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Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für eine Wälzführung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wälzführungen werden in vielen Bereichen z. B. bei Bearbeitungsstationen eingesetzt, um Maschinenelemente oder Anlageteile translatorisch oder rotatorisch zu bewegen.
Beispielhaft sei hier eine Linearführung (9) genannt, bei der ein Schlitten, der auf einer Führungsschiene läuft, von einem Kugelgewindetrieb mit einer Spindel angetrieben wird. Als Führungen an der Spindel und an den Führungsschienen dienen jeweils Wälzführungen.
Wälzführungen weisen typischerweise Kugeln oder Rollen als umlaufende Wälzkörper auf.
Neben Kugelgewindetrieben als Antrieb für den Führungsschlitten gibt es auch pneumatische oder direkte elektrische Antriebe.
Für die Präzision der Positioniergenauigkeit des Führungsschlittens sind die Wälzführungen, insbesondere die Vorspannung unter der die Wälzkörper stehen und der Zustand der Laufbahnen der Wälzkörper von entscheidender Bedeutung.
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Positioniervorrichtungen werden bei Werkzeugmaschinen vielfach eingesetzt, um z. B. Frästeile schnell linear zu bewegen bzw. genau zu positionieren. Dabei ist ein Linearantrieb vorgesehen, der einen Schlitten z. B. einen Maschinentisch auf einer Führungsschiene linear verfährt.
Zur Lagerung des Schlittens dient als Wälzführung bspw. ein Kugelumlauflager, wobei die Kugeln, über einen im Schlitten vorgesehenen Rücklaufkanal umlaufend zurückgeführt werden.
An der Führungsschiene sind in der Regel zwei seitliche Laufbahnen vorgesehen, die zur Führung der Kugeln des Kugelumlauflagers dienen.
Aufgrund hoher Belastungen bei einzelnen Bearbeitungsschritten z.B. bei CNC Fräsmaschinen können Beschädigungen an der Laufbahn bzw. den Laufbahnen nicht ausgeschlossen werden.
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Gegenüber einfachen Kugellager bieten Kugelumlauflager einen höheren Wirkungsgrad. Sie erlauben auch ein genaueres und schnelleres Verfahren.
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Bei Positioniervorrichtungen für Maschinenelemente oder Anlageteile muss trotz schneller Vorschübe und erheblichen dynamischen Lasten eine hohe Präzision bzw. hohe Positioniergenauigkeit gewährleistet werden. Dabei sind die Wälzführungen und die Laufbahn/Laufbahnen hohen Belastungen ausgesetzt, was einen entsprechenden Materialverschleiß zur Folge haben kann. Insbesondere Beschädigungen der LaufbahnLaufbahn wirken sich nachteilig auf die Bearbeitungsgenauigkeit aus. Schwerwiegende Beschädigungen können auch zum Maschinenstillstand führen. Infolge einer Beschädigung der Laufbahn kann die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung beeinträchtigt werden und außerdem eine Schwergängigkeit entstehen, die den Antrieb überlastet und diesen schädigt. Zusätzlich wird dadurch oft die Sollposition nur zeitverzögert erreicht, was eine Bahnungenauigkeit in Verbindung mit anderen beteiligten Achsen zur Folge hat. Bei entsprechenden Resonanzbedingungen kann eine Beschädigung an einer Laufbahn, zu Schwingungen des Schlittens führen und dadurch den Bearbeitungsprozess stören und den Linearantrieb oder deren Komponenten schädigen.
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Um dem kostspieligen Ausfall von Werkzeugmaschinen vorzubeugen, ist aus der
US7555953 ein Verfahren zur Zustandserkennung eines Linearantriebes bekannt, bei der der Körperschall am Schlitten erfasst und ausgewertet wird. Die Auswertung dieser Körperschallsignale ist sehr aufwendig und oft unzuverlässig, da es sich um eine indirekte Methode zur Fehlererkennung handelt. Werkzeugmaschinen erzeugen beim Bearbeitungsprozess von Bauteilen häufig selbst Schwingungen und sind harten Stößen ausgesetzt. Dabei werden Körperschallsignale erzeugt, die die eigentlich interessierenden Köperschallsignale, die Rückschlüsse auf den Zustand der Positioniervorrichtung erlauben, überlagern bzw. vollständig überdecken. Im Normalbetrieb ist deshalb häufig keine Zustandserkennung mittels Körperschall möglich. Zur Zustandserkennung muss der Normalbetrieb durch einen Testbetrieb unterbrochen werden, bei dem keine Werkstückbearbeitung stattfinden kann. Im Testbetrieb wird der Schlitten mehrmals hin und her verfahren und die dabei entstehenden Körperschallsignale entsprechend ausgewertet.
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Unter der Bezeichnung Kreisformtest ist ein ebenfalls sehr aufwändiges Verfahren zur Zustandserkennung eines Linearantriebes bekannt. Werden die Spindeln von starken Motoren angetrieben, wird der Kreisformtest eventuell bestanden, obwohl bereits Beschädigungen an der Spindel oder der Linearführung vorliegen. Durch Kreisformtest nur eine allgemeine Zustandsaussage getätigt werden. Mit dem Kreisformtest kann nicht auf das beschädigte Element der Linearachse geschlossen werden.
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9 zeigt eine Linearführung mit einem linear verfahrbaren Schlitten, der über einen Kugelgewindetrieb angetrieben wird. Vom Kugelgewindetrieb ist nur die Spindel zu sehen. Die Spindelmutter wird vom Führungsschlitten verdeckt. Der Führungsschlitten wird links und rechts jeweils über Profilschienen geführt. Als Führungen an der Spindel und an den Führungsschienen dienen jeweils Wälzführungen.
Wälzführungen weisen typischerweise Kugeln oder Rollen als umlaufende Wälzkörper auf.
Neben Kugelgewindetrieben als Antrieb für den Führungsschlitten gibt es auch pneumatische oder direkte elektrische Antriebe.
Für die Präzision der Positioniergenauigkeit des Führungsschlittens sind die Wälzführungen, insbesondere die Vorspannung unter der die Wälzkörper stehen, von entscheidender Bedeutung.
Es gibt verschiedene Wälzlager mit Kugeln als Wälzkörper, DIN ISO 14728-2005 Bewegungsform translatorisch, alternierend, bzw. DIN ISO 3408-1 2011 Bewegungsform rotierend + translatorisch. Der lasttragende Bereich ist bei einem Kugelgewindetrieb der Spindel-Mutter-Laufbahnbereich. Der lastfreie Bereich ist der Rücklaufkanal.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungseinrichtung für eine Wälzführung anzugeben, die insbesondere ohne großen Aufwand bei herkömmlichen Wälzführungen nachrüstbar ist, die Beschädigungen an der Laufbahn sicher auch im Normalbetrieb erfasst, die hohe Belastungen (bspw. Momente und/oder Kräfte) des Schlittens rechtzeitig erkennt und die einfach sowie kostengünstig herstellbar ist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, mit der Überwachungseinrichtung für eine Wälzführung Unebenheiten auf der Laufbahn der Wälzkörper bzw. die wirkenden Kräfte/Momente kontinuierlich während der Schlittenbewegung zu erfassen.
Das hierfür erforderliche Sensorelement kann die Laufbahn taktil oder berührungslos abtasten.
Bei einer taktilen Abtastung z. B. mit einer Tastspitze wird die Auslenkung eines beweglichen Messarms oder Messtasters mit einem Wandler z.B. über Dehnungsmessstreifen oder Piezoelemente erfasst.
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Die Messsignale werden an einer Auswerteeinheit weitergeben und dort ausgewertet. Um auch Fehler in der LaufLaufbahn im Anfangsstadium erkennen zu können, ist es besonders vorteilhaft, eine Fehlstelle insbesondere über statistische Methoden ermitteln zu können. Dabei wird das Messsignal einer Unebenheit (Fehlstelle) beim Hin- und Herfahren des Schlittens mehrmals ausgewertet.
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Nachfolgen ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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1 zeigt eine auf eine herkömmliche Wälzführung für Maschinenelemente oder Anlagenteile in Schrägansicht. Die Wälzführung weist ein Führungselement (Führungsschiene) und einen auf der Führungsschiene linear verfahrbaren Schlitten (Führungswagen) auf.
Der Schlitten ist über ein Wälzlager, das hier als Kugelumlauflager ausgebildet ist, gelagert.
Die Kugeln des Kugelumlauflagers werden in einer an der Führungsschiene vorgesehenen Laufbahn geführt.
Der zur Verschiebung des Schlittens erforderliche Linearantrieb ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Es kann sich hier z. B. um einen Riemenantrieb handeln. Eine Steuereinheit steuert den Linearantrieb entsprechend dem zu bearbeitenden Werkstück an.
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2 zeigt eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung für eine Wälzführung von der Unterseite des Führungselements. Erfindungsgemäß ist am Schlitten ein Messarm, der Teil der Überwachungseinrichtung ist, vorgesehen. Am freien Ende des Messarms ist ein Abtastelement vorgesehen, mit dem die Oberfläche der Laufbahn abgetastet werden kann.
Beschädigungen an der Laufbahn können so detektiert werden. Das Abtastelement, das hier aus einer Tastspitze aus Keramik besteht, tastet die Oberfläche taktil ab. Alternativ ist auch ein berührungslos arbeitendes z.B. optisch arbeitendes Tastelement denkbar. Bei einer taktilen Abtastung ist ein Wandler erforderlich, der die Auslenkung des beweglichen Messarms in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Wandler kann aus einem oder mehreren Dehnungsmessstreifen oder Piezoelementen bestehen oder berührungslos arbeiten.
Das Messsignal wird an eine nicht dargestellte Auswerteeinheit weitergeleitet. In der Auswerteeinheit erfolgt die Auswertung des Messsignals. Dadurch können Beschädigungen der Laufbahn während des Betriebs detektiert werden. Zusätzlich könnenwirkende Kräfte/Momente und damit auch Überlastzustände der Positioniervorrichtung detektiert werden.
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2.1 zeigt eine Ausschnittsvergrößerung gemäß 2 im Bereich des beweglichen Messarms MA. Zwei gegenüberliegende DMS-Streifen DMS erfassen die Auslenkung des Messarms MA. Der Messarm MA ist an einer Halterung HA fixiert. Über einen Bügel BÜ ist die Tastspitze TS zusätzlich mit der Halterung HA verbunden.
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2.2 zeigt eine Seitenansicht der Führungsschiene FS mit dem Schlitten S und dem Messarm MA.
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2.3 zeigte eine vergrößerte Aufsicht auf den Messarm MA von vorne mit der Tastspitze TS als Abtastelement, das an der Laufbahn KB anliegt.
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3 zeigt verschiedene Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels Überwachungseinrichtung für eine Wälzführung mit einem speziell gestalteten Abtastelement.
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Die Tastspitze 1 tastet die zu überwachende Kugellauffläche der Laufbahn des Linearführungsprofiles ab. Die Einstellung des richtigen Anpressdruckes wird über die Einstellschraube (6) erreicht, bei gleichzeitiger Messung des DMS Signals vom DMS (3). Der DMS Grundkörper besteht aus einer Parallelogramm Anordnung, damit nicht die Reibung aufgrund von der Verfahrbewegung fälschlicherweise mitgemessen wird, sondern nur die Oberflächenfehler die auf das Formstück, relativ zum Schlitten, übertragen werden. Außerdem besitzt er ein Langloch für die Einstellbarkeit durch die Einstellschraube (6). Die „Überlasteinrichtung“ (4) besteht aus einer Schraube mit Feder, die das DMS Parallelogramm fest genug für eine genaue Messung durch das DMS Parallelogramm andrückt, jedoch bei größerer Überlastung (Schlag u.a.) ausweichen kann, ohne die Anordnung dauerhaft zu beschädigen.
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Das Parallelogrammstück (2) wird über eine von beiden Seiten her sich verjüngende Bohrung von einem Bolzen (9) in der Mitte pendelnd drehbar gelagert. Damit werden nur Entfernungsänderungen die senkrecht zur Messachse liegen gemessen, während die quer dazu entstehenden „ausgependelt“ werden, bzw. der Formkörper kann leichter der zu vermessenden Laufbahn folgen.
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Der Federbolzen (10) dient dazu, dass die Anordnung spielfrei gehalten wird und der Formkörper zurückgehalten wird und nicht im evtl. vorhandenen Stoß der Führungsschienen oder an den Achsenden „hängenbleibt“.
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3.1 zeigt den zeitlichen Verlauf eines Maschinenzustands mit den entsprechenden Begrifflichkeiten. Je früher ein Schaden erkannt werden kann, desto weniger kritisch sind seine Auswirkungen.
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4 zeigt die verschiedenen Momente, die bei einer Positioniervorrichtung auftreten können. Ganz schematisch sind das Führungselement und der Schlitten sowie eine Spindel als Linearantrieb dargestellt. Erfindungsgemäß können auch Überlastzustände durch zu hohe Momenteinwirkungen entstehen.
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5 zeigt die verschiedenen Ordnungen für Formabweichungen, die insbesondere auch bei einer Laufbahn auftreten können.
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6 zeigt eine Schrägansicht des Abtastelements TS, das aus einem Gleitstück GS und einem Fühlerelement FE besteht. Das Gleitstück GS ist federnd gelagert. Die Federkraft wirkt so, dass das Gleitstück GS in die Laufbahn KB gedrückt wird.
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7 zeigt das Tastelement TS von der Laufbahn KB her. In dieser Darstellung ist der Überstand des Fühlerelements FE am Gleitstück GS deutlich zu sehen. Die Kontur des Fühlerelements FE entspricht ausschnittsweise der Kontur einer Kugel. Das Fühlerelement FE liegt so genau an den Punkten an wie eine Kugel, damit können genau die Pittings und Rattermarken detektiert werden, die auch eine normale Kugel sehen würde.
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8 zeigt das Fühlerelement FE alleine.
Das Abtastelement TS tastet die Oberfläche der Laufbahn taktil ab. Beim Verfahren des Schlittens S wird ein Messsignal erzeugt, das an eine Auswerteeinheit weitergeleitet wird, um Beschädigungen der Laufbahn KB zu detektieren.
Mit dem Gleitstück GS werden Unebenheiten 1. Ordnung herausfiltert, deshalb detektiert das Fühlerelement FE nur Pittings und Rattemarken, was die Signalauswertung vereinfacht.
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Nachfolgend ist die Funktion der Erfindung näher erläutert:
- Mit einer Positioniervorrichtung werden Maschinenelemente (Fräser) oder Anlageteile (Werkstücke) mit einem Linearantrieb auf dem Schlitten schnell und präzise hin und her verfahren. Die Wälzkörper der Wälzführung laufen während der Bewegung des Schlittens auf der Laufbahn des Führungselements. Die Steuereinheit steuert den Linearantrieb während des gesamten Arbeitsprozesses so an, dass die gewünschte präzise Position des Schlittens angefahren wird. An dem Schlitten ist die Überwachungseinrichtung fest fixiert.
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Auf den beweglich gelagerten Messarm werden Unebenheiten der LaufbahnLaufbahn über die Tastspitze übertragen. Die Tastspitze gleitet hierzu auf der LaufbahnLaufbahn und wird, wenn es auf eine Beschädigung trifft, im Wesentlichen senkrecht zur Laufbahn ausgelenkt. Mit dem am Messarm vorgesehenen elektromechanischer Wandler (DMS-Element(e) oder PiezoElement(e) wird die Auslenkung der Tastspitze detektiert und das entsprechende Messsignal an die Auswerteeinheit weiterleitet. Das Messsignal das das Höhenprofil und damit die Rauigkeit der Oberfläche der Laufbahn wiederspiegelt, wird in der Auswerte ausgewertet. Bei Überschreiten von Schwellwerten wird ein Alarmsignal generiert, das signalisiert, dass eine Beschädigung vorliegt und die Laufbahn bzw. das Führungselement ausgetauscht werden müssen. Die Sollkontur der Laufbahn kann bei der Inbetriebnahme der Positioniereinrichtung als Referenz aufgenommen werden. An schadhaften Stellen z. B. einer abgeplatzte Hartschicht (Pitting) weicht die tatsächliche Kontur, im folgenden Schadenskontur genannt, von der Sollkontur der Laufbahn ab. In einer Weiterentwicklung der Erfindung ist die Auswerteeinheit mit der Steuereinheit des Linearantriebs verbunden oder in dieser integriert, die das Verfahren des Schlittens steuert. Damit können aus den Daten der Steuereinheit über die aktuelle Position des Schlittens, dem aktuellen Messsignal M ein Ortswert x auf der Laufbahn zugeordnet werden. In der Auswerteeinheit liegt somit das Messsignal M als Funktion des Ortes x vor d. h. M(x). Die Funktion M(x) gibt im Prinzip die Rauigkeit der Laufbahn wieder.
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Damit können verschieden Methoden zu Messsignalauswertung herangezogen werden.
Über statistisch Verfahren kann die Signifikanz einer Unebenheit bestätigt werden. Auch ist es möglich der Auswerteeinheit in einem Teach-Verfahren, das Auslenkungsprofil einer unbeschädigten Laufbahn (Sollkontur) als Sollwertfunktion Msoll(x) einzulernen.
Während des Betriebs der Positioniereinrichtung kann das aktuell aufgenommene Auslenkungsprofil Mist(x) als Istwertfunktion kontinuierlich mit der Sollwertfunktion verglichen werden und bei signifikanten Abweichungen kann ein Warnsignal generiert werden, damit z. B. am Bedienpanel der Positioniereinrichtung dem Betreiber das Problem signalisiert wird.
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Um längere ungeplante Maschinen-Stillstandzeiten zu vermeiden, kann die schadhafte Laufbahn während einer geeigneten Maschinenstandzeit ausgetauscht werden.
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Die Bewegung des Messarms kann auch anderenTechnologien als DMS- bzw. Piezo-Wandlern erfasst werden. Alternativ können z.B. Beschleunigungssensoren oder LVDT-Sensoren eingesetzt werden. Beschleunigungssensoren haben den Vorteil, dass sie frequenzselektiv arbeiten können. Auch kann durch eine Körperschallanalyse zwischen Spänen in der Spiralnut und tatsächlichen Beschädigungen unterschieden werden. Da der Messarm und die Tastspitze eine sehr geringe Masse aufweisen, können auch geringe Beschädigungen der Spindel detektiert werden. Derartige Beschädigungen könnten mit einem entsprechenden Körperschallsensor, der an dem Schlitten angebracht ist, nicht detektiert werden, da der Schlitten eine erheblich größere träge Masse aufweist.
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Die häufigste Ausfallursache einer Linearachse wird durch Überlastung, meist bei sehr dynamischen Achsbewegungen und großen, nicht symmetrischen Lasten verursacht. Auch Ausrichtungsfehler bei der Montage, sowie Verformungen durch Temperatur und dynamischer Belastung sind als Ursachen bekannt. Heutige bekannte Verfahren zur rechtzeitigen Ausfallerkennung funktionieren nur eingeschränkt. Temperaturmessverfahrens sind meist träge und können lokale oder kurzzeitige Überlastung nicht detektieren. Bis Temperaturmessverfahren einen Fehlerfall erkennen ist es in den meisten Fällen für eine geplante Wartung zu spät. Die bekannte Körperschall Sensorik hat zu große Herausforderungen mit den vielen „Schwingungsverursachern“ an den heutigen komplexen Anlagen. Diese voneinander zu isolieren, um die „interessierenden“ Objekte darzustellen, gelingt selten und führt oft zu Fehlalarmen.
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Das Schadensbild ist sehr oft eine, durch zu hohe Kontaktkräfte der Kugeln, ausgebrochene Führungslaufbahn. Diese Fehlstellen in der Oberfläche werden Pitting genannt. Ähnlich sind die Rattermarken eine Erscheinung durch zu hohe Belastung.
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Erfindungsgemäß können diese Schäden im Frühstadium rechtzeitig erkannt werden. Damit ist die verbleibende Laufzeit der Positioniervorrichtung in vielen Fällen ausreichend, um Ersatzteile bereitzustellen und um ein Instandhaltungsteam für eine Reparatur in einer nicht produktionsschädlichen Zeit einplanen zu können.
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Effektiver ist es jedoch solche Überlastungen zu verhindern, indem eine Sensorik an der kritischen Achse der Steuerung bei Bedarf in Realtime den Belastungszustand zurückmeldet, um die Steuerungsparameter dahingehend zu beeinflussen, die verursachende Wirkung zu verringern bzw. zu stoppen.
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Mit einem Softwareprogramm kann das Lastkollektiv errechnet und aufgezeichnet werden, um Wissens- und Erfahrungs-basiert eine Instandhaltung einplanen zu können. Erfindungsgemäß gleitet bei einer taktilen Abtastung eine Tastspitze über die Oberfläche der Laufbahn, um die relativ zum Schlitten vorhandenen Abstandsänderungen der Führungsbahn (Laufbahn) zu messen.
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Es sind verschiedene Fehlerfälle denkbar.
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Fall A: Hierbei entstehen im Betrieb Belastungskraftvektoren, welche die beidseitigen Laufbahnen und die Kugeln verformen. Diese Verformungen können im Betrieb überwacht werden, um Überlastungen vorzubeugen bzw. können adaptiv zurückgeregelt werden z.B. durch einen Eingriff in die Steuerung (z.B. CNC Achssteuerung).
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Fall B: Fehlstellen (Pittings) und Rattermarken verursachen eine lokale Entfernungsänderung und stellen eine Beschädigung dar, diese führen oft zu einem baldigen Ausfall der Achse, weshalb hierbei meist ein Alarm für das A auswechseln des Bauteils durch eine elektronische Signalverarbeitung erzeugt wird.
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Die Signalauswertung ist auf den Stoß der Laufbahn (Führungsleisten) abzustimmen. Entweder erfolgt dies über die besondere Signalform die durch den Übergang (Stoß) der Leistenstücke erzeugt wird, oder es erfolgt über eine z. B. Mittelwertbildung in der Auswertung, in der ein einzelner Stoß nicht einen Alarm auslöst. Auch ein Ausblendesignal von der Steuerung an der zuvor eingelernten Stoßstelle ist möglich. Das Abtastelement weist in vorteilhafter Weise einen Abtaststift aus Keramik auf und kann vom gesamten Messarm (Abgreifer) her - wie der Plattenspieler-Arm - in jeden Freiheitsgrad hin sich bewegen bzw. ausweichen.
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Wichtig hierbei ist, dass zwischen den Reibkräften und den Anpresskräften unterschieden werden kann, diese dürfen nicht „verschwimmen“. Über eine spezielle Ausgestaltung des Messarms (Parallelogrammanordnung) oder eine weiter entfernte Aufhängung des Gesamt-Messarms können diese beiden Kräfte auseinandergehalten werden.
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Über eine Umgreifung kann eine zusätzliche Stabilisierung des eigentlichen Messaufnehmers über eine dünnwandige Feder erreicht werden. Liegen zwei Schienen pro Führungsrille beieinander, kann auch mit einem Y-Abnehmer gearbeitet werden.
Entscheiden ist, dass der Kraftvektor bzw. Hauptkraftrichtung bzw. Belastungseinführung innerhalb der Laufbahn abgegriffen werden kann, um die Messung zu optimieren.
Bei größeren Schlitten muss am kritischen Punkt abgefragt werden.
Des Weiteren muss eine Überlasteinrichtung vorgesehen werden, (Schraube mit Feder) um eine Überlastung zu verhindern.
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Die in 3 dargestellte erste Zustandsüberwachungseinrichtung kann entweder direkt auf den Schlitten oder dessen Anbau mit Schmier- und
Schmutzabstreifvorrichtung aufgeschraubt. Diese ist sowohl für Fehlerfall A wie Fehlerfall B geeignet.
Hierbei wird der Messhub über ein Parallelogramm erfasst. Beim praktischen Einsatz bei Führungen mit großem Spiel kann der Messhub jedoch zu gering sein.
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Die in 2 dargestellte Zustandsüberwachungseinrichtung kann ebenfalls entweder direkt auf den Schlitten oder dessen Anbau mit Schmier- und Schmutzabstreifvorrichtung aufgeschraubt werden.
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Zur Qualitätsprüfung von Oberflächen werden seit langem sogenannte Tastschnittmessgeräte eingesetzt. In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist ein Tastschnittmessgerät direkt am Schlitten S angebracht.
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Neben Verschleiß treten in tribologischen Systemen noch Schädigungen als Folge von Ermüdung (z.B. Pitting, Risse und Brüche) durch mechanische Beanspruchung auf.
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Mit der erfindungsgemäßen Zustandsüberwachungseinrichtung können Unebenheiten bis zu +/- 1 µm erkannt werden.
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Es ist nicht zwingend erforderlich, dass die Auswerteeinheit mit der Steuereinheit für den Linearantrieb verbunden ist. In diesem Fall können die Auslenkungen nicht einem bestimmten Ort auf der Laufbahn zugeordnet werden. Trotzdem ist eine Überwachung der Laufbahn noch möglich.
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Bei einer Verbindung der Auswerteeinheit mit der Steuereinheit für den Linearantrieb können bekannte Unebenheiten z. B. an Stößen zwischen zwei Führungsschienen ausgeblendet werden.
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Auch können bekannte Unebenheiten (Kerben) als Rückmeldung für die aktuelle Position des Schlittens verwendet werden.
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Mit der Zustandsüberwachungseinrichtung können nicht nur Beschädigungen an der Laufbahn detektiert werden, sondern auch Überlastungen bzw. Vibrationen sowie die verschiedenen Momente Rollmoment, Giermoment bzw. Nickmoment überwacht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN ISO 14728-2005 [0007]
- DIN ISO 3408-1 2011 [0007]
