WO2020115237A1 - Lageranordnung - Google Patents

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WO2020115237A1
WO2020115237A1 PCT/EP2019/083879 EP2019083879W WO2020115237A1 WO 2020115237 A1 WO2020115237 A1 WO 2020115237A1 EP 2019083879 W EP2019083879 W EP 2019083879W WO 2020115237 A1 WO2020115237 A1 WO 2020115237A1
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housing
bearing
sealing washer
shaft
evaluation unit
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PCT/EP2019/083879
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Inventor
Dani Bechev
Tim Leichner
Daniel Frölich
Olaf Nahrwold
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
Tu Technische Universität Kaiserslautern
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Publication date
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    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the invention relates to a bearing arrangement comprising a shaft and a housing, a bearing being arranged between the shaft and the housing and the bearing being associated with a seal which seals the housing gap between the shaft and the housing in the direction of the surroundings, the seal comprising a support ring has electrically insulating material and a sealing washer fixed to the support ring.
  • a bearing arrangement comprising a shaft and a housing, a bearing being arranged between the shaft and the housing and the bearing being associated with a seal which seals the housing gap between the shaft and the housing in the direction of the surroundings, the seal comprising a support ring has electrically insulating material and a sealing washer fixed to the support ring.
  • the bearing is subject to more or less great wear.
  • monitoring and determining maintenance requirements it is common to monitor a bearing arrangement. For this purpose, it is known, in particular in the case of large machine elements, to carry out monitoring of the bearing using structure-borne noise measurements. Such monitoring is comparatively complex.
  • variable-speed electric drive as well as for electric motors
  • contact brushes or the like as a short-circuit element between the shaft and the housing.
  • very high voltage potential can build up.
  • the invention has for its object a bearing arrangement
  • the bearing arrangement comprises a shaft and a housing, a bearing being arranged between the shaft and the housing and the bearing being assigned a seal which seals the housing gap between the shaft and the housing in the direction of the surroundings, the seal being a support ring made of electrically insulating material and has a sealing washer fixed to the support ring, the sealing washer being electrically conductive and sealingly abutting the shaft, an evaluation unit being provided which is electrically conductively connected to the housing and the sealing washer, the evaluation unit being equipped, one between the housing and to remove existing electrical voltage in dynamic operation and to record the electrical resistance between the housing and the sealing disc.
  • the bearing arrangement can be monitored.
  • the electrical resistance between the housing and the housing can be monitored.
  • the bearing can be a roller bearing.
  • Rolling bearings are ball bearings.
  • rolling elements are arranged between an inner ring fastened to the shaft and an outer ring fixed to the housing, the rolling elements rolling on running surfaces of the inner ring and outer ring.
  • the bearing can also be designed as a plain bearing.
  • a plain bearing has no rolling elements, the relative movement takes place directly between the two bearing shells, which are assigned to the shaft and the housing.
  • the plain bearing can be monitored to determine whether there is an adequate film of lubricant. If the lubricant film is insufficient, mixed friction and at least partial direct contact will occur
  • the contact changes the electrical resistance of the bearing, which can be detected by the evaluation unit.
  • the sealing washer can be made of electrically conductive plastic.
  • the sealing washer rests on the shaft and, thanks to the electrically conductive equipment, enables electrical voltage to be dissipated from the shaft via the sealing washer in the direction of the evaluation unit.
  • the material of the sealing washer can be provided with electrically conductive particles.
  • the sealing disk can comprise an electrically conductive nonwoven.
  • Electrically conductive nonwovens have a low elasticity
  • the nonwoven fabric is impregnated with a PTFE dispersion and provided with electrically conductive particles such as carbon fibers or metal fibers.
  • electrically conductive particles such as carbon fibers or metal fibers.
  • the support ring is preferably formed from an electrically non-conductive material. This is the case, for example, with a plastic support ring.
  • the evaluation unit determines the electrical voltage and / or the electrical current between the sealing washer and the housing and evaluates this data.
  • the bearing arrangement comprises a shaft and a housing, a bearing being arranged between the shaft and the housing and the bearing being assigned a seal which seals the housing gap between the shaft and the housing in the direction of the environment, the seal comprising a support ring made of electrically insulating material and has a sealing washer fixed to the support ring, the sealing washer being electrically conductive and sealingly in contact with the shaft, an evaluation unit being provided which is electrically conductively connected to the housing and the sealing washer.
  • the electrical resistance of the bearing arrangement can be determined from voltage and current, the electrical resistance being an indication of the state of the lubrication of the
  • the evaluation unit is preferably equipped to produce an electrically conductive contact between the housing and the sealing disc in order to reduce the electrical voltage generated between the housing and the sealing disc. This can prevent the electrical voltage from being released between the components of the bearing, which can lead to premature damage to the bearing.
  • the electrical impedance of a functional bearing arrangement is higher than the impedance of a non-functional bearing arrangement. This applies particularly in connection with a non-conductive lubricant.
  • Fig. 1 shows a bearing arrangement in section.
  • the bearing arrangement 1 enables the lubrication conditions within a bearing 4 to be monitored
  • the bearing arrangement 1 comprises a shaft 2 and a housing 3, a bearing 4 being arranged between the shaft 2 and the housing 3.
  • the bearing arrangement 1 serves in particular to support shafts 2 in large sizes
  • Machine elements such as in generators.
  • the bearing 4 is designed as a roller bearing and comprises bearing shells and roller bodies arranged between the bearing shells.
  • the bearing 4 is assigned a seal 5, which the
  • the seal 5 has a support ring 8 made of electrically insulating material and a sealing disk 9 fixed to the support ring 8, the sealing disk 9 being electrically conductive and sealingly abutting the shaft 2 with radial prestress.
  • the sealing washer 9 is made of an impregnated with PTFE
  • Nonwoven formed, the nonwoven to increase the electrical Conductivity is equipped with metal fibers.
  • the support ring 8 consists of an injection-moldable plastic. Support ring 8 and sealing washer 9 are positively and materially connected to one another.
  • the condition of the bearing 4 is monitored by means of an evaluation unit 10 which is connected to the housing 3 and the sealing disk 9 in an electrically conductive manner.
  • the evaluation unit 10 is equipped to relieve an electrical voltage which arises in the bearing 4, that is to say between the housing 3 and the sealing disk 9 in dynamic operation, so that an electrical current which reduces the service life of the bearing 4 between components of the bearing 4 can be reduced. This is the case with the present
  • Embodiment in that a short circuit is produced at least for a short time between the housing 3 and the sealing disk 9.
  • the evaluation unit 10 is equipped, the electrical one
  • An electrically non-conductive lubricant is used in the bearing arrangement 1 according to the invention. Studies have shown that in the case of full lubrication with an electrically non-conductive lubricant by the evaluation unit 10 within the bearing 4 and thus between the housing 3 and the sealing disk 9, a high impedance in the range from 10 6 to 10 10 ohms and a high phase angle between 85 ° and 90 ° is determined. In this state, the rolling elements are from the treads
  • the bearing 4 is in a safe operating state with the detected impedance. Because there is no direct contact between electrically conductive components of the bearing 4 in this operating state, the bearing 4 also has a capacitive behavior.
  • the quality of the lubricant decreases or is less
  • Lubricants in the bearing 4 are the components of the bearing 4, that is Rolling elements and the two bearing shells not completely by one
  • the bearing 4 is in mixed friction. As a result, there is at least occasionally an electrically conductive contact between components of the bearing 4, so that the bearing 4 in this
  • Operating state has at least temporarily an ohmic behavior.
  • the impedance of the bearing 4 is only between 10 ° and 10 2 ohms with a phase angle between 0 ° and -5 °.
  • a necessary maintenance or the need to replace the bearing 4 can be signaled.

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Abstract

Lageranordnung (1), umfassend eine Welle (2) und ein Gehäuse (3), wobei zwischen Welle und Gehäuse ein Lager (4) angeordnet ist und wobei dem Lager eine Dichtung (5) zugeordnet ist, welche den Gehäusespalt (6) zwischen Welle und Gehäuse in Richtung der Umgebung (7) abdichtet, wobei die Dichtung einen Tragring (8) aus elektrisch isolierendem Material und eine an dem Tragring festgelegte Dichtscheibe (9) aufweist, wobei die Dichtscheibe elektrisch leitfähig ausgerüstet ist und an der Welle dichtend anliegt, wobei eine Auswerteeinheit (10) vorgesehen ist, welche mit dem Gehäuse und der Dichtscheibe elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit ausgerüstet ist, eine zwischen Gehäuse und Dichtscheibe im dynamischen Betrieb entstehende elektrische Spannung abzubauen und den elektrischen Widerstand zwischen Gehäuse und Dichtscheibe zu erfassen und Verfahren zur Zustandsüberwachung der Lageranordnung.

Description

Patentanmeldung
Lageranordnung
Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung, umfassend eine Welle und ein Gehäuse, wobei zwischen Welle und Gehäuse ein Lager angeordnet ist und wobei dem Lager eine Dichtung zugeordnet ist, welche den Gehäusespalt zwischen Welle und Gehäuse in Richtung der Umgebung abdichtet, wobei die Dichtung einen Tragring aus elektrisch isolierendem Material und eine an dem Tragring festgelegte Dichtscheibe aufweist. Derartige Lageranordnungen finden vielfältige Anwendung. Je nach
Dimension, Einsatztemperatur, Drehzahl und übertragenen Lasten ist das Lager einem mehr oder weniger großen Verschleiß unterworfen. Im Rahmen des Monitorings und der Ermittlung von Wartungsbedarf ist es üblich, eine Lageranordnung zu überwachen. Hierzu ist es insbesondere bei großen Maschinenelementen bekannt, eine Überwachung des Lagers mithilfe von Körperschallmessungen vorzunehmen. Eine derartige Überwachung ist vergleichsweise aufwendig.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass bei Maschinen mit
drehzahlvariablem elektrischem Antrieb sowie bei Elektromotoren und
Generatoren eine unerwünschte elektrische Spannung zwischen Welle und Gehäuse entstehen kann, die sich meist über einen durch das Lager fließenden elektrischen Strom abbaut. Konstruktionsbedingt weist ein Lager aber nur sehr kleine Kontaktbereiche auf, welche durch Schmiermitteleinsatz nochmals reduziert werden. Dadurch können Spannungsspitzen entstehen, die sich schlagartig entladen, was zu einer Beschädigung der
Lagerlaufbahnfläche führen kann. Mögliche Schadensbilder sind
Kraterbildung, Riffelbildung, Werkstoffanschmelzungen, Anschweißen, Verbrennen, Verkohlung und Zersetzung des Schmierstoffes. Durch
Beschädigung der Lagerlaufbahnflächen erhöhen sich darüber hinaus der Geräuschpegel und die Lagerreibung des Lagers. Daraus resultiert ein vorzeitiger Verschleiß des Lagers.
Zum Abbau der Spannungsdifferenz zwischen Gehäuse und Welle ist es bekannt, Kontaktbürsten oder dergleichen als Kurzschlusselement zwischen Welle und Gehäuse anzuordnen. Insbesondere bei Lagern mit nichtleitenden Bestandteilen, beispielsweise keramischen Kugeln, können sich sehr hohe Spannungspotenziale aufbauen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung
bereitzustellen, welche bei einfacherer Konstruktion überwacht werden kann und welche gegen das Auftreten hoher elektrischer Spannungen geschützt ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf
vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung umfasst eine Welle und ein Gehäuse, wobei zwischen Welle und Gehäuse ein Lager angeordnet ist und wobei dem Lager eine Dichtung zugeordnet ist, welche den Gehäusespalt zwischen Welle und Gehäuse in Richtung der Umgebung abdichtet, wobei die Dichtung einen Tragring aus elektrisch isolierendem Material und einer an dem Tragring festgelegte Dichtscheibe aufweist, wobei die Dichtscheibe elektrisch leitfähig ausgerüstet ist und an der Welle dichtend anliegt, wobei eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche mit dem Gehäuse und der Dichtscheibe elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit ausgerüstet ist, eine zwischen Gehäuse und Dichtscheibe im dynamischen Betrieb bestehende elektrische Spannung abzubauen und den elektrischen Widerstand zwischen Gehäuse und Dichtscheibe zu erfassen.
Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung erfolgt eine Funktionsintegration in der Dichtung, bzw. in der Auswerteeinheit. Dadurch, dass die Auswerteeinheit ausgerüstet ist, eine zwischen Gehäuse und Dichtscheibe im dynamischen Betrieb entstehende elektrische Spannung abzubauen, können unerwünschte elektrische Spannungen gezielt und zerstörungsfrei abgeleitet werden.
Gleichzeitig kann ein Monitoring der Lageranordnung erfolgen. Dazu wird erfindungsgemäß der elektrische Widerstand zwischen Gehäuse und
Dichtscheibe erfasst. Es hat sich gezeigt, dass die Bestimmung des elektrischen Widerstandes zwischen Gehäuse und Dichtscheibe und damit indirekt auch des elektrischen Widerstandes zwischen den Bestandteilen des Lagers einen Rückschluss auf den Zustand des Lagers erlaubt. Zwischen den Bestandteilen des Lagers befindet sich regelmäßig ein Schmiermittel, welches eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, welche erheblich von der elektrischen Leitfähigkeit der übrigen Lagerbestandteile abweicht. Dadurch weist ein Lager, welches wie vorgegeben mit Schmiermittel befüllt ist, einen anderen elektrischen Widertand auf, als ein Lager, bei welchem Schmiermittel verloren gegangen ist. Je nach Ausgestaltung der Auswerteeinheit können auch schleichende Verluste von Schmiermittel erfasst werden. Dadurch kann beispielsweise durch die Auswerteeinheit eine Wartung veranlasst werden.
Das Lager kann ein Wälzlager sein. Eine häufig verwendete Form von
Wälzlagern sind dabei Kugellager. Bei Wälzlager sind zwischen einem auf der Welle befestigten Innenring und eine am Gehäuse festgelegten Außenring Wälzkörper angeordnet, wobei die Wälzkörper auf Laufflächen von Innenring und Außenring abrollen. Je nach Ausgestaltung der Wälzkörper ergibt sich dabei lediglich eine sehr kleine Kontaktfläche des Wälzkörpers an die
Lauffläche von Innenring und Außenring. Dies ist beispielsweise bei
Wälzkörpern in Form von Kugeln der Fall. Verschleißbedingt kann sich die Kontaktfläche zwischen Wälzkörper und Lauffläche allmählich vergrößern. Dies geht wiederum mit einer Änderung des elektrischen Widerstandes einher und kann durch die Auswerteeinheit erfasst werden. Alternativ kann das Lager auch als Gleitlager ausgebildet sein. Ein Gleitlager weist keinerlei Wälzkörper auf, die Relativbewegung erfolgt unmittelbar zwischen den beiden Lagerschalen, welche der Welle und dem Gehäuse zugeordnet sind. Zwischen den beiden Lagerschalen befindet sich ein Schmiermittelfilm, welcher verhindert, dass die Lagerschalen unmittelbar aneinander zur Anlage gelangen. Insofern kann die Überwachung des Gleitlagers dahingehend erfolgen, ob ein ausreichender Schmiermittelfilm vorhanden ist. Bei unzureichendem Schmiermittelfilm kommt es zu einer Mischreibung und zumindest partiell zu einem direkten Kontakt der
Lagerschalen. Durch den Kontakt ändert sich der elektrische Widerstand des Lagers, was durch die Auswerteeinheit erfasst werden kann.
Die Dichtscheibe kann aus elektrisch leitfähigem Kunststoff ausgebildet sein. Die Dichtscheibe liegt schleifend auf der Welle auf und ermöglicht durch die elektrisch leitfähige Ausrüstung ein Ableiten elektrischer Spannung von der Welle über die Dichtscheibe in Richtung der Auswerteeinheit. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, beispielsweise eine Dichtscheibe aus elastomerem Werkstoff elektrisch leitfähig auszurüsten. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine elektrisch leitfähige Folie auf der Dichtscheibe befestigt wird. Alternativ kann das Material der Dichtscheibe mit elektrisch leitfähigen Partikeln versehen sein.
Die Dichtscheibe kann einen elektrisch leitfähigen Vliesstoff umfassen.
Elektrisch leitende Vliesstoffe liegen mit einer geringen elastischen
Vorspannung auf der Welle auf und ermöglichen so einen verschleißarmen, aber elektrisch leitfähigen Kontakt von Welle und Dichtscheibe. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Vliesstoff mit einer PTFE-Dispersion getränkt und mit elektrisch leitfähigen Partikeln wie Kohlenstofffasern oder Metallfasern versehen. Eine derartige Dichtscheibe liegt mit geringer Reibung auf der Welle auf, ermöglicht die Erfassung des elektrischen Widerstandes und die Ableitung elektrischer Spannungen. Vorzugsweise ist der Tragring aus elektrisch nicht-leitfähigem Werkstoff ausgebildet. Dies ist beispielsweise bei einem Tragring aus Kunststoff der Fall. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen Welle und Gehäuse über die Dichtscheibe und die zwischen Dichtscheibe und Gehäuse angeordnete Auswerteeinheit.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Lageranordnung ermittelt die Auswerteeinheit die elektrische Spannung und/oder den elektrischen Strom zwischen Dichtscheibe und Gehäuse und wertet diese Daten aus. Die Lageranordnung umfasst eine Welle und ein Gehäuse, wobei zwischen Welle und Gehäuse ein Lager angeordnet ist und wobei dem Lager eine Dichtung zugeordnet ist, welche den Gehäusespalt zwischen Welle und Gehäuse in Richtung der Umgebung abdichtet, wobei die Dichtung einen Tragring aus elektrisch isolierendem Material und einer an dem Tragring festgelegte Dichtscheibe aufweist, wobei die Dichtscheibe elektrisch leitfähig ausgerüstet ist und an der Welle dichtend anliegt, wobei eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche mit dem Gehäuse und der Dichtscheibe elektrisch leitend verbunden ist. Aus Spannung und Strom kann der elektrische Widerstand der Lageranordnung ermittelt werden, wobei der elektrische Widerstand ein Indiz für den Zustand der Schmierung der
Lageranordnung ist.
Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit ausgerüstet, zum Abbauen der zwischen Gehäuse und Dichtscheibe entstehenden elektrischen Spannung einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen Gehäuse und Dichtscheibe herzustellen. Dadurch kann verhindert werden, dass sich die elektrische Spannung zwischen den Bestandteilen des Lagers abbaut, was zu einer vorzeitigen Beschädigung des Lagers führen kann.
Mittels der Auswerteeinheit kann eine Wechselspannung zwischen
Dichtscheibe und Gehäuse angelegt und die elektrische Impedanz erfasst werden. Die Ermittlung des Zustandes mittels Wechselspannung und Erfassung der elektrischen Impedanz weist eine hohe Genauigkeit bei gleichzeitig guter Robustheit gegen äußere Einflüsse auf.
Dabei ist die elektrische Impedanz einer funktionsfähigen Lageranordnung höher als die Impedanz einer nicht-funktionsfähigen Lageranordnung. Dies gilt insbesondere in Zusammenhang mit einem nicht-leitenden Schmiermittel.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lageranordnung wird
nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Diese zeigt schematisch:
Fig. 1 eine Lageranordnung im Schnitt.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung 1 ermöglicht eine Überwachung der Schmierungszustände innerhalb eines Lagers 4. Gleichzeitig ist die
Lageranordnung 1 ausgerüstet, dass zwischen Bestandteilen des Lagers 4 entstehende elektrische Spannungen abgebaut werden, wobei der
Spannungsabbau nicht durch das Lager 4 hindurch erfolgt.
Die Lageranordnung 1 umfasst eine Welle 2 und ein Gehäuse 3, wobei zwischen Welle 2 und Gehäuse 3 ein Lager 4 angeordnet ist. Dabei dient die Lageranordnung 1 insbesondere der Lagerung von Wellen 2 in großen
Maschinenelementen, wie beispielsweise in Generatoren.
Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist das Lager 4 als Wälzlager ausgebildet und umfasst Lagerschalen und zwischen den Lagerschalen angeordnete Wälzkörper. Dem Lager 4 ist eine Dichtung 5 zugeordnet, welche den
Gehäusespalt 6 zwischen Welle 2 und Gehäuse 3 in Richtung der Umgebung 7 abdichtet. Dabei weist die Dichtung 5 einen Tragring 8 aus elektrisch isolierendem Material und eine an dem Tragring 8 festgelegte Dichtscheibe 9 auf, wobei die Dichtscheibe 9 elektrisch leitfähig ausgerüstet ist und an der Welle 2 mit radialer Vorspannung dichtend anliegt. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist die Dichtscheibe 9 aus einem mit PTFE getränkten
Vliesstoff ausgebildet, wobei der Vliesstoff zur Erhöhung der elektrischen Leifähigkeit mit Metallfasern ausgerüstet ist. Der Tragring 8 besteht aus einem spritzgießfähigen Kunststoff. Tragring 8 und Dichtscheibe 9 sind form- und stoffschlüssig miteinander verbunden.
Die Zustandsüberwachung des Lagers 4 erfolgt mittels einer Auswerteeinheit 10, welche mit dem Gehäuse 3 und der Dichtscheibe 9 elektrisch leitend verbunden ist. Dabei ist die Auswerteeinheit 10 ausgerüstet, eine im Lager 4, also zwischen Gehäuse 3 und Dichtscheibe 9 im dynamischen Betrieb entstehende elektrische Spannung abzubauen, so dass ein die Lebensdauer des Lagers 4 reduzierender elektrischer Strom zwischen Bestandteilen des Lagers 4 vermindert werden kann. Dies erfolgt bei der vorliegenden
Ausgestaltung dadurch, dass zwischen Gehäuse 3 und Dichtscheibe 9 zumindest kurzfristig ein Kurzschluss hergestellt wird.
Des Weiteren ist die Auswerteeinheit 10 ausgerüstet, den elektrischen
Widerstand zwischen Gehäuse 3 und Dichtscheibe 9 zu erfassen.
Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung 1 kommt ein elektrisch nicht leitfähiges Schmiermittel zum Einsatz. Dabei hat sich in Untersuchungen gezeigt, dass bei einer Vollschmierung mit einem elektrisch nicht-leitenden Schmierstoff durch die Auswerteeinheit 10 innerhalb des Lagers 4 und somit zwischen Gehäuse 3 und Dichtscheibe 9 eine hohe Impedanz im Bereich von 106 bis 1010 Ohm und ein hoher Phasenwinkel zwischen 85° und 90° ermittelt wird. In diesem Zustand sind die Wälzkörper von den Laufflächen der
Lagerschalen getrennt und zwischen den Wälzkörpern, dem Innenring und dem Außenring befindet sich Schmiermittel. Insofern befindet sich das Lager 4 bei der erfassten Impedanz in einem sicheren Betriebszustand. Dadurch, dass bei diesem Betriebszustand kein unmittelbarer Kontakt zwischen elektrisch leitfähigen Bestandteilen des Lagers 4 erfolgt, weist das Lager 4 darüber hinaus ein kapazitives Verhalten auf.
Nimmt die Qualität des Schmiermittels ab oder befindet sich weniger
Schmiermittel in dem Lager 4, sind die Bestandteile des Lagers 4, also die Wälzkörper und die beiden Lagerschalen nicht vollständig durch einen
Schmierfilm voneinander getrennt. Das Lager 4 befindet sich in Mischreibung. Dadurch ist zumindest zeitweise ein elektrisch leitfähiger Kontakt zwischen Bestandteilen des Lagers 4 gegeben, so dass das Lager 4 in diesem
Betriebszustand zumindest zeitweise ein ohmsches Verhalten aufweist. In diesem Betriebszustand beträgt die Impedanz des Lagers 4 lediglich zwischen 10° und 102 Ohm bei einem Phasenwinkel zwischen 0° und -5°. Sobald durch die Auswerteeinheit 10 der Zustand der Mischreibung ermittelt wird, kann eine notwendige Wartung oder das Erfordernis des Austausches des Lagers 4 signalisiert werden.

Claims

Patentansprüche 1. Lageranordnung (1 ), umfassend eine Welle (2) und ein Gehäuse (3), wobei zwischen Welle (2) und Gehäuse (3) ein Lager (4) angeordnet ist und wobei dem Lager (4) eine Dichtung (5) zugeordnet ist, welche den Gehäusespalt (6) zwischen Welle (2) und Gehäuse (3) in Richtung der Umgebung (7) abdichtet, wobei die Dichtung (5) einen Tragring (8) aus elektrisch isolierendem Material und eine an dem Tragring (8) festgelegte Dichtscheibe (9) aufweist, wobei die Dichtscheibe (9) elektrisch leitfähig ausgerüstet ist und an der Welle (2) dichtend anliegt, wobei eine Auswerteeinheit (10) vorgesehen ist, welche mit dem
Gehäuse (3) und der Dichtscheibe (9) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Auswerteeinheit (10) ausgerüstet ist, eine zwischen Gehäuse
(3) und Dichtscheibe (9) im dynamischen Betrieb entstehende elektrische Spannung abzubauen und den elektrischen Widerstand zwischen Gehäuse (3) und Dichtscheibe (9) zu erfassen.
2. Lageranordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das
Lager (4) ein Wälzlager ist.
3. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, das die Dichtscheibe (9) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff ausgebildet ist.
4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Dichtscheibe (9) einen elektrisch leitfähig ausgerüsteten Vliesstoff umfasst.
5. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass der Tragring (8) aus Kunststoff ausgebildet ist.
6. Verfahren zur Zustandsüberwachung einer Lageranordnung (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei welchem mittels der
Auswerteeinheit (10) die elektrische Spannung und/oder der elektrische Strom zwischen Gehäuse (3) und Dichtscheibe (9) ermittelt und ausgewertet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Auswerteeinheit (10) ausgerüstet ist, zum Abbauen der zwischen Gehäuse (3) und Dichtscheibe (9) entstehenden elektrischen
Spannung einen elektrisch leitfähigen Kontakt zwischen Gehäuse (3) und Dichtscheibe (9) herzustellen.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinheit (10) eine Wechselspannung zwischen Gehäuse (3) und Dichtscheibe (9) angelegt und die elektrische
Impedanz erfasst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
elektrische Impedanz einer funktionsfähigen Lageranordnung (1 ) hoch und einer nicht-funktionsfähigen Lageranordnung (1 ) niedrig ist.
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