DE102004054410A1 - Sensor arrangement for self-aligning bearing, has strain gauges arranged in slots of outer ring of bearing, where gauges overrun at different time periods due to tangential deviation of inner ring of bearing relative to outer ring - Google Patents

Abstract

The arrangement has strain gauges (8a, 8b) arranged in slots (7a, 7b), which are provided on an outer side of an outer ring of a self-aligning bearing. The strain gauges overrun at different time periods by rolling bodies due to tangential deviation of an inner ring of the bearing relative to the outer ring such that misalignment and angular deviation of the bearing is measured from the phase difference of signals output by the gauges. The rolling bodies are provided between the rings and the slots are arranged one behind the other in a circumferential direction. An independent claim is also included for a method for measurement of misalignment and angular deviation of a self-aligning bearing.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in einem Pendellager zur Überwachung von kritischen Betriebszuständen eines im Pendellager geführten Bauteils, wobei das Pendellager einen Innenring und einen Außenring aufweist, zwischen denen Rollkörper in wenigstens zwei separaten Laufbahnen umlaufen können. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung von zumindest Flucht- und Winkelfehlern in einem Pendellager und zur Überwachung von kritischen Betriebszuständen eines in diesem Pendellager geführten Bauteils.The The invention relates to a sensor arrangement in a self-aligning bearing for monitoring of critical operating conditions one guided in the pendulum bearing Component, wherein the self-aligning bearing an inner ring and an outer ring between which rolling body can circulate in at least two separate careers. Farther the invention relates to a method for measuring at least escape and angular errors in a self-aligning bearing and for monitoring critical operating conditions of a guided in this pendulum bearing Component.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Wälzlager mit Vorrichtungen zur Erfassung von Wälzlagerdaten, wie auf die Lagerung einwirkende Kräfte, sind an sich bekannt. Zur Schadensfrüherkennung oder zur Überwachung des Betriebszustandes einer Maschine und dergleichen eignen sich besonders direkt am Wälzlager angeordnete Sensoreinheiten. So können zum Beispiel die am Wälzlager abgestützten Kräfte, Temperaturen, Drehzahlen usw. unmittelbar am Wälzlager bestimmt werden. Derartige Wälzlager sind auch als Sensorlager oder Messlager bekannt.roller bearing with devices for detecting rolling bearing data, such as storage acting forces, are known per se. For early damage detection or monitoring the operating state of a machine and the like are suitable especially directly on the rolling bearing arranged sensor units. For example, the forces supported on the rolling bearing, temperatures, Speeds etc. directly on the rolling bearing be determined. Such bearings are also known as sensor bearings or measuring bearings.

Zudem beschreibt die DE 100 17 572 A1 ein Wälzlager mit funkfernabfragbaren Sensoren. Die nach dem SAW-(surface-acoustic-waves)- und/oder BAW-(bulk-acoustic-waves)-Prinzip arbeitenden Sensoren erfassen die Längenänderungen und/oder Temperaturänderungen im Material des Wälzlagers und senden das Messergebnis nach Eintreffen eines Funksignals zurück. Zur mechanischen Aufnahme eines SAW- bzw. BAW-Sensors in dem Wälzlager sind ringförmig ausgebildete Nuten an der Außen-, Innen- und/oder Seitenfläche des Außenringes ausgebildet. Hierbei verlaufen die Nuten parallel zur Rotationsachse des Wälzlagers.In addition, the describes DE 100 17 572 A1 a rolling bearing with radio remote sensors. The sensors operating according to the SAW (surface acoustic waves) and / or BAW (bulk acoustic waves) principle record the changes in length and / or temperature in the material of the roller bearing and send back the measurement result after the arrival of a radio signal. For mechanically receiving a SAW or BAW sensor in the rolling bearing annular grooves are formed on the outer, inner and / or side surface of the outer ring. In this case, the grooves extend parallel to the axis of rotation of the rolling bearing.

Weiterhin ist aus der DE 101 36 438 A1 eine Sensoranordnung in einem Wälzlager bekannt, bei der als Sensorelemente u.a. auch Dehnungsmessstreifen zur Detektierung physikalischer Größen während der Bewegung des im Wälzlager geführten Bauteils verwendet werden, jedoch sind die Sensorelemente ausschließlich in Nuten am Außenumfang des Innenringes oder des Außenringes eingesetzt. Zudem sind zusätzlich elektronische Bausteine mit in die Nuten eingebracht.Furthermore, from the DE 101 36 438 A1 a sensor arrangement in a rolling bearing known, in which as sensor elements, inter alia, strain gauges for detecting physical quantities during movement of the guided in the rolling bearing component are used, however, the sensor elements are used exclusively in grooves on the outer circumference of the inner ring or the outer ring. In addition, electronic components are also introduced into the grooves.

Dieses Messwälzlager weist auf Grund der Anordnung von Dehnungsmessstreifen und elektronischen Bausteinen in einer Aussparung in der Nut des Lagerringes zwar einen vergleichsweise hohen und auch vorteilhaften Integrationsgrad auf, allerdings wird für diesen Aufbau eine relativ breite und tiefe Nut benötigt. Da die Nut in einem solchen Lagerring zur Vermeidung einer Bauteilschwächung jedoch möglichst klein gehalten werden soll, ist die Realisierung der Sensoranordnung, insbesondere bei schmalen Wälzlagern mit Problemen behaftet.This measuring Rolling indicates due to the arrangement of strain gauges and electronic Blocks in a recess in the groove of the bearing ring while a comparatively high and also advantageous degree of integration, however will be for This structure requires a relatively wide and deep groove. There However, the groove in such a bearing ring to avoid component weakening as possible is to be kept small is the realization of the sensor array, especially with narrow rolling bearings with problems.

Nachteilig bei den vorgenannten Lösungen ist zudem, dass diese, wenn überhaupt, nur in sehr beschränktem Maße bei Pendellagern anwendbar sind, da bei Pendellagern andere Messprinzipien angewendet werden müssen. Insbesondere technische Probleme, wie kurzzeitige Stöße, Fehlstellungen, starke Wellendurchbiegungen, Verformungen von Gehäusen usw. bei durch Pendellager geführten Bauteilen sind derzeit nur mit hohem Aufwand unter Einsatz einer spezifischen Sensorik und Auswerteelektronik erkennbar. Dabei wird Bauraum unmittelbar am Lager beansprucht, der oftmals nicht zur Verfügung steht.adversely in the aforementioned solutions moreover that these, if any, only in very limited Dimensions Pendulum bearings are applicable because of pendulum bearings other measuring principles must be applied. In particular, technical problems, such as short-term shocks, bad positions, strong Shaft deflections, deformations of housings, etc. in by self-aligning bearings guided components are currently only with great effort using a specific Sensing and evaluation recognizable. This space is directly on Warehouse stressed, which is often not available.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sensoranordnung speziell für Pendellager und ein Verfahren zur Messung von zumindest Flucht- und Winkelabweichungen in einem Pendellager zu schaffen, die problematische Betriebsbedingungen am durch das Pendellager geführten Bauteil leicht erkennen lassen, wobei durch diese Sensoranordnung so wenig wie möglich zusätzlicher Bauraum am oder im Pendellager benötigt werden soll.Of the Invention is based on the object, a sensor arrangement specifically for self-aligning bearings and a method for measuring at least misalignment and angular deviations in a self-aligning bearing, the problematic operating conditions at guided by the pendulum bearing Easily recognize component, with this sensor arrangement so as few as possible additional Space is to be needed on or in the self-aligning bearing.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass auf Grund von Pendelbewegungen von Lagerbauteilen während des Betriebs eines Pendellagers die benötigten physikalischen Größen auf andere Weise detektiert werden müssen als bei gewöhnlichen starren Wälzlagern. Insbesondere betriebsbedingte Flucht- und Winkelabweichungen von Pendellagerbauteilen zueinander sind mit bekanten Lagermesssystemen nicht oder nur sehr aufwendig erfassbar.Of the Invention is based on the recognition that due to pendulum movements of bearing components during the operation of a pendulum bearing on the required physical quantities other way must be detected than ordinary rigid rolling bearings. In particular, operational flight and angle deviations of Pendulum bearing components to each other are known with Lagerermesssystemen not or only very consuming detectable.

Die gestellte Aufgabe wird hinsichtlich der Sensoranordnung in einem Pendellager mit einem Außenring und einem Innenring sowie zwischen diesen beiden Lagerringen geführten Wälzkörpern gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs dadurch gelöst, dass in die Außenseite des Außenringes eine oder mehrere Nuten oder Vertiefungen eingebracht sind, dass in jeder Nut mindestens ein Dehnungsmessstreifen angeordnet ist, und dass die Nuten derart in Umfangsrichtung nebeneinander sowie axial hintereinander positioniert sind, dass bei einer Schrägstellung des Innenrings zum Außenring axial benachbarte Rollkörper unterschiedlicher Laufbahnen die in den zugeordneten Nuten befindlichen Dehnungsmessstreifen zu unterschiedlichen Zeitpunkten überrollen.The object is achieved with respect to the sensor arrangement in a self-aligning bearing with an outer ring and an inner ring and between these two bearing rings guided rolling elements according to the characterizing features of the main claim in that in the outer side of the outer ring one or more grooves or depressions are introduced, that in each Nut is arranged at least one strain gauge, and that the grooves in the circumferential direction nebenein such are positioned axially and axially behind one another, that in an inclined position of the inner ring to the outer ring axially adjacent rolling bodies of different tracks over the strain gauges located in the associated grooves at different times.

Durch diese Sensoranordnung ist eine genaue Winkelmessung bei Fluchtabweichungen aus der Phasendifferenz der Dehnungssignale wegen Verkippung des Innenrings relativ zum Außenring des Pendellagers möglich, ohne zusätzlichen Bauraum für eine aufwendigere Sensorik in Anspruch nehmen zu müssen. Somit sind winkelabhängige Betriebszustände im Bereich des Pendellagers schnell und zuverlässig erkennbar und es können bauteil- bzw. anlagenspezifische Gegenmaßnahmen bis hin zur Abschaltung des Bauteils bzw. der gesamten Anlage getroffen werden. Die Dehnungsmessstreifen, die in Axialrichtung hintereinander in den Nuten an der Außenseite des Außenringes angeordnet sind, werden von den Rollkörpern beim Verkippen des Innenringes zu unterschiedlichen Zeitpunkten überrollt, so dass eine Phasendifferenz entsteht, die ein Maß für den durch die Verkippung entstehenden Fluchtwinkel bildet.By This sensor arrangement is a precise angle measurement in the event of deviations in flight from the phase difference of the strain signals due to tilting of the Inner ring relative to the outer ring of Pendulum bearings possible, without additional Space for to have to take a more complex sensors to complete. Consequently are angle dependent operating conditions in the area of the pendulum bearing quickly and reliably recognizable and it can be component or plant-specific countermeasures until the shutdown of the component or the entire system become. The strain gauges in axial direction one behind the other in the grooves on the outside of the outer ring are arranged by the rolling elements when tilting the inner ring overrun at different times, leaving a phase difference that creates a measure of through the tilting resulting escape angle forms.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Dehnungsmessstreifen unmittelbar über dem Scheitelpunkt der Laufbahnen an der Außenseite des Außenringes in den Nuten angeordnet sind. Dadurch ist sicher gewährleistet, dass bei einer Verkippung des Innenringes relativ zum Außenring die Dehnungsmessstreifen zu unterschiedlichen Zeitpunkten von den Rollkörpern überrollt werden.According to one embodiment The invention provides that the strain gauges immediately above the Vertex of the raceways on the outside of the outer ring are arranged in the grooves. This ensures that that at a tilt of the inner ring relative to the outer ring the strain gauges at different times from the Rollers rolled over become.

Zudem ist vorgesehen, dass die Dehnungsmessstreifen mit einer Auswerteeinheit signaltechnisch in Verbindung stehen, die die gemessenen Überrollereignisse auswertet. Die signaltechnische Verbindung geschieht im einfachsten Fall über entsprechende elektrische Leitungen, jedoch ist auch eine drahtlose Übertragung der Messwerte möglich.moreover It is envisaged that the strain gauges with an evaluation unit Signaling related, the measured rollover events evaluates. The signaling connection happens in the simplest way Case over corresponding electrical lines, but is also a wireless transmission the measured values possible.

Zudem kann bei diesem Sensorpendellager vorgesehen sein, dass die Rollkörper in Käfigen gehalten werden. Vorzugsweise ist je Rollkörperreihe bzw. Laufbahn ein gesonderter Käfig vorhanden. Insofern lassen sich mit der beschriebenen Messanordnung auch Winkel- bzw. Fluchtungsabweichungen von dem jeweiligen Rollkörperkäfig in bezug auf den Innenring und den Außenring feststellen.moreover can be provided in this sensor pendulum bearing that the rolling body in cages being held. Preferably, each rolling element row or career is a separate cage available. In this respect, can be with the described measuring arrangement Also angular deviations from the respective rolling body cage with respect on the inner ring and the outer ring determine.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Messung von zumindest Flucht- und Winkelabweichungen in einem Pendellager, mit deren Kenntnis kritische Betriebszustände und Winkeleinstellungen eines im Pendellager geführten Bauteils überwachbar und erkennbar sind. Dieses Verfahren sieht vor, dass bei einer Verkippung des Innenringes relativ zum Außenring des Pendellagers mehrere Dehnungsmessstreifen zu unterschiedlichen Zeitpunkten von den Rollkörpern des Pendellagers überrollt werden, dass die von den Dehnungsmessstreifen gelieferten Messwerte an eine Auswerteeinheit übertragen werden, dass die Messergebnisse durch die Auswerteeinheit mit vorgegebenen maximalen Grenzwerten für Verkippungs- oder Fluchtwinkelabweichungen von Pendellagerbauteilen verglichen werden, und dass auf die Betriebsbedingungen des Bauteils eingewirkt wird, wenn wenigstens einer dieser Grenzwerte überschritten ist. Als Bauteil soll in diesem Zusammenhang auch eine Maschine, ein Gerät, ein Aggregat, eine Anlage und dergleichen verstanden werden.The The invention also relates to a method for measuring at least Escape and angle deviations in a self-aligning bearing, with their knowledge critical operating conditions and Angular adjustments of a guided in the pendulum bearing component monitorable and recognizable. This method provides that at a tilt of the inner ring relative to the outer ring of the pendulum bearing several strain gauges to different Times of the rolling bodies rolled over the pendulum bearing be that the measured values provided by the strain gauges transferred to an evaluation be that the measurement results by the evaluation with predetermined maximum limits for Tilt or escape angle deviations of pendulum bearing components be compared, and that on the operating conditions of the component is acted upon if at least one of these limits exceeded is. As a component in this context, a machine, a machine, an aggregate, a plant and the like are understood.

Gemäß einer Variante dieses Verfahren ist vorgesehen, dass auf die Betriebsbedingungen des Bauteils zusätzlich in Abhängigkeit von weiteren Messgrößen eingewirkt wird, die durch andere Sensoren im Pendellager oder außerhalb des Pendellagers erfasst werden. Zu diesen weiteren Messgrößen gehören beispielsweise die Drehzahl und die Drehrichtung des rotierenden Pendellagerbauteils sowie die auf das Pendellager einwirkende Kraft und Kraftrichtung.According to one Variant of this procedure is provided that on the operating conditions of the component additionally dependent on influenced by other parameters that is by other sensors in the self-aligning or outside of the pendulum bearing are detected. These other metrics include, for example the speed and the direction of rotation of the rotating pendulum bearing component and the force and force acting on the self-aligning bearing.

Nach einer anderen Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das im Pendellager gelagerte Bauteil antriebstechnisch abgeschaltet wird, wenn die Rollkörper des Pendellagers bei der vorgegebenen und/oder gemessenen Last nicht mehr innerhalb der vorgeschriebenen Laufbahnbreite abrollen. Hier findet also eine vorteilhafte Verknüpfung der Messwerte aus der Fluchtungsermittlung der Pendellagerbauteile und der Krafteinwirkung auf dieselben statt.To another development of the method is provided that the component mounted in the pendulum bearing drive technology switched off will when the rolling bodies the pendulum bearing at the predetermined and / or measured load not Roll more within the prescribed track width. Here So finds an advantageous linkage of the measurements from the Determination of the alignment of the pendulum bearing components and the action of force on the same place.

Schließlich kann verfahrensgemäß vorgesehen sein, dass die Phasendifferenz zwischen den Signalen der Dehnungsmessstreifen als Maß für den Fluchtwinkel bei der Verkippung des Innenringes relativ zum Außenring des Pendellagers genutzt wird.Finally, can provided according to the method be that the phase difference between the signals of the strain gauges as a measure of the escape angle in the tilting of the inner ring relative to the outer ring the pendulum bearing is used.

Bei einer Verkippung von Lagerbauteilen werden die Dehnungsmessstreifen wie erwähnt zu unterschiedlichen Zeitpunkten von den Rollkörpern des Pendellagers überrollt. Auf diese Weise entsteht pro Dehnungsmessstreifen jeweils ein Signal des Überrollens, dessen Phasendifferenz ein Maß für den Fluchtwinkel des Käfigs bzw. des Innenringes zum Außenring des Pendellagers darstellt. Wird ein vorgegebener Winkel erreicht, können bauteil- bzw. anlagenspezifische Steuerungsmaßnahmen, beispielsweise die Abschaltung der gesamten Anlage, eingeleitet werden.at A tilting of bearing components are the strain gauges as mentioned rolled over at different times by the rolling elements of the pendulum bearing. In this way, one signal is generated per strain gauge rolling over, its phase difference is a measure of the escape angle of the cage or the inner ring to the outer ring represents the pendulum bearing. If a predetermined angle is reached, can component or plant-specific control measures, such as Shutdown of the entire system to be initiated.

In Kombination mit den Fähigkeiten des IQ-Bearings, also eines Wälzlagers mit Sensoren und einem gegebenenfalls dort integrierten Mikrocomputer, dessen Sensorik zur Erfassung der genannten Flucht- bzw. Winkelfehler angepasst ist, kann die Winkelstellung der Pendellagerbauteile zueinander in Korrelation mit den vom IQ-Bearing sonst gelieferten Daten gebracht werden, wie Drehrichtung, Kraftrichtung, Kraftbetrag usw.. Daraus können dann je nach Betriebsbedingungen, wie wirkende Kraft, Drehzahl, Drehrichtung des Lagers intelligente Maßnahmen für den Fall einer zu großen Winkelstellung eingeleitet werden.In combination with the capabilities of IQ-Bearings, ie a rolling bearing with sensors and an optionally integrated therein microcomputer whose sensor is adapted to detect the said flight or angle error, the angular position of the pendulum bearing components can be correlated with the data otherwise supplied by IQ-Bearing each other, such as direction of rotation, direction of force, force, etc .. From this, depending on the operating conditions, such as acting force, rotational speed, direction of rotation of the bearing, intelligent measures can be initiated in the event of an excessive angular position.

Im Gegensatz zu den in heute bekannten IQ-Bearings eingesetzten Algorithmen zur Datenauswertung sollte die Bestimmung der Phase des Signals des hier vorgestellten Sensorpendellagers mit interpolierten Signalwerten erfolgen, um eine höhere zeitliche Auflösung des abgetasteten Sensorsignals vom jeweiligen Dehnungsmessstreifen zu erreichen. Diese Interpolation erfolgt auf der Basis von in der genannten Auswerteeinheit oder aber im Lager selbst in diesbezüglichen Speichereinheiten des genannten Mikrocomputers berechneten oder abgespeicherten Interpolationsdaten.in the Contrary to the algorithms used in today's IQ-Bearings for data evaluation should be the determination of the phase of the signal of the sensor pendulum bearing presented here with interpolated signal values done to a higher temporal resolution the sampled sensor signal from the respective strain gauge to reach. This interpolation is done on the basis of in the cited Evaluation unit or in the camp itself in this regard Memory units of said microcomputer calculated or stored interpolation data.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt eine schematische Darstellung einer Sensoranordnung in einem Pendellager zur Überwachung von kritischen Betriebszuständen eines im Pendellager geführten Bauteils.The The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. The single drawing figure shows a schematic representation of a Sensor arrangement in a self-aligning bearing for monitoring critical operating conditions of a guided in the pendulum bearing Component.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungendetailed Description of the drawings

Die Sensoranordnung 1 ist speziell für ein Pendellager 2 geeignet, welches hier schematisch in einer Projektion der aufeinander zuweisenden Seiten seines Innenrings 3 und Außenrings 5 dargestellt ist. Zudem sind zwei parallel nebeneinander angeordnete Laufbahnen 4a bzw. 4b des Innenrings 3 gezeigt, in denen zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 5 angeordnete Rollkörpern 6 abrollen, von denen einige in der Zeichnungsfigur schraffiert dargestellt sind. Diese Rollkörper 6 sind vorzugsweise in einem hier nicht dargestellten gemeinsamen oder in zwei einzelnen Käfigen geführt.The sensor arrangement 1 is special for a self-aligning bearing 2 suitable, which here schematically in a projection of the facing each other sides of its inner ring 3 and outer ring 5 is shown. In addition, two parallel adjacent tracks 4a respectively. 4b of the inner ring 3 shown in which between the inner ring 3 and the outer ring 5 arranged rolling bodies 6 scroll, some of which are hatched in the drawing figure. These rolling bodies 6 are preferably performed in a common or in two individual cages not shown here.

Bei diesem beispielhaften Pendellager 2 wird davon ausgegangen, dass der Innenring 3 als drehbares Wälzlagerbauteil ausgeführt ist und ein Bauteil 10 lagert, während der Außenring 5 an einem nicht dargestellten anderen Bauteil befestigt ist.In this exemplary pendulum bearing 2 It is assumed that the inner ring 3 is designed as a rotatable rolling bearing component and a component 10 stores while the outer ring 5 is attached to a non-illustrated other component.

Beim Betrieb eines solchen Pendellagers 2 kann es aufgrund von durch das gelagerte Bauteil 10 erzeugte Kräfte oder Drehmomente vorkommen, dass die Längsachse des Innenringes 3 und die Längsachse des Außenringes 5 nicht miteinander fluchten. Ein solcher Betriebsfall ist in der einzigen Figur dargestellt, weshalb der Innenring 3 und der Außenring 5 nicht koaxial zueinander dargestellt sind.When operating such a pendulum bearing 2 It may be due to due to the stored component 10 generated forces or torques occur that the longitudinal axis of the inner ring 3 and the longitudinal axis of the outer ring 5 not aligned. Such an operating case is shown in the single figure, which is why the inner ring 3 and the outer ring 5 not shown coaxially with each other.

Zur Messung dieses Flucht- oder Winkelfehlers, der zu einer Beeinträchtigung und/oder Zerstörung des Pendellagers und/oder des gelagerten Bauteils 10 führen kann, weist dieses Pendellager 2 eine besondere Sensoranordnung 1 auf, die nachfolgend genauer beschieben wird.To measure this escape or angular error, which leads to an impairment and / or destruction of the self-aligning bearing and / or the stored component 10 can lead, this has pendulum bearing 2 a special sensor arrangement 1 which will be described in more detail below.

Zur Aufnahme von Sensoren sind in der Außenseite des Außenringes 5 zwei in Umlaufrichtung des Pendellagers 2 ausgerichtete Vertiefungen oder Nuten 7a bzw. 7b eingebracht, in die jeweils ein Dehnungsmessstreifen 8a bzw. 8b eingefügt ist. Die beiden Nuten 7a, 7b bzw. Dehnungsmessstreifen 8a, 8b sind dabei einerseits in bezug auf die Längsachse des Pendellagers 2 axial hinter einander angeordnet, und andererseits so positioniert, dass bei einem zu dem Außenring 5 schräg gestelltem Innenring 3 die Laufbahnen 4a, 4b für die Rollkörper 6 diese Nuten 7a, 7b bzw. Dehnungsmessstreifen 8a, 8b überdecken. Dadurch wird sichergestellt, dass während der Rotation des Innenringes 3 relativ zum Außenring 5 die Rollkörper 6 in den Laufbahnen 4a, 4b den Ort der Dehnungsmessstreifen 8a, 8b überrollen.To accommodate sensors are in the outside of the outer ring 5 two in the direction of the pendulum bearing 2 aligned depressions or grooves 7a respectively. 7b introduced, in each case a strain gauge 8a respectively. 8b is inserted. The two grooves 7a . 7b or strain gauges 8a . 8b are on the one hand with respect to the longitudinal axis of the self-aligning bearing 2 arranged axially behind one another, and on the other hand positioned so that at one to the outer ring 5 inclined inner ring 3 the raceways 4a . 4b for the rolling elements 6 these grooves 7a . 7b or strain gauges 8a . 8b cover. This will ensure that during rotation of the inner ring 3 relative to the outer ring 5 the rolling bodies 6 in the careers 4a . 4b the location of the strain gauges 8a . 8b roll over.

Bei einer Verkippung des Innenringes 3 relativ zum Außenring 5, wie dies in der Zeichnung dargestellt und durch den Pfeil 9 symbolisiert ist, überrollen zwei axial benachbarte Rollkörper 6 durch den sich ergebenden Fluchtwinkel die beiden Dehnungsmessstreifen 8a, 8b zwangsläufig zu unterschiedlichen Zeitpunkten, welches von diesen sensiert und an eine nicht gezeigte Auswerteeinheit übertragen wird, die mit den Dehnungsmessstreifen 8a, 8b signaltechnisch in Verbindung steht.At a tilt of the inner ring 3 relative to the outer ring 5 as shown in the drawing and by the arrow 9 symbolized, two axially adjacent rolling bodies 6 by the resulting escape angle, the two strain gauges 8a . 8b inevitably at different times, which is sensed by these and transmitted to an evaluation unit, not shown, with the strain gauges 8a . 8b is technically connected.

Mittels eines solchen Sensorpendellagers lassen sich demnach vorteilhaft kritische Betriebsbedingungen des im Pendellager 2 geführten Bauteils 10 aber auch generell Winkeleinstellungen des Pendellagers 2 erkennen und nachführen. Die Auswerteeinheit analysiert diese Messwerte und kann gegebenenfalls bauteil- bzw. anlagenspezifische Gegenmaßnahmen, beispielsweise die Abschaltung der gesamten Anlage, einleiten.By means of such a sensor pendulum bearing can therefore be advantageous critical operating conditions of the pendulum bearing 2 guided component 10 but also generally angle settings of the pendulum bearing 2 recognize and track. The evaluation unit analyzes these measured values and can if necessary initiate component-specific or system-specific countermeasures, for example the shutdown of the entire system.

11

Sensoranordnungsensor arrangement

22

Pendellageraligning bearing

33

Innenringinner ring

4a4a

Laufbahncareer

4b4b

Laufbahncareer

55

Außenringouter ring

66

Rollkörperroll body

7a7a

Nut, Vertiefunggroove deepening

7b7b

Nut, Vertiefunggroove deepening

8a8a

DehnungsmessstreifenStrain gauges

8b8b

DehnungsmessstreifenStrain gauges

99

Pfeilarrow

1010

Bauteilcomponent

Claims (9)

Sensoranordnung in einem Pendellager (2) zur Überwachung von winkelabhängigen Betriebszuständen eines im Pendellager (2) geführten Bauteils (10), wobei das Pendellager (2) einen Innenring (3) und einen Außenring (5) aufweist, zwischen denen Rollkörper (6) in wenigstens zwei separaten Laufbahnen (4a, 4b) umlaufen können, dadurch gekennzeichnet, dass in die Außenseite des Außenringes (5) eine oder mehrere Nuten (7a, 7b) eingebracht sind, dass in jeder Nut (7a, 7b) mindestens ein Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) angeordnet ist, und dass die Nuten (7a, 7b) derart in Umfangsrichtung nebeneinander sowie axial hintereinander positioniert sind, dass bei einer Schrägstellung des Innenrings (3) zum Außenring (5) axial benachbarte Rollkörper (6) unterschiedlicher Laufbahnen (4a, 4b) die in den Nuten (7a, 7b) befindlichen Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) zu unterschiedlichen Zeitpunkten überrollen.Sensor arrangement in a self-aligning bearing ( 2 ) for monitoring angle-dependent operating conditions of a pendulum bearing ( 2 ) guided component ( 10 ), the pendulum bearing ( 2 ) an inner ring ( 3 ) and an outer ring ( 5 ) between which rolling bodies ( 6 ) in at least two separate tracks ( 4a . 4b ), characterized in that in the outer side of the outer ring ( 5 ) one or more grooves ( 7a . 7b ) are introduced, that in each groove ( 7a . 7b ) at least one strain gauge ( 8a . 8b ), and that the grooves ( 7a . 7b ) are positioned in the circumferential direction next to one another and axially one behind the other such that when the inner ring is inclined ( 3 ) to the outer ring ( 5 ) axially adjacent rolling bodies ( 6 ) of different careers ( 4a . 4b ) in the grooves ( 7a . 7b ) strain gauges ( 8a . 8b ) at different times. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) unmittelbar über dem Scheitelpunkt der Laufbahnen (4a, 4b) an der Innenseite des Außenringes (5) in den Nuten (7a, 7b) angeordnet sind.Sensor arrangement according to claim 1, characterized in that the strain gauges ( 8a . 8b ) immediately above the vertex of the raceways ( 4a . 4b ) on the inside of the outer ring ( 5 ) in the grooves ( 7a . 7b ) are arranged. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (8) mit einer Auswerteeinheit signaltechnisch in Verbindung stehen.Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the strain gauges ( 8th ) are in signal communication with an evaluation unit. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollkörper (6) in Käfigen gehalten werden.Sensor arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the rolling bodies ( 6 ) are kept in cages. Verfahren zur Messung von zumindest Flucht- und Winkelabweichungen in einem Pendellager (2) zur Überwachung und zum Erkennen von kritischen Betriebszuständen und Winkeleinstellungen eines im Pendellager (2) geführten Bauteils (10), dadurch gekennzeichnet, dass – bei einer Verkippung des Innenringes (3) relativ zum Außenring (5) des Pendellagers (2) mehrere Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) zu unterschiedlichen Zeitpunkten von den Rollkörpern (6) des Pendellagers (2) überrollt werden, – die von den Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) gelieferten Messwerte an eine Auswerteeinheit übertragen werden, – die Messergebnisse durch die Auswerteeinheit mit Sollwerten oder mit vorgegebenen maximalen Grenzwerten für Verkippungs- oder Fluchtwinkelabweichungen von Pendellagerbauteilen verglichen werden, – und auf die Betriebsbedingungen des Bauteils (10) eingewirkt wird, wenn wenigstens einer dieser Sollwerte abweicht oder wenigstens einer dieser Grenzwerte überschritten ist.Method for measuring at least deviations in flight and angle in a self-aligning bearing ( 2 ) for monitoring and detecting critical operating conditions and angle settings of a pendulum bearing ( 2 ) guided component ( 10 ), characterized in that - with a tilting of the inner ring ( 3 ) relative to the outer ring ( 5 ) of the self-aligning bearing ( 2 ) several strain gauges ( 8a . 8b ) at different times from the rolling bodies ( 6 ) of the self-aligning bearing ( 2 ), - that of the strain gauges ( 8a . 8b ) measured values are transmitted to an evaluation unit, - the measurement results are compared by the evaluation unit with nominal values or with predetermined maximum limits for tilt or escape angle deviations of pendulum bearing components, - and on the operating conditions of the component ( 10 ) is acted upon if at least one of these setpoints deviates or at least one of these limits is exceeded. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Betriebsbedingungen des Bauteils (10) zusätzlich in Abhängigkeit von weiteren Messgrößen eingewirkt wird, die durch Sensoren im Pendellager erfasst werden.Method according to Claim 5, characterized in that the operating conditions of the component ( 10 ) is additionally acted upon as a function of further measured variables, which are detected by sensors in the self-aligning bearing. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zu den weiteren Messgrößen die Drehzahl und die Drehrichtung des rotierenden Pendellagerbauteils sowie die auf das Pendellager einwirkende Kraft und Kraftrichtung gehören.Method according to Claim 6, characterized that to the other variables the speed and the direction of rotation of the rotating pendulum bearing component and the belong to the pendulum bearing acting force and direction of force. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das im Pendellager (2) gelagerte Bauteil (10) antriebstechnisch abgeschaltet wird, wenn die Rollkörper (6) des Pendellagers (2) bei einer vorgegebenen und/oder gemessenen Last nicht mehr innerhalb der vorgeschriebenen Breite der Laufbahnen (4a, 4b) abrollen.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that in the self-aligning bearing ( 2 ) mounted component ( 10 ) is switched off drive technology when the rolling bodies ( 6 ) of the self-aligning bearing ( 2 ) at a given and / or measured load no longer within the prescribed width of the raceways ( 4a . 4b ). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasendifferenz zwischen den Signalen der Dehnungsmessstreifen (8a, 8b) als Maß für den Fluchtwinkel bei der Verkippung des Innenringes (3) relativ zum Außenring (5) des Pendellagers (2) genutzt wird.Method according to at least one of claims 5 to 8, characterized in that the phase difference between the signals of the strain gauges ( 8a . 8b ) as a measure of the escape angle at the tilting of the inner ring ( 3 ) relative to the outer ring ( 5 ) of the self-aligning bearing ( 2 ) is being used.