WO2015106741A1

WO2015106741A1 - Hydrodynamisches gleitlager und verfahren zur betriebszustandsüberwachung eines hydrodynamischen gleitlagers

Info

Publication number: WO2015106741A1
Application number: PCT/DE2014/200588
Authority: WO
Inventors: Sven Claus; Jürgen GIERL
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-07-23
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: DE102014200712A1

Abstract

Es ist ein hydrodynamisches Gleitlager (1) zur Lagerung einer Welle (9) offenbart, das mindestens ein Gleitelement (5) mit einer Gleitfläche (6) umfasst. Erfindungsgemäß ist auf mindestens einen Gleitelement (5) mindestens ein Sensor (11) aufgebracht, der aus einem funktionellen Schichtsystem (13) aufgebaut ist.. Von einem Signalabgriffselement (15) des Sensors (11) werden dann über mindestens eine elektrische Leitung (17) die Messwerte an eine Auswerteeinheit (19) geleitet. Anschließend werden in der Auswerteeinheit (19) die Messwerte ausgewertet und daraus im Betrieb des hydrodynamischen Gleitlagers (1) Aussagen über den Betriebszustand des hydrodynamischen Gleitlagers (1) mit Blick auf Lasten, Verformung und Temperatur abgeleitet.

Description

Hydrodynamisches Gleitlager und Verfahren zur Betriebszu- Standsüberwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrodynamisches Gleitlager zur Lage- rung einer Welle, das mindestens ein Gleitelement mit einer Gleitfläche um- fasst.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Betriebszustands- überwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers.

Hintergrund der Erfindung Allgemeine Anwendungsgebiete der klassischen Hydrodynamik sind große E- lektromotoren und Generatoren (im Mega-Watt-Bereich), Turbinen, Verbrennungsmotoren für Automobile, Nutzfahrzeuge, Trucks, Schiffe und Bahn sowie für große Industriegebiete. Soll aber in einer Lagerung eine Reibung zwischen relativ zueinander bewegten Elementen (insbesondere im An- und Auslauf) ge- senkt werden, finden häufig hydrostatische Lagerungen Anwendung, wie beispielsweise bei Anfahr- und Auslaufvorgängen, beim Anfahren unter Last oder beim Auftreten von Betriebs- und Randbedingungen.

Ein solches hydrostatisches Gleitlager weist einen aktiven Schmierstoffkreis- lauf aus, welcher mit einer externen Pumpe aufrechterhalten wird und der durch den Lagerspalt zwischen den relativ zueinander bewegten Elementen geführt wird. Im Lagerspalt baut sich ein dünner hydrostatischer Tragfilm auf, welcher die Reibung zwischen relativ zueinander bewegten Elementen senkt. Zur Schadensprävention von hydros^{^ ^ '}^n Gleitlagern werden Systeme ein- gesetzt, die abnormale Lagerzustände erkennen und entsprechende sichernde Maßnahmen gegen Schäden und Lagerausfällen einleiten. Messtechnisch sind dann Sensoren für die Messung von Temperaturen im Bereich der sich verengenden Spalten bekannt. Ferner ist aus dem Bereich von Versuchseinrichtun- gen bekannt, dass Schmierfilmdickenhöhen mittels Hydrostatik und durch Verwendung kapazitiver Abstandsmessung eingesetzt werden.

Aber auch bei hydrodynamischen Gleitlagern, bei denen der Schmierfilm erst durch die Bewegung des Gleitlagers erzeugt wird, werden bereits Betriebszu- standsgrößen gemessen. So erfolgt beispielswiese die Temperaturmessung in mindestens einem Gleitelement des hydrodynamischen Gleitlagers, wie z. B. in einer Lagerschale nahe einer Gleitflächenzone. Ferner ist auch die Messung einer Wellenverlagerung in verschiedene Richtungen als Indikator für das Vorherrschen der Hydrodynamik, sprich das Vorhandensein eines trennenden Schmierfilms, gängig. Allerdings ist die dafür zu verwendende Sensorik oft recht aufwendig eingebracht, wie beispielsweise in kleine Bohrungen in den Gleitelementen, wie in einer Lagerschale oder in einem Kippsegment eines Kippsegmentlagers, in denen ein Temperatursensor (z. B: ein PT100) eingesteckt ist. Die Herausforderung ist hier, nahe an die Gleitfläche zu kommen, aber nicht mit der Bohrung durchzudrücken bzw. diese Stelle nahe der Boh- rung nicht zu schwächen. Bisher angewandte Wellenverlagerungssensoriken werden von außen auf die Welle gerichtet. Oft sitzen die Sensoren dann außerhalb eines Gehäuses eines hydrodynamischen Gleitlagers. Dabei schauen dann oft Kabel heraus und die verwendete Sensorik/Auswertetechnik ist zudem sehr teuer. Um Verformungen sicher messen zu können, werden Dehnmess- streifen eingesetzt, die aufwendig angeordnet und verklebt werden müssen. Dabei ist die Verklebestelle immer recht heikel (z. B. Lösen der Klebeverbindung unter Fliehkrafteinfluss). Zudem stehen diese Dehnmessstreifen immer hervor und stellen potenzielle Gefahrenstellen dar. Eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist daher, ein hydrodynamisches Gleitlager zu schaffen, das im Betrieb Messdaten zum Zustand des hydrodynamischen Gleitlagers sammelt und so in einfacher Weise die Überwachung von Lasten und Lastverteilung im hydrodynamischen Gleitlager erlaubt. Diese Aufgabe wird durch ein hydrodynamisches Gleitlager gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 umfasst.

Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist, ein einfaches Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers anzugeben, das Lagerbelastungen kontinuierlich misst und somit den Gleitlager- zustand überwacht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers, das die Merkmale im Anspruch 10 umfasst.

Das erfindungsgemäße hydrodynamische Gleitlager zur Lagerung einer Welle umfasst mindestens ein Gleitelement mit einer Gleitfläche Insbesondere ist das erfindungsgemäße hydrodynamische Gleitlager ein Kippsegmentlager, wie beispielsweise ein Axial-Kippsegmentlager, ein Radial- Kippsegmentlager oder eine Kombination eines Axial-Kippsegmentlagers und Radial-Kippsegmentlagers. Ebenso ist aber auch denkbar, dass das erfindungsgemäße hydrodynamische Gleitlager als ein Festsegmentlager oder ein Einflächengleitlager ausgebildet ist. Neue potenzielle und zukunftsträchtige Anwendungsfeder für derartige hydrodynamische Gleitlager sind Windkraftanlagen sowie Meereskraft- und Strömungskraftwerke, bei denen diese Lager in der Hauptrotorlagerung Anwendung finden.

Da bei hydrodynamischen Gleitlagern nicht wie im Falle von Wälzlagern eine Ermüdungstheorie angesetzt werden kann, bei der eine Vollschmierung oder Mischreibung angenommen wird und die Werkstoffeigenschaften, wie Festigkeit etc., der Lagerkomponenten bekannt sind, müssen diese Gleitlager mit ei- ner minimalen Schmierfilmdicke ausgelegt werden, um somit Bearbeitungsun- genauigkeiten (Rundlauf, Rundheit, ...) und Oberflächenbeschaffenheiten (Ra, Rz, Rpk, ...) vergleichen zu können. Daraus lassen sich dann erst Aussagen zum Betriebszustand eines hydrodynamischen Gleitlagers ableiten. Einflusspa- rameter auf das sich einstellende Betriebsspiel und die Leistungsfähigkeit des hydrodynamischen Gleitlagers im Betrieb sind Temperatur, örtliche Pressungen im Kontaktbereich (Keilspalt) und die Schmierfilmhöhe.

Erfindungsgemäß ist auf dem mindestens einen Gleitelement mindestens ein Sensor aufgebracht, der aus einem funktionellen Schichtsystem aufgebaut ist. Dieses funktionelle Schichtsystem zeichnet sich dadurch aus, dass das nur mit wenigen Mikrometern beschichtete Gleitelement des hydrodynamischen Gleitlagers dann nicht nur Kräfte überträgt, sondern auch physikalische Größen wie Drehmomente, Kräfte, Dehnung oder Temperatur erfasst und überträgt. So können die Lagerbelastungen kontinuierlich gemessen und überwacht werden. Um Messsignale abgreifen zu können, besteht jeder Sensor neben einer verformungssensitiven Messschicht, die das funktionelle Schichtsystem ist, aus wenigstens einem Signalabgriffselement. Dabei kann die verformungssensitive Messschicht insbesondere aus einem metallischen Material oder einem Halbleitermaterial bestehen. Insbesondere kann die verformungssensitive Mess- schicht aus einer Nickel-Legierung oder aus Titanoxinitrid bestehen.

Diese formungssensitive Messschicht verformt sich im Betrieb entsprechend einer Verformung des mindestens einen Gleitelements. D. h. eine Verformung des Gleitelements wird auf die formungssensitive Messschicht„übertragen". Die verformungssensitive Messschicht wird somit, je nach Verformung, positiv (Streckung) oder negativ (Stauchung) gedehnt.

Auch kann das mindestens eine Gleitelement des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Gleitlagers eine Schutzschicht vorsehen. Diese Schutzschicht ist dann auf der formungssensitiven Messschicht aufgebracht und dient im We- sentlichen dem Schutz der formungssensitiven Messschicht vor Verunreinigungen, Korrosion und mechanischer Beschädigung, sowie vor ungewollten Kontakt der formungssensitiven Messschicht mit leitfähigem Material. Dabei ist a- ber anzumerken, dass diese formungssensitive Messschicht nicht zwangsläufig eine Schutzschicht vorsehen muss. Diese Schutzschicht ist somit in speziellen Anwendungen optional aufzutragen.

Ferner weist jedes Gleitelement mit mindestens einem Sensor eine elektrische Leitung auf, um Messdaten von dem wenigstens einen Signalabgriffselement jedes Sensors an eine Auswerteeinheit zu leiten. Insbesondere ist bei der Erfindung jeder Sensor derart ausgestaltet, dass die verformungssensitive Messschicht mindestens eine Windung aufweist. Vorzugsweise weist die verformungssensitive Messschicht aber mehrere Windungen auf.

Bei dem erfindungsgemäßen hydrodynamischen Gleitlager ist zumindest die verformungssensitive Messschicht eines Sensors auf einer Oberseite, einer Unterseite oder auf einer Stirnfläche, die mit einem Reibpartner zusammenwirkt, des Gleitelements aufgebracht. Das wenigstens eine Signalabgriffselennent eines Sensors ist auf einer Oberseite, einer Unterseite oder auf wenigstens einer von vier Stirnflächen des Gleitelements aufgebacht. Folglich sind diverse Ausführungsformen der aufzubringenden verformungssensitiven Messschicht und des wenigstens einem Signalabgriffselement eines Sensors denkbar. So ist in einer Ausführungsform die verformungssensitive Messschicht und das Signalabgriffselement eines Sensors auf der Oberseite, Unterseite oder der Stirnfläche aufgebracht, hingegen in einer weiteren Aus- führungsform der Erfindung die verformungssensitive Messschicht auf der O- berseite oder der Unterseite und das Signalabgriffselement an einer der vier Stirnflächen des Gleitelements aufgebacht ist. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Gleitlagers ist das Gleitelement aus einer Mehrzahl von Kippsegmenten aufgebaut, wie beispielsweise bei einem Axial-Kippsegmentlager. Dabei um- fasst das Axial-Kippsegmentlager eine Trägerscheibe mit einer Mehrzahl von Kippsegmenten mit diesem funktionellen Schichtsystem, die auf dem Radius der Trägerscheibe angeordnet sind. Dabei ist dann die Trägerscheibe ortsfest mit einem Gehäuse des hydrodynamischen Axial-Kippsegmentlagers verbunden. Ferner ist dann vorgesehen, dass eine Wellenscheibe, die mit einer Welle verdrehsteif verbunden ist (alternativ durch die Geometrie der Welle selbst be- reit gestellt, so dass keine Wellenscheibe benötigt wird) und sich relativ zur Trägerscheibe und den Kippsegmenten bewegt.

Allgemein ist somit anzumerken, dass dieses funktionelle Schichtsystem so auf mindestens einem Gleitelement (Lagerschale, Kippsegment) eines hydrodynamischen Gleitlagers aufgebracht ist, dass es zwar die Vorformung des Gleit- elements aufnimmt, aber nicht wie bisher bekannt und gebräuchlich, im direkten Gleitkontakt sitzt, wo es verschlissen und zerstört wird. Da Kippsegmente oder auch Bereiche von Festsegmentlagern durch eine Belastung des Gegenläufers verformt werden, muss der Sensor nicht zwangsweise im Kontakt sitzen. Aus diesem Grund ist eine bevorzugte Ausführungsform, den erfindungs- gemäßen Sensor an eine Unterseite eines Kippsegments aufzubringen oder auch an den Stirnflächen (Axialflächen) eines Radiallagers. Dort kann dann die Verformung aufgenommen werden ohne im direkten Gleitkontakt zu stehen (ein direkter Gleitkontakt zwischen Gleitelement und der Wellenscheibe entsteht bspw. beim Anlauf, wenn noch kein trennender Schmierfilm vorliegt). Das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung des zuvor beschriebenen hydrodynamischen Gleitlagers zeichnet sich durch die folgenden Schritte aus. Durch mindestens einen Sensor, der aus einem funktionellen Schichtsystem aufgebaut ist und auf mindestens einen Gleitelement des hydrodynamischen Gleitlagers aufgebracht ist, werden Messwerte über den Zustand des hydrodynamischen Gleitlagers erzeugt. Von einem Signal abgriffs- element des Sensors werden dann über mindestens eine elektrische Leitung die Messwerte an eine Auswerteeinheit geleitet. In der Auswerteeinheit werden die Messwerte ausgewertet und daraus im Betrieb des hydrodynamischen Gleitlagers Aussagen über den Betriebszustand des hydrodynamischen Gleitlagers mit Blick auf Lasten, Verformung und Temperatur abgeleitet.

Grundsätzlich werden mit der Erfindung zwei Messaufgaben gelöst. Zum einen ermöglicht eine 3D-Sensorierung mindestens eines Gleitelements, vorzugsweise eine Mehrzahl von Kippsegmenten, eine Bestimmung der Dehnung in ver- schiedenen Richtungen und an verschiedenen Stellen des Gleitelements bzw. der Kippsegmente und zum anderen ermöglicht eine Sensorierung des Auflagedrucks sowie der Auflagepressung des Gleitelements bzw. der Kippsegmente, die aus dem sich im verengenden Schmierspalt bildenden Druckaufbau resultieren, die Detektierung der Gleitelement- bzw. Kippsegmentbelastung. Die 3D-Sensorierung dient insbesondere dazu Rückschlüsse auf den Schmierstoffdruck und ggf. auf die Schmierspalte zu ziehen. Anzumerken ist auch, dass das funktionelle Schichtsystem keinen zusätzlichen Verschleißschutz bietet. Somit dürfen die Sensoren auf dem Gleitelement bzw. den Kippsegmenten nicht kontaktiert oder überglitten werden, wie z.B. beim Anlauf. Das Gleitele- ment bzw. die Kippsegmente dürfen nur Druckkräfte erfahren. Dadurch sollte das funktionelle Schichtsystem nicht an Stellen angebracht werden, die bei einem Stillstand des hydrodynamischen Gleitlagers im Kontakt mit dem Gegen- laufpartner stehen (d. h. nicht auf Rastflächen). Die Aufbringung der verformungssensitiven Messschicht, sprich des funktionellen Schichtsystems, bietet sich daher an einer Unterseite des Gleitelements bzw. Kippsegments an, wobei ein Aufbringen des funktionellen Schichtsystems auf einer Oberseite des Gleitelements bzw. Kippsegments aber mit obiger Einschränkung ebenso möglich ist. Die Sensorierung zur Detektierung der Gleitelement- bzw. Kippsegmentbelas- tung dient dem Rückschluss auf die Belastung des hydrodynamischen Gleitlagers insgesamt sowie der Erkennung von Wellenverkippungen. Diese Messaufgabe kann mit der vorstehenden verschriebenen Messaufgabe kombiniert als auch alleinstehend die Verwendung eines piezoresistiven Schichtsystems vorsehen.

Durch die Erfindung ist somit ein Sensor geschaffen, der einen hohen Integrationsgrad hat, da er kein eigenes Bauteil mehr darstellt und im direkten Umfeld des Gleitkontakts sitzt. Über Verformung können somit Last und Lastverteilung gemessen werden .

Im Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher erläutern. Die Größenverhältnisse in den Figuren entsprechen nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung ver- größert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Trägerscheibe eines hydrodynamischen Gleitlagers, auf der ein Gleitelement in Form von einer Mehrzahl von Kippsegmenten angeordnet ist;

Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Wellenscheibe des hydrodynamischen Gleitlagers, die mit der in Fig. 1 dargestellten Trägerscheibe und den Kippsegmenten das hydrodynamische Gleitlager bildet;

Fig. 3 eine Perspektivansicht eines Kippsegments mit einem an

Unterseite des Kippsegments ausgebildeten Kippsteg; und Fig. 4 bis 10 verschiedene Ausführungsformen mindestens eines auf einem Kippsegment aufbrachten Sensors des erfindungsgemäßen hydrodynamischen Gleitlagers.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersicht halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Die dargestellten Ausführungsformen stellen lediglich Beispiele dar, wie das erfindungsgemäße hydrodynamische Gleitlager sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers ausgestaltet sein können und stellen somit keine abschließende Begrenzung der Erfindung dar.

Obwohl sich die nachfolgende Beschreibung auf ein Gleitelement bezieht, das aus mehreren Kippsegmenten aufgebaut ist und bei einem Axial- Kippsegmentlager, Radial-Kippsegmentlager oder bei einer Kombination eines Axial-Kippsegmentlagers und Radial-Kippsegmentlagers Anwendung findet, soll dies nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden.

Figur 1 zeigt eine Perspektivansicht einer Trägerscheibe 3 eines hydrodynamischen Gleitlagers 1 , auf der auf einem Radius R ein Gleitelement 5 mit einer Gleitfläche 6 in Form von einer Mehrzahl von Kippsegmenten 5 mit jeweils ei- ner Gleitfläche 6 angeordnet ist. Dabei ist dann die Trägerscheibe 3 mit einem hier nicht dargestellten Gehäuse ortsfest verbunden.

Figur 2 zeigt eine Perspektivansicht einer Wellenscheibe 7 des hydrodynamischen Gleitlagers 1 . Die Wellenscheibe 7 ist dabei mit einer Welle 9 verdrehsteif verbunden. Die Wellenscheibe 7 bildet mit der in Fig. 1 dargestellten Trä- gerscheibe 3 und den Kippsegmenten 5 das hydrodynamische Gleitlager 1 . Im Betrieb bewegt sich die Wellenscheibe 7 relativ zur Trägerscheibe 3 und den Kippsegmenten 5, wobei andere Ausführungsformen der Erfindung auch keine Wellenscheibe 7 vorsehen, nämlich dann, wenn die Welle 9 eine geeignete Geometrie für die Trägerscheibe 3 oder beispielsweise auch für eine Lagerschale aufweist.

Figur 3 zeigt eine Perspektivansicht eines Kippsegments 5 mit einem an einer Unterseite 23 des Kippsegments 5 ausgebildeten Kippsteg 27, der auf der Trägerscheibe 3 beim Drehen vermittels der in Fig. 2 dargestellten Welle 9 eine Kippbewegung des Kippsegments 5 ermöglicht.

Figur 4 bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen mindestens eines auf einem Kippsegment 5 aufgebrachten Sensors 1 1 des erfindungsgemäßen hyd- rodynamischen Gleitlagers 1 . Der Sensor 1 1 ist erfindungsgemäß aus einem funktionellen Schichtsystem 13 aufgebaut. Dabei besteht jeder Sensor 1 1 aus einer verformungssensitiven Messschicht 13, die das funktionelle Schichtsystem ist, und wenigstens einem Signalabgriffselement 15. Zudem weist jedes Kippsegment 5 mit mindestens einem Sensor 1 1 eine elektrische Leitung 17 auf. Dies ist exemplarisch in Fig. 1 dargestellt. Diese elektrische Leitung 17 dient dazu, um Messdaten von dem wenigstens einen Signalabgriffselement 15 jedes Sensors 1 1 an eine Auswerteeinheit 19 (siehe ebenfalls Fig. 1 ) zu leiten. In der Auswerteeinheit 19 werden die Messwerte ausgewertet und daraus im Betrieb des hydrodynamischen Gleitlagers 1 Aussagen über den Betriebszu- stand des hydrodynamischen Gleitlagers 1 mit Blick auf von Lasten, Lastverteilung (Verkippung) Verformung und Temperatur abgeleitet.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind auf dem Kippsegment 5 zwei Sensoren 1 1 aufgebracht. Wie bereits zuvor erwähnt, besteht jeder Sensor 1 1 aus der verformungssensitiven Messschicht 13, die das funktionelle Schichtsystem ist, und wenigstens einem Signalabgriffselement 15. Die hier gezeigten Sensoren 1 1 sind derart ausgestaltet, dass die verformungssensitive Messschicht 13 mehrere Windungen N aufweist. Insbesondere ist hier die verformungssensitive Messschicht 13 auf einer Unterseite 23 und zwei Signalab- griffselemente 15 jedes Sensors 1 1 auf einer Stirnfläche 25 des Kippsegments 5 aufgebracht.

In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform, sind auf dem Kippsegment 5 sechs Sensoren 1 1 aufgebracht. Dabei ist die verformungssensitive Messschicht 13 aller sechs Sensoren 1 1 auf einer Oberseite 21 des Kippsegments 5 aufgebracht, hingegen alle Signalabgriffselemente 15 auf allen vier Stirnfläche 25 des Kippsegments 5 verteilt aufgebracht sind.

Das Kippsegment 5 in Fig. 6 weist drei Sensoren 1 1 auf, bei denen jede verformungssensitive Messschicht 13 auf der Oberseite 21 und jedes Signalab- griffselement 15 auf der Stirnfläche 25 des Kippsegmentes 5 aufgebracht ist. Bei dieser Stirnfläche 25, handelt es sich um diejenige, die mit der in Fig. 2 dargestellten Wellenscheibe als Reibpartner 7 zusammenwirkt. In dieser Ausführungsform weist jede der drei verformungssensitiven Messschichten 13 im Gegensatz zu den vorherigen gezeigten verformungssensitiven Messschichten 13 nur eine Windung N auf.

In der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform, sind auf dem Kippsegment 5 zwei Sensoren 1 1 aufgebracht. Da die hier dargestellte Ausführungsform der Anbringung der verformungssensitiven Messschicht 13 und der Signalabgriffs- elemente 15 der Fig. 6 gleich ist, wird auf eine erneute Beschreibung an dieser Stelle verzichtet.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform sind auf dem Kippsegment 5 vier Sensoren 1 1 aufgebracht. Hier ist sowohl jede verformungssensitive Messschicht 13 als auch jede der zwei Signalabgriffselemente 15 jedes Sensors 1 1 auf der Unterseite 23 eines Kippsegments 5 aufgebracht. Das Kippsegment 5 in Fig. 9 hat zwei Sensoren 1 1 aufgebracht. Die verformungssensitive Messschicht 13 jedes Sensors 1 1 ist auf der Oberseite 21 des Kippsegments 5 aufgebracht. Beide Signalabgriffselemente 15 jedes Sensors 1 1 sind auf der Stirnfläche 25 des Kippsegmentes 5 aufgebracht, die mit der Wellenscheibe 7 (s. Fig. 2) als Reibpartner zusammenwirkt.

In der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform sind zwei Sensoren 1 1 , einschließlich jede verformungssensitive Messschicht 13 als auch jedes Signalab- griffselement 15, auf der Stirnfläche 25 des Kippsegmentes 5 aufgebracht ist, die mit der Wellenscheibe 7 (s. Fig. 2) als Reibpartner zusammenwirkt.

Durch die in den Fig. 4 bis 10 diversen dargestellten Ausführungsformen der auf einem Kippsegment 5 aufgebrachten Sensoren 1 1 , ist selbstverständlich, dass noch viele weitere Ausführungsformen denkbar sind, ohne diese explizit aufführen zu müssen.

Bezugszeichenliste

1 hydrodynamisches Gleitlager

3 Trägerscheibe

5 Gleitelement, Kippsegment

6 Gleitfläche

7 Reibpartner, Wellenscheibe

9 Welle

1 1 Sensor

13 Messschicht, funktionelle Schichtsystem

15 Signalabgriffselement

17 elektrische Leitung

19 Auswerteeinhei

21 Oberseite

23 Unterseite

25 Stirnfläche

27 Kippsteg

R Radius der Trägerscheibe

N Windung

Claims

Patentansprüche

1 . Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) zur Lagerung einer Welle (9), mit mindestens einem Gleitelement (5) mit einer Gleitfläche (6), dadurch gekennzeichnet, dass auf dem mindestens einen Gleitelement (5) mindestens ein Sensor (1 1 ) aufgebracht ist, der aus einem funktionellen Schichtsystem (13) aufge- baut ist.

2. Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach Anspruch 1 , wobei jeder Sensor (1 1 ) aus einer verformungssensitiven Messschicht (13), die das funktionelle Schichtsystem ist, und wenigstens einem Signalabgriffselement (15) besteht. 3. Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Gleitelement (5) mit mindestens einem Sensor (1 1 ) eine elektrische Leitung (17) aufweist, um Messdaten von dem wenigstens einen Signalabgriffselement (15) jedes Sensors (1 1 ) an eine Auswerteeinheit (19) zu leiten. 4. Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei jeder Sensor (1 1 ) derart ausgestaltet ist, dass die verformungssensitive Messschicht (13) mindestens eine Windung (N) aufweist. Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest die verformungssensitive Messschicht (13) eines Sensors (1 1 ) auf einer Oberseite (21 ), einer Unterseite (23) oder auf einer Stirnfläche (25) des Gleitelements (5) aufgebracht ist, die mit einem Reibpartner (7) zusammenwirkt.

Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Signalabgriffselement (15) eines Sensors (1 1 ) auf einer Oberseite (21 ), einer Unterseite (23) oder auf wenigstens einer von vier Stirnflächen (25) des Gleitelements (5) aufgebacht ist.

Hydrodynamisches Gleitlager (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die verformungssensitive Messschicht (13) und das Signalabgriffselement (15) eines Sensors (1 1 ) auf der Oberseite (23), Unterseite (23) oder der Stirnfläche (25) des Gleitelements (5) aufgebracht sind.

Hydrodynamisches Gleitlage (1 ) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die verformungssensitive Messschicht (13) auf der Oberseite (21 ) oder der Unterseite (23) und das Signalabgriffselement (15) an einer der vier Stirnflächen (25) des Gleitelements (5) aufgebacht ist.

Hydrodynamische Gleitlager (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gleitelement aus einer Mehrzahl von Kippsegmenten (5) aufgebaut ist.

10. Verfahren zur Betriebszustandsüberwachung eines hydrodynamischen Gleitlagers (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte, dass durch mindestens einen Sensor (1 1 ), der aus einem funktionellen Schichtsystem (13) aufgebaut ist und auf mindestens einem Gleitelement

(5) des hydrodynamischen Gleitlagers (1 ) aufgebracht ist, Messwerte ü- ber den Zustand des hydrodynamischen Gleitlagers (1 ) erzeugt werden; dass von einem Signalabgriffselement (15) des Sensors (1 1 ) über mindestens eine elektrische Leitung (17) die Messwerte an eine Auswerte- einheit (19) geleitet werden und dass in der Auswerteeinheit (19) die Messwerte ausgewertet und daraus im Betrieb des hydrodynamischen Gleitlagers (1 ) Aussagen über den Betriebszustand des hydrodynamischen Gleitlagers (1 ) mit Blick auf Lasten, Verformung und Temperatur abgeleitet werden.