des Lichtleiters gedämpft eindringt. Für IR- Strahlung liegt die Reichweite dieses evanescenten Feldes in der Größen- Ordnung der Wellenlänge der Strahlung, beträgt also ca. einige Mikrometer. Ändert sich die Umgebung des Lichtleiters im Bereich des evanescenten Feldes, ändert sich ebenfalls die von dem Empfänger erfasste Intensität des Lichtstrahls, so dass eine hohe räumliche Auflösung in einer Richtung senkrecht zu der Achse des Lagers erreichbar ist.

Als vorteilhaft erweist sich weiter, dass der Lichtleiter sehr dünn ausgebildet und damit einen geringen Platz an dem Lager beansprucht, sowie weiter, dass der Lichtleiter preisgünstig in der Herstellung und robust im Betrieb ist.

Damit der Lagerring im Bereich des von dem Lichtleiter ausgehenden evanescenten Feldes liegt, kann vorgesehen sein, dass der Lichtleiter von der Fläche des Lagerrings einen Abstand einhält, der in der Größenordnung der Reichweite des evanescenten Feldes, also im wesentlichen in der Größenordnung der Lichtwellenlänge des Lichtleiters liegt. Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass der Lichtleiter auf der Fläche des Lagerrings aufliegt, so dass eine Kontaktfläche zwischen dem Lichtleiter und der Fläche des Lagerrings ausgebildet wird, wobei sich bei Beanspruchung des Lagerrings der Betrag der Kontaktfläche zwischen dem Lichtleiter und der Fläche des Lagerrings ändert.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Lichtleiter sich mindestens ab- schnittsweise im wesentlichen parallel zu einer Achse des Lagers erstreckt. Der Lichtleiter erfasst insbesondere dann ein Signal, wenn seiner Anordnung an dem Lager entsprechende Stelle der Laufbahn in dem Innern des Lagers beansprucht wird, so dass sich die Möglichkeit einer räumlich aufgelösten Erfassung der Lagerbelastung entlang des Umfangs des Lagers ergibt.

Alternativ hierzu ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Lichtleiter sich mindestens abschnittsweise unter einem hohen, annähernd senkrechten Winkel zu einer Achse des Lagers erstreckt. Dabei kann der Lichtleiter den Lagerring teilweise oder mehrfach umlaufen, so dass eine über den Umfang des Lagerrings gemittelte Belastung des Lagerrings erfasst werden kann. Auch ist es möglich, nur geringe Belastungen des Lagerrings zu erfassen bzw. die Vorrichtung bei Lagerringen mit breiten Abmessungen vorzusehen, die bei Belastung eine nur geringe Änderung der äußeren Abmessungen erfahren.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Lichtleiter in einer in der Fläche des Lagerrings ausgebildeten Nut aufgenommen ist. Der Lichtleiter steht damit nicht über den äußeren Umfang des Lagerrings vor.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein optisches Zwischenelement vorge- sehen ist, das zwischen der Fläche des Lagerrings und dem Lichtleiter angeordnet ist, und das mindestens abschnittsweise in dem von dem Lichtleiter ausgehenden evanescenten Feld überdeckt wird. Nähert sich das optische Zwischenelement dem Lichtleiter, wird ein Teil der Intensität des in den Lichtleiter eingekoppelten Strahls über das evanescente Feld in das Zwischenelement ausgekoppelt, insbesondere dann, wenn das Zwischenelement einen vergleichbaren Brechungsindex aufweist wie der Außenbereich des Lichtleiters, in dem die Totalreflexion stattfindet. Auf diese Weise lässt sich dann, wenn das Zwischenelement an der Formänderung des Lagerrings unter Belastung teilnimmt, eine deutliche Schwächung des durch den Lichtleiter übertragenen Strahls erzielen, die die Formänderung des Lagerrings eindeutig nachweisbar macht. Das Zwischenelement weist den weiteren Vor- teil auf, Unterschiede in der geometrischen Ausgestaltung sowohl der Fläche des Lagerrings als auch der Außenfläche des Lichtleiters auszugleichen. Tritt beispielsweise bei dem Lichtleiter das evanescente Feld bei einem flachen oder abgeflachten Abschnitt aus und ist die Fläche des Lagerrings gekrümmt, kann das Zwischenelement eine erste, dem Lagerring zugekehrte Fläche von komplementärer Krümmung und eine zweite, dem Lichtleiter zugekehrte Fläche von im wesentlichen ebener Ausgestaltung aufweisen. Alternativ hierzu kann der Lichtleiter einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, bei dem das evanescente Feld an einem kreissegmentförmigen Abschnitt auftritt, und das Zwischenelement eine zweite, dem Lichtleiter zuge- kehrte Fläche aufweisen, die im Querschnitt ebenfalls kreis- oder kreisseg- mentförmig ausgebildet ist, so dass zwischen der Außenfläche des Lichtleiters und der zweiten Fläche des Zwischenelementes ein konstanter Abstand eingestellt ist. Die erste, dem Lagerring zugekehrte Fläche des Zwischenelementes kann so ausgestaltet sein, dass das Zwischenelement auf dem Lagerring leicht befestigbar ist.

Es versteht sich, dass das Zwischenelement und der Lichtleiter zu einer baulichen Einheit zusammengefasst werden können, wobei die bauliche Einheit ebenfalls auch den Sender bzw. den Empfänger umfassen kann. Die bauli- che Einheit umfasst dabei ebenfalls den Spalt zwischen dem Lichtleiter und dem Zwischenelement, in dem das evanescente Feld auftritt, das in der baulichen Einheit gegenüber einer äußeren Beeinflussung geschützt ist. Besonders bevorzugt ist, dass eine Nut und ein Zwischenelement vorgesehen ist, wobei das Zwischenelement in der Nut aufgenommen und beispielsweise an den Flanken der Nut abgestützt ist.

Vorzugsweise ist der Sender ein Sender für IR-Strahlung, wobei im Bereich des Infraroten (IR) der Brechungsindex vieler IR-durchlässiger Materialien höher als im Bereich des sichtbaren Lichtes ist, so dass bereits bei niedrigen Einfallswinkel Totalreflexion an der Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium unter Ausbildung eines evanescenten Feldes auftritt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Fläche eine Außenfläche, insbesondere eine Mantel- oder Stirnfläche, des mindestens einen Lagerrings ist, wobei sich der Lichtleiter einfach für auch in Einbaustellung befindliche Lager einfügen lässt. Auch lässt sich eine Nut bzw. ein Zwischenelement an einer von aussen zugänglichen Stelle des Lagers leicht nachträglich anfügen. Alternativ hierzu kann eine Bohrung in dem Korpus des Lagerrings vorgesehen sein, die als Fläche eine innere Mantelfläche aufweist, wobei der Lichtleiter in der Bohrung in geringen Abstand zu der inneren Mantelfläche und damit in räumlicher Nähe zu der Laufbahn, an der die mechanische Be- anspruchung des Lagers entsteht, angeordnet ist.

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 anliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher beschrieben und erläutert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung der Belastung eines Lagerrings eines erfindungsgemäßen Wälzlagers,

Fig. 1a zeigt den Bereich ,D' aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Einheit aus einem Sender, einem Empfänger und einem Lichtleiter, die Bestandteil der Vorrichtung aus Fig. 1 ist,

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 , und

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt ein als Wälzlager ausgebildetes Lager 1 , das als Lagerringe einen Außenring 2 und einen Innenring 3 umfasst. Das Lager 1 umfasst weiter acht Wälzkörper 4, die auf Laufbahnen an der Innenseite des Außenrings 2 bzw. des Innenrings 3 abrollen und dabei eine mechanische Belastung dem jeweiligen Lagerring 2, 3 übertragen. Die acht Wälzkörper 4 sind mittels eines Wälzlagerkäfigs auf Abstand zueinander gehalten, so dass zueinander benachbarte Wälzkörper einen Winkel von 45° einschließen. In dem Innenring 3 ist eine Welle 10 drehfest aufgenommen, so dass das Lager 1 die Welle 10 an einer nicht dargestellten Lagerumgebung lagert. Bezüglich der Lagerumgebung ist der Außenring 2 feststehend angeordnet. Das Lager 1 umfasst eine Vorrichtung 5 zum Erfassen der Belastung des Außenrings 2, wobei die Vorrichtung 5 acht Sender 6 aufweist, die mit jeweils acht Empfängern 7 mittels jeweils eines Lichtleiters 8 verbunden sind. Jeder der Sender 6 ist mit dem Empfänger 7 und dem Lichtleiter 8 zu einer baulichen Einheit 9 zusammengefasst (Fig. 2), wobei jede der sechs baulichen Einheiten 9 gleichartig aufgebaut ist, so dass im folgenden nur jeweils ein Sender 6, ein Empfänger 7 sowie ein Lichtleiter 8 und damit nur eine der baulichen Einheiten 9 näher beschrieben wird. Die jeweilige bauliche Einheit 9 ist entlang des Außenumfangs des Außenrings 2 in jeweils gleichen Abstand angeordnet, so dass zwischen zwei baulichen Einheiten 9 ein Winkel von 45° eingeschlossen wird.

An der Mantelfläche des Außenrings 2 sind acht in Richtung der Achse des Lagers 1 erstreckende Nuten 11 angeordnet, die ebenfalls untereinander einen Winkel von jeweils 45° einschließen.

Fig. 1a zeigt den Ausschnitt ,D' aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, in teilgeschnittener Ansicht bezüglich der Vorrichtung 5. Es ist erkennbar, dass an dem Grund der Nut 11 ein Zwischenelement 16 angeordnet ist, das einen Spalt 17 zu dem Lichtleiter 8 aufweist. In den Bereich des Spaltes 17 tritt aus dem Lichtleiter 8 dort, wo dessen Ummantelung ausgespart ist, das evanescente Feld aus, das bis zu dem Zwischenelement 16 reicht. Ein Abschlusselement 18 grenzt mit einer halbkreisförmigen Ausnehmung an den Lichtleiter 8 und fixiert diesen in dem Zwischenelement 16. Es versteht sich, dass das Abschlusselement 18 den Lichtleiter 8 auch direkt an einer äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 festlegen kann.

Fig. 3 zeigt, dass der Lichtleiter 8 in der Nut 11 an der äußeren Mantelfläche des Außenrings 2 parallel zu einer Achse des Lagers 1 angeordnet ist. Der Lichtleiter 8 ist dabei in der Nut 11 mit einem Abstand zu der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 angeordnet, wobei der Abstand zu der äußeren Mantelfläche 15 einige Mikrometer beträgt und damit in Fig. 1a nicht maßstäblich dargestellt ist. Hierzu ist der Lichtleiter 8 bzw. die diesen aufnehmende bauliche Einheit 9 mit nicht näher dargestellten Mitteln an dem Außenring 2 befestigt.

Fig. 4 zeigt eine außen umlaufende Nut 12 an der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2, die von der ersten Stirnseite 13 des Außenrings 2 beginnend und an der zweiten Stirnseite 14 des Außenrings 2 endend den Außenring 2 um mehr als ca. 180° und damit über mehr als ca. die Hälfte des Umfangs des Außenrings 2 umläuft. Die Nut 12 nimmt dabei eine Vorrichtung 15 zum Erfassen der Belastung des Außenrings 2 auf, die ebenfalls einen nicht dargestellten Lichtleiter 8 zwischen einem Sender 6 und einem Empfänger 7 umfasst. Der Lichtleiter 8 schließt in diesem Fall einen hohen Winkel zu der Achse des Wälzlagers 1 ein.

Der in Fig. 2 dargestellt Lichtleiter 8 weist an seiner der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 zugekehrten Seite eine Aussparung auf, an der die den Lichtleiter 8 umhüllende Ummantelung fortgelassen ist, so dass der Lichtleiter 8 mit seiner äußeren, einen hohen Brechungsindex aufweisenden Außenschicht in der in Fig. 1 bzw. Fig. 3 dargestellten Ein- baustellung auf die Mantelfläche 15 des Außenrings 2 zuweist. In diesem Bereich tritt aus dem Lichtleiter 8 das evanescente Feld aus, das den Spalt 17 zwischen der Außenschicht des Lichtleiters 8 und der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 ausfüllt.

Der Sender 6 sendet insbesondere IR-Strahlung aus, die von dem Empfänger 7 erfasst wird. Der Lichtleiter 8 besteht aus einem für IR- Strahlung transparenten Material mit einem hohen Brechungsindex, beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere aus Polycarbid oder Polymethylmethacrylat.

Die Erfindung funktioniert nun wie folgt: An dem Abschnitt des Lichtleiters 8, an dem die Ummantelung ausgespart ist, tritt bei Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Korpus des Lichtleiters 8 zu dem Spalt 17 aus dem Lichtleiter 8 ein evanescentes Feld aus, das sich zwischen dem Lichtleiter 8 und dem dem Lichtleiter 8 gegen- überliegenden Abschnitt der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 in dem Spalt 17 ausbildet und . mindestens teilweise in den Bereich des Zwischenelementes 16 hineinreicht. Tritt eine mechanische Beanspruchung des Lagers 1 auf, beispielsweise, wenn einer der Wälzkörper 4 eine Stelle überrollt, an der der Lichtleiter 8 angeordnet ist, ändert sich der Abstand zwischen dem Lichtleiter 8 und der Mantelfläche 15 des Außenrings 2 bzw. zwischen dem Lichtleiter 8 und dem Zwischenelement 16 und damit die Breite des Spaltes 17 in radialer Richtung. Dabei wird ebenfalls das evanescente Feld beeinflusst, beispielsweise dadurch, dass eine diffuse Streuung an der äußeren Mantelfläche 15 oder eine unvollständige Reflexion des auf die äußere Mantelfläche 15 auftreffenden Teils des evanescenten Feldes bewirkt, dass die Strahlung für den Lichtleiter 8 verloren geht. Ebenfalls nähert sich das Zwischenelement 16 dem Lichtleiter 8 an, so dass Strahlung aus dem Lichtleiter 8 in das Zwischenelement 16 übertritt, allerdings das Zwischenelement 16 nicht mehr verlassen kann, das die Strahlung in dem Zwischenelement 16 totalreflektiert wird Insgesamt resultiert bei einer Annäherung des Lichtleiters 8 an das Zwischenelement 16 bzw. an die äußere Mantelfläche 15 eine Verringerung der den Lichtleiter 8 durchsetzenden Strahlungsintensität. Der Empfänger 8 erfasst die Änderung der Intensität des durch den Lichtleiter 8 transmittierten Strahlungsanteils und erfasst derart die mechanische Belastung des Außenrings 2.

Bei einer Anordnung der Lichtleiter 8 wie in Fig. 1 , bei der die Stellungen der Lichtleiter 8 entlang des Umfangs der Mantelfläche 15 des Außenrings der Stellung der Wälzkörper 4 in dem Wälzlagerkäfig entspricht, erfasst jeder der acht Lichtleiter 8 eine maximale Beanspruchung in dem Moment, wenn einer der Wälzkörper 4 den Lichtleiter 8 passiert. Eine Vergleichsschaltung, die die Messergebnisse der acht Lichtleiter 8 untereinander vergleicht, kann dann feststellen, ob jeder der Wälzkörper 4 eine in Betrag und Richtung vergleichbare mechanische Belastung auf den Außenring 2 überträgt. Weiter lässt sich feststellen, ob die Wälzkörper 4 die Lichtleiter 8 tatsächlich gleichzeitig passieren, oder ob einzelne Wälzkörper 4 einen zeitlichen Verzug aufweisen, der auf eine beschädigte Lagerung des betreffenden Wälzkörpers 4 in dem Wälzlagerkäfig hindeuten kann.

Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Lichtleiter 8 an der äußeren Mantelfläche 15 des Außenrings 2 aufliegen bzw. in einem der Erstreckung des evanescenten Feldes entsprechenden Abstand von der äußeren Mantelfläche 15 angeordnet sind, kann vorgesehen sein, dass die Lichtleiter 8 nicht in der Nut 11 oder 12 angeordnet ist, sondern unmittelbar an der äußeren Mantelfläche 12 anliegt bzw. einen Spalt zu der äußeren Mantelfläche 12 ausbildet. Weiter kann eine Nut an der Innenseite des Innenrings 3 ausgebildet sein, alternativ oder ergänzend hierzu kann die Nut 12 an der Mantelfläche 15 des Außenrings mehrere Lichtleiter aufnehmen bzw. es können mehrere Nuten 12 vorgesehen sein, deren jede einen Lichtleiter aufnimmt. Ebenso ist es nicht zwingend erforder- lieh, dass der mindestens eine Lichtleiter an der äußeren Mantelfläche 15 angeordnet ist; statt dessen könnte der mindestens eine Lichtleiter 8 an einer Stirnfläche des Lagerrings oder an einer inneren Mantelfläche an- oder aufliegen bzw. in einer an die Fläche eingebrachten Nut aufgenommen sein.

Es versteht sich weiter, dass der Lichtleiter auch in dem Innenraum des Lagers 1 , etwa in einem Abstand der von den Wälzkörpern 4 durchlaufenen Laufbahn, angeordnet sein kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel bildete sich das evanescente Feld zwischen dem Lichtleiter 8 und dem Zwischenelement 16 an der äußeren Mantelfläche 15 des Korpus des Außenrings 2 aus. Es versteht sich, dass das optische Zwischenelement 16 zwischen dem Lichtleiter 8 und der Fläche des Lagerrings fortgelassen sein kann sein kann, so dass sich das evanescente Feld im wesentlichen zwischen der äußeren oder inneren Mantelfläche des Innenrings oder des Außenrings und dem Lichtleiter 8 ausbildet.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erstreckte sich jeder der Lichtleiter 8 entlang der gesamten Längserstreckung des Lagers 1 in Richtung der Lagerachse des Lagers 1. Es versteht sich, dass der Lichtleiter 8 nur abschnittweise zwischen sich und der Fläche des Lagerrings das evanescente Feld ausbildet. Ist beispielsweise ein zweireihiges Lager mit zwei Gruppen von Wälzkörpern vorgesehen, kann ein erster Lichtleiter die durch die erste Gruppe der Wälzkörper und der gleiche erste Lichtleiter bzw. ein zweiter Lichtleiter die von der zweiten Gruppe der Wälzkörper übertragene mechanische Beanspruchung des Lagerrings erfassen.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wies der Lichtleiter 8 einen in Fig. 1a erkennbaren runden Querschnitt auf. Es versteht sich, dass die Erfindung auch für Lichtleiter mit anderer Querschnittsgeometrie vorgesehen sein kann, beispielsweise für Lichtleiter, deren auf die äußere Mantelfläche 12 bzw. das Zwischenelement 16 zuweisende Seite einen gerade Verlauf aufweist, insbesondere dann, wenn die auf den Lichtleiter 8 zuweisende Seite der Mantelfläche 12 bzw. des Zwischenelementes 16 ebenfalls eben ausgebildet ist, so dass der Spalt 17 von zwei gerade, parallelen Seiten begrenzt wird.

Die Erfindung ist ebenfalls nicht auf Wälzlager beschränkt, sondern bezieht sich auch auf andere Lagerarten, insbesondere auch auf Gleitlager, speziell auf Gelenk- oder Lineargleitlager. Bezugszeichenliste

1 Lager

2 Außenring 3 Innenring

4 Wälzkörper

5 Vorrichtung zum Erfassen der Belastung des Lagerrings

6 Sender

7 Empfänger 8 Lichtwellenleiter

9 bauliche Einheit

10 Welle

11 Nut an Außenring 2 (Fig. 1 bis 3)

12 Nut an Außenring 2 (Fig. 4) 13 erste Stirnfläche des Außenrings 2

14 zweite Stirnfläche des Außenrings 2

15 äußere Mantelfläche des Außenrings 2

16 Zwischenelement

17 Spalt 18 Abschlusselement

Claims

Schaeff ler KG Industriestr. 1 - 3, 91074 HerzogenaurachPatentansprüche

1. Vorrichtung zur Erfassung der Belastung eines mindestens einen La- gerring (2, 3) aufweisenden Lagers (1), insbesondere eines Wälzlagers, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Sender (6) für elektromagnetische Strahlung, und einen Empfänger (7) für die von dem Sender (6) abgestrahlte

Strahlung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtleiter (8) vorgesehen ist, in den der Sender (6) die elekt- romagnetische Strahlung einkoppelt, und dass der Lichtleiter (8) an einer Fläche (15) des mindestens einen

Lagerrings (2) angeordnet ist, und dass der mindestens eine Lagerring (2) in dem Bereich eines von dem

Lichtleiter (8) ausgehenden evanescenten Feldes liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (8) sich mindestens abschnittsweise im wesentlichen parallel zu einer Achse des Lagers (1) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (8) sich mindestens abschnittsweise unter einem hohen Winkel zu einer Achse des Lagers (1) erstreckt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter in einer in der Fläche des Lagerrings (2, 3) ausgebildeten Nut (11 , 12) aufgenommen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Zwischenelement (16) vorgesehen ist, das zwischen der Fläche (15) des Lagerrings (2) und dem Lichtleiter (8) angeordnet ist, und das mindestens abschnittsweise in dem von dem Lichtleiter (8) ausgehenden evanescenten Feld überdeckt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (16) in der Nut (11 , 12) aufgenommen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (6) ein Sender für IR-Strahlung ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter (8) aus Kunststoff, insbesondere aus Po- lycarbid oder Polymethylmethacrylat, hergestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (15) eine Außenfläche, insbesondere eine Mantel- oder Stirnfläche, des mindestens einen Lagerrings (2) ist.

10. Lager, insbesondere Wälzlager, mit mindestens einem Lagerring (2, 3), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Erfassung der Belastung des mindestens einen Lagerrings (2, 3) des Lagers (1 ).