DE102010005636A1

DE102010005636A1 - Method for evaluating operating performance of bearing of computer tomography apparatus, involves evaluating measured circulation period of bearing and/or curve characteristic for evaluating operating performance of bearing

Info

Publication number: DE102010005636A1
Application number: DE201010005636
Authority: DE
Inventors: Harry 90542 Adler; Helmut 90455 Bayerlein; Rong Yang
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2010-01-25
Publication date: 2011-07-28
Also published as: CN102135471A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers (1), bei dem das Lager (1) seinem vorgesehenen Einsatz entsprechend betrieben wird, wobei kontinuierlich die Umlaufzeit für jeden Vollumlauf des Lagers (1) gemessen wird, bei dem der Kurvenverlauf (K) der gemessenen Umlaufzeiten des Lagers (1) über der Anzahl der Vollumläufe ermittelt wird und bei dem zur Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers (1) die gemessenen Umlaufzeiten für die Vollumläufe des Lagers (1) und/oder der Kurvenverlauf (K) ausgewertet werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers, aufweisend wenigstens ein Lager (1), Mittel (9, 11) zur Messung der Umlaufzeit des Lagers, Mittel (10, 11) zur Aufzeichnung der gemessenen Umlaufzeiten des Lagers (1) und eine Recheneinheit (11) zur Ausführung des Verfahren.The invention relates to a method for assessing the operating behavior of a bearing (1), in which the bearing (1) is operated according to its intended use, wherein continuously the circulation time for each full circulation of the bearing (1) is measured, in which the curve (K ) of the measured circulation times of the bearing (1) over the number of full cycles is determined and in which the measured cycle times for the full cycles of the bearing (1) and / or the curve (K) are evaluated to assess the performance of the bearing (1). The invention also relates to a device for assessing the operating behavior of a bearing, comprising at least one bearing (1), means (9, 11) for measuring the circulation time of the bearing, means (10, 11) for recording the measured circulation times of the bearing (1). and a computing unit (11) for carrying out the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers, insbesondere eines Lagers eines Computertomographiegerätes, welches einen rotierbaren Teil einer Gantry gegenüber einem stationären Teil der Gantry drehbar lagert.The invention relates to a method and a device for assessing the operating behavior of a bearing, in particular a bearing of a computer tomography device, which rotatably supports a rotatable part of a gantry with respect to a stationary part of the gantry.

Viele technische Vorrichtungen weisen eines oder mehrere Lager auf, deren Betriebsverhalten entscheidend für eine fehlerfreie Funktion der technischen Vorrichtung insgesamt sind. Eine derartige Bedeutung hat auch ein Lager in einem Computertomographiegerät, welches den rotierbaren Teil der Gantry drehbar gegenüber dem stationären Teil der Gantry lagert.Many technical devices have one or more bearings whose performance is critical to a faultless operation of the technical device as a whole. Such a meaning also has a bearing in a computed tomography device, which rotatably supports the rotatable part of the gantry with respect to the stationary part of the gantry.

Beim Test, bei Inbetriebnahme oder im Betrieb eines solchen Lagers in einem Computertomographiegerät kommt es nicht selten zum Ausfall des Lagers, was in unerwünschter Weise mit zusätzlichen Kosten verbunden ist. Jedes Lager wird zwar nach seiner Herstellung begutachtet, sei es, dass der freie Lauf des Lagers überprüft, die auftretenden Drehmomente oder der von dem Lager verursachte Schall gemessen werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Kriterien nicht ausreichend sind, um das Betriebsverhalten des Lagers hinreichend beurteilen zu können.During testing, commissioning or operation of such a warehouse in a computed tomography device, it is not uncommon for the camp to fail, which is undesirably associated with additional costs. Each bearing is inspected after its manufacture, whether it is to check the free running of the bearing, the occurring torques or the sound caused by the bearing are measured. However, it has been shown that these criteria are not sufficient to be able to adequately assess the operating behavior of the warehouse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart anzugeben, dass zumindest die Voraussetzungen geschaffen werden, das Betriebsverhalten eines Lagers besser beurteilen zu können.The invention is therefore based on the object of specifying a method and a device of the type mentioned in such a way that at least the conditions are created to be able to better assess the operating behavior of a bearing.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers, bei dem das Lager seinem vorgesehenen Einsatz entsprechend betrieben wird, wobei kontinuierlich die Umlaufzeit für jeden Vollumlauf des Lagers gemessen wird, bei dem der Kurvenverlauf der gemessenen Umlaufzeiten für die Vollumläufe des Lagers über der Anzahl der Vollumläufe ermittelt wird und bei dem zur Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers die gemessenen Umlaufzeiten für die Vollumläufe des Lagers und/oder der Kurvenverlauf ausgewertet werden.According to the invention, this object is achieved by a method for assessing the operating behavior of a bearing in which the bearing is operated according to its intended use, wherein continuously the circulation time is measured for each full circulation of the bearing, wherein the curve of the measured cycle times for the full cycles the bearing is determined over the number of full cycles and in which the measured cycle times for the full cycles of the bearing and / or the curve are evaluated to assess the operating behavior of the camp.

Für die Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers wird dieses entweder in einem Testlauf unter möglichst realistischen Bedingungen oder in der Vorrichtung, für die das Lager vorgesehen ist, in einem Testlauf oder im vorgesehenen Betrieb betrieben. Im Falle eines Lagers zur drehbaren Lagerung des rotierbaren Teils der Gantry eines Computertomographiegerätes wird dieses zwischen den rotierbaren Teil und den stationären Teil der Gantry eingebaut und beispielsweise in einem Testlauf betrieben. Für den Testlauf wird der rotierbare Teil der Gantry zumeist mit Gewichten versehen, die nicht nur dazu dienen, das Lager auszuwuchten, sondern auch die im Testlauf in der Regel noch nicht an den rotierbaren Teil angebauten Komponenten, z. B. die Röntgenstrahlenquelle, den Röntgenstrahlendetektor etc., zu ersetzen, so dass die Testbedingungen möglichst realistisch sind.For the assessment of the operating behavior of the bearing this is operated either in a test run under realistic conditions as possible or in the device for which the bearing is provided in a test run or intended operation. In the case of a bearing for rotatably supporting the rotatable part of the gantry of a computed tomography device, this is installed between the rotatable part and the stationary part of the gantry and operated, for example, in a test run. For the test run, the rotatable part of the gantry is usually provided with weights that not only serve to balance the bearing, but also in the test run usually not yet attached to the rotatable part components, eg. As the X-ray source, the X-ray detector, etc., to replace, so that the test conditions are as realistic as possible.

Im Falle eines Computertomographiegerätes wird der rotierbare Teil der Gantry durch einen Elektromotor, bevorzugt durch einen Asynchronmotor oder einen Gleichstrommotor angetrieben. Der Asynchronmotor wird vorzugsweise über einen Frequenzumrichter mit einer festen Frequenz angesteuert. Auf diese Weise bleiben beispielsweise durch Lagerreibung verursachte Unterschiede der Umlaufzeiten des Lagers erhalten. Der dem rotierbaren Teil der Gantry zuzurechnende Schlupf des Lagers ändert sich nämlich, was sich, wie bereits erwähnt, in Änderungen der Umlaufzeiten des Lagers niederschlägt, die erfindungsgemäß gemessen und deren Kurvenverlauf über der Anzahl der Vollumläufe zur weiteren Auswertung ermittelt werden. Auf diese Weise werden die Voraussetzungen geschaffen, das Betriebsverhalten des Lagers anhand dieser gemessenen Umlaufzeiten für die Vollumläufe des Lagers und/oder des Kurvenverlaufs besser beurteilen zu können.In the case of a computed tomography device, the rotatable part of the gantry is driven by an electric motor, preferably by an asynchronous motor or a DC motor. The asynchronous motor is preferably driven by a frequency converter with a fixed frequency. In this way, for example caused by bearing friction differences in the circulation times of the bearing are maintained. The slippage of the bearing attributable to the rotatable part of the gantry changes, which, as already mentioned, is reflected in changes in the circulation times of the bearing, which are measured according to the invention and whose curve is determined over the number of full cycles for further evaluation. In this way, the conditions are created to be able to better assess the operating behavior of the bearing on the basis of these measured cycle times for the full cycles of the bearing and / or the curve.

Nach einer Variante der Erfindung wird das Lager bei einer Drehzahl zwischen 5 U/min und 120 U/min betrieben. Die Erfinder haben dabei erkannt, dass sich das Betriebsverhalten eines Lagers besser beurteilen lässt bzw. dass die Eigenschaften eines Lagers deutlicher in den gemessenen Umlaufzeiten zum Ausdruck kommen, wenn das Lager mit einer verhältnismäßig kleinen Drehzahl bzw. mit verhältnismäßig niedriger Drehfrequenz betrieben bzw. angetrieben wird. Wie klein die Drehzahl jeweils gewählt wird bzw. gewählt werden kann, hängt von dem jeweiligen Lager bzw. der Vorrichtung ab, für die das Lager vorgesehen ist. Im Falle des Lagers für das Computertomographiegerätes bedeutet dies, dass der von dem Asynchronmotor angetriebene rotierbaren Teil der Gantry und somit das Lager ein Drehzahl von ca. 40 U/min aufweist, was einer Umlaufzeit von 1,5 Sek/U entspricht. In Abhängigkeit von den Eigenschaften des Lagers ändert sich diese Drehzahl bzw. die zugehörige Umlaufzeit jedoch, wobei diese Änderungen Rückschlüsse auf das Betriebsverhalten des Lagers zulassen.According to a variant of the invention, the bearing is operated at a speed between 5 U / min and 120 U / min. The inventors have recognized that the operating behavior of a bearing can be better assessed or that the properties of a bearing are more clearly expressed in the measured revolution times when the bearing is operated or driven at a relatively low rotational speed or at a relatively low rotational frequency , How small each speed is selected or can be selected depends on the particular bearing or the device for which the bearing is provided. In the case of the bearing for the computed tomography device, this means that the rotatable part of the gantry, which is driven by the asynchronous motor, and thus the bearing has a speed of about 40 rpm, which corresponds to a circulation time of 1.5 sec / rev. Depending on the characteristics of the bearing, however, this speed or the associated circulation time changes, these changes allowing conclusions to be drawn regarding the operating behavior of the bearing.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird das Lager ausgehend vom Stillstand des Lagers wenigstens einen ersten Zeitraum betrieben, still gesetzt und ausgehend vom Stillstand des Lagers wenigstens einen zweiten Zeitraum betrieben. Zur Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers werden also in wenigstens zwei von einem Stillstand unterbrochenen Betriebsphasen des Lagers die Umlaufzeiten des Lagers aufgezeichnet.According to one embodiment of the invention, the bearing is operated starting from the standstill of the bearing at least a first period, set quiet and operated starting from the standstill of the bearing at least a second period. To assess the performance of the warehouse So recorded in at least two interrupted from a standstill operating phases of the camp, the circulation times of the camp.

Nach einer Variante der Erfindung wird basierend auf allen gemessenen Umlaufzeiten des Lagers der Mittelwert der Umlaufzeiten ermittelt. Je kleiner dieser Mittelwert der Umlaufzeiten verglichen mit Mittelwerten ist, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, desto besser ist das Betriebsverhalten des Lagers einzustufen.According to a variant of the invention, the mean value of the circulation times is determined based on all the measured circulation times of the bearing. The smaller this mean value of the cycle times compared to averages derived from a representative comparison quantity for this type of storage, the better the performance of the warehouse.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, basierend auf allen gemessenen Umlaufzeiten des Lagers die maximale zeitliche Differenz zu ermitteln, die zwischen zwei zu aufeinanderfolgenden Vollumläufen gehörigen, gemessenen Umlaufzeiten aufgetreten ist. Für dieses Beurteilungskriterium werden also immer die Umlaufzeiten benachbarter Vollumläufe betrachtet und die zwei Vollumläufe identifiziert, zwischen deren Umlaufzeiten die größte Differenz aufgetreten ist. Im Falle des Lagers des Computertomographiegerätes wird der Unterschied in den Umlaufzeiten des Lagers in aufeinanderfolgenden Umläufen unter anderem auf den offenen ringförmigen Käfig des Lagers zurückgeführt, der vorhanden ist, um die Wälzkörper, welche zwischen der äußeren feststehenden und der inneren rotierbaren Lagerschale angeordnet sind, in gleichem Abstand von einander zu halten. Durch den offenen Käfig ergibt sich ein Spiel innerhalb des Lagers und je nach Lage des Käfigs eine unterschiedliche Belastungssituation innerhalb des Lagers. Positiv für die Beurteilung des Lagers wirkt sich aus, wenn der Wert für die maximale zeitliche Differenz verglichen mit Differenzwerten, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, möglichst klein ist.A further variant of the invention provides, based on all measured circulation times of the bearing, to determine the maximum time difference which has occurred between two measured circulating times belonging to successive full cycles. For this assessment criterion, therefore, the circulation times of adjacent full cycles are always considered and the two full cycles are identified, between whose circulation times the greatest difference has occurred. In the case of the computer tomography apparatus, the difference in the circulation times of the bearing in successive revolutions is attributed, inter alia, to the open annular cage of the bearing which is present to engage the rolling elements arranged between the outer stationary and inner rotatable bearing shells keep the same distance from each other. Through the open cage results in a game within the camp and depending on the location of the cage a different load situation within the camp. Positive for the assessment of the bearing has an effect if the value for the maximum time difference compared to difference values, which originate from a representative comparison quantity for this storage type, is as small as possible.

Der ermittelte Kurvenverlauf der Umlaufzeiten des Lagers weist typischerweise eine Periodizität auf, welche insbesondere anfangs ein abklingendes Verhalten zeigt, wobei nach einer Ausführungsform der Erfindung die maximale Steigung für das Abklingverhalten der Perioden aus dem Kurvenverlauf ermittelt wird. Die Periodizität wird darauf zurückgeführt, dass insbesondere die bewegten Teile des Lagers, beispielsweise die Wälzkörper, der Käfig sowie die innere Lagerschale bei fixierter äußerer Lageschale bzw. die äußere Lagerschale bei fixierte innerer Lagerschale im Betrieb des Lagers nicht statisch relativ zueinander sind, sondern sich auch relativ zueinander bewegen, wobei die bewegten Teile des Lagers nach einer Periode wieder ihre Ausgangsstellung relativ zueinander einnehmen. Die maximale Steigung ist ein Kriterium, aus dem geschlossen werden kann wie schnell sich ein stabiler Betrieb des Lagers einstellen wird, wobei gilt je schneller ein stabiler Betrieb eintritt, desto besser ist das Betriebsverhalten des Lagers einzustufen.The determined curve profile of the circulation times of the bearing typically has a periodicity, which in particular initially shows a decaying behavior, whereby, according to one embodiment of the invention, the maximum slope for the decay behavior of the periods from the curve is determined. The periodicity is attributed to the fact that in particular the moving parts of the bearing, for example the rolling elements, the cage and the inner bearing shell with fixed outer bearing shell or the outer bearing shell with fixed inner bearing shell during operation of the bearing are not static relative to each other, but also move relative to each other, wherein the moving parts of the bearing after a period return to their initial position relative to each other. The maximum slope is a criterion from which it can be concluded how quickly a stable operation of the bearing will set, where the faster a stable operation occurs, the better the operating behavior of the bearing is classified.

Wie bereits erwähnt weist der Kurvenverlauf der Umlaufzeiten typischerweise eine Periodizität auf, wobei der Spitze-Spitze-Wert der Perioden des Kurvenverlaufes über eine Vielzahl von Vollumläufen variiert. Unter dem Spitze-Spitze-Wert einer Periode wird dabei die Differenz zwischen dem maximalen Wert und dem minimalen Wert der Periode verstanden. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der maximale Spitze-Spitze-Wert aus dem Kurvenverlauf ermittelt. Der maximale Spitze-Spitze-Wert wird unter anderem auf Toleranzen im Lager zurückgeführt, wobei auch hier gilt, je kleiner der maximale Spitze-Spitze-Wert im Vergleich zu maximalen Spitze-Spitze-Werten ist, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, desto besser ist das Betriebsverhalten des Lagers einzustufen.As already mentioned, the curve of the circulation times typically has a periodicity, wherein the peak-to-peak value of the periods of the curve varies over a plurality of full cycles. The peak-to-peak value of a period is understood to mean the difference between the maximum value and the minimum value of the period. According to a further embodiment of the invention, the maximum peak-to-peak value is determined from the curve. The maximum peak-to-peak value is, among other things, attributed to tolerances in the bearing, in which case the smaller the maximum peak-to-peak value compared to maximum peak-to-peak values, which originate from a representative comparison quantity for this bearing type The better is the operating behavior of the bearing.

Gemäß einer Variante der Erfindung werden für den ersten Zeitraum des Betriebs des Lagers basierend auf den in dem ersten Zeitraum gemessenen Umlaufzeiten des Lagers ein erster Zeitmittelwert der Umlaufzeiten und für den zweiten Zeitraum des Betriebs des Lagers basierend auf den in dem zweiten Zeitraum gemessenen Umlaufzeiten des Lagers ein zweiter Zeitmittelwert der Umlaufzeiten ermittelt. Ist das Ergebnis der Subtraktion des ersten Zeitmittelwertes von dem zweiten Zeitmittelwert kleiner Null, ist dies positiv für die Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers.According to a variant of the invention, for the first period of operation of the warehouse, based on the period of circulation of the bearing measured in the first period, a first time average of the circulation times and for the second period of operation of the storage based on the period of circulation of the bearing measured in the second period a second time average of the circulation times determined. If the result of the subtraction of the first time average from the second time average is less than zero, this is positive for the assessment of the operating behavior of the bearing.

Nach einer weiteren Variante der Erfindung wird basierend auf dem Kurvenverlauf der Umlaufzeiten die Zeitdauer bestimmt, zu der die Umlaufzeit des Lagers den ersten Zeitmittelwert der Umlaufzeiten erreicht. Dabei gilt je schneller der erste Zeitmittelwert erreicht wird, desto positiver wird das Betriebsverhalten des Lagers eingestuft.According to a further variant of the invention, based on the curve of the circulation times, the time period is determined at which the circulation time of the bearing reaches the first time mean value of the circulation times. The faster the first time average is achieved, the more positively the operating behavior of the warehouse is rated.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung dient das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers, das einen rotierbaren Teil einer Gantry gegenüber einem stationären Teil der Gantry eines Computertomographiegeräts drehbar lagert.According to one embodiment of the invention, the method according to the invention is used in particular for assessing the operating behavior of a bearing which rotatably supports a rotatable part of a gantry in relation to a stationary part of the gantry of a computer tomography device.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers, insbesondere zur drehbaren Lagerung eines rotierbaren Teils einer Gantry gegenüber einem stationären Teil der Gantry eines Computertomographiegerätes aufweisend wenigstens ein Lager, Mittel zur Messung der Umlaufzeit des Lagers, Mittel zur Aufzeichnung der gemessenen Umlaufzeiten des Lagers und eine Recheneinheit, welche zur Ausführung eines der vorstehend beschriebenen Verfahren eingerichtet ist. Bevorzugt weist die Recheneinheit ein Rechenprogramm oder Programmmodule auf, welche die vorstehend beschriebenen Verfahren ausführen.The object underlying the invention is also achieved by a device for assessing the operating behavior of a bearing, in particular for the rotatable mounting of a rotatable part of a gantry against a stationary part of the gantry of a computed tomography device comprising at least one bearing, means for measuring the circulation time of the bearing, means for Recording the measured circulation times of the bearing and a computing unit, which is set up to carry out one of the methods described above. The computing unit preferably has a computer program or program modules which execute the methods described above.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt. Es zeigen: An embodiment of the invention is illustrated in the accompanying schematic drawings. Show it:

1 eine Vorrichtung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers eines Computertomographiegerätes und 1 a device for assessing the performance of a bearing of a computed tomography device and

2 der Kurvenverlauf der Umlaufzeiten des Lagers aus 1 über der Anzahl der Umläufe. 2 the curve of the circulation times of the camp 1 over the number of rounds.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beurteilung des Betriebsverhaltens eines Lagers gezeigt. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung handelt es sich bei dem Lager um ein Lager 1 zur drehbaren Lagerung eines rotierbaren Teils 3 einer Gantry 2 gegenüber einem stationären Teil 4 der Gantry 2 eines Computertomographiegerätes. In dem in 1 gezeigten Fall ist das Lager 1 bereits in die Gantry 2 zwischen den rotierbaren Teil 3 und dem stationären Teil 4 eingebaut.In 1 a device according to the invention for assessing the operating behavior of a bearing is shown. In the case of the present embodiment of the invention, the bearing is a bearing 1 for rotatably supporting a rotatable part 3 a gantry 2 opposite a stationary part 4 the gantry 2 a computed tomography device. In the in 1 the case shown is the bearing 1 already in the gantry 2 between the rotatable part 3 and the stationary part 4 built-in.

Der rotierbare Teil 3 wird im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem Asynchronmotor 5 angetrieben und ist bereits mit einer Röntgenstrahlenquelle 6 und einem Röntgenstrahlenempfänger 7 versehen. Zusätzlich sind am dem rotierbaren Teil 3 Gewichte 8 angeordnet, die weitere Komponenten des rotierbaren Teils 3 der Gantry 2, wie beispielsweise eine noch nicht montierte Kühleinrichtung für die Röntgenstrahlenquelle 6 für die Untersuchung des Betriebsverhaltens des Lagers 1 ersetzen und somit im Hinblick auf die Lasten möglichst realistische Bedingungen für die Untersuchung des Lagers 1 schaffen. Die Gewichte 8 dienen in der Regel auch zum Auswuchten des rotierbaren Teils 3. Im Übrigen können auch die Röntgenstrahlenquelle 6 und der Röntgenstrahlenempfänger 7 für die Untersuchung des Lagers 1 durch Gewichte ersetzt sein.The rotatable part 3 is in the case of the present embodiment of the invention with an induction motor 5 powered and is already using an X-ray source 6 and an X-ray receiver 7 Mistake. Additionally are on the rotatable part 3 weights 8th arranged, the other components of the rotatable part 3 the gantry 2 , such as a not yet mounted cooling device for the X-ray source 6 for the investigation of the operating behavior of the warehouse 1 replace, and thus with regard to the most realistic possible conditions for the study of the warehouse 1 create. The weights 8th usually also serve to balance the rotatable part 3 , Incidentally, the X-ray source can also 6 and the X-ray receiver 7 for the investigation of the camp 1 be replaced by weights.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung sind am stationären Teil 4 der Gantry 2 eine Zeitmessvorrichtung 9 zur Messung der Umlaufzeit des Lagers 1 bzw. des rotierbaren Teils 3 und eine Messvorrichtung 10 zur Ermittlung der Anzahl der Vollumläufe des Lagers 1 bzw. des rotierbaren Teils 3 angeordnet. Die Zeitmessvorrichtung 9 und die Messvorrichtung 10 sind mit einer Rechen- und Speichereinheit 11 verbunden, die ein Rechenprogramm bzw. Programmmodule aufweist, mit dem in einem Testlauf das Betriebsverhalten des Lagers 1 untersucht werden kann.In the case of the present embodiment of the invention are on the stationary part 4 the gantry 2 a timing device 9 for measuring the circulation time of the warehouse 1 or the rotatable part 3 and a measuring device 10 to determine the number of full cycles of the warehouse 1 or the rotatable part 3 arranged. The timing device 9 and the measuring device 10 are with a computing and storage unit 11 connected, which has a computer program or program modules, with the running behavior of the camp in a test run 1 can be examined.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung weist der Testlauf fünf Phasen auf, wobei die erste, die dritte und die fünfte Phase der definierte Stillstand des Lagers 1 sind. In der zweiten und vierten Phase, die zwischen den Phasen des Stillstandes liegen, wird das Lager 1 betrieben, d. h. der rotierbare Teil 3 wird relativ zu dem stationären Teil 4 gedreht.In the case of the present embodiment of the invention, the test run has five phases, wherein the first, the third and the fifth phase of the defined standstill of the camp 1 are. In the second and fourth phases, which lie between the phases of the standstill, the camp becomes 1 operated, ie the rotatable part 3 becomes relative to the stationary part 4 turned.

In dem ersten und dem zweiten Zeitraum des Betriebs des Lagers 1, also in der zweiten und vierten Phase, wird der Asynchronmotor 5 über einen Frequenzumrichter 12 mit einer festen Frequenz angesteuert. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung erfolgt der Antrieb des Lagers 1 bzw. des rotierbaren Teils 3 mit dem Asynchronmotor derart, dass das Lager 1 bzw. der rotierbare Teil 3 mit einer verhältnismäßig langsamen Drehzahl von ca. 40 U/min rotieren. Durch die Ansteuerung des Asynchronmotors mit einer festen Frequenz ergeben sich beispielsweise durch Reibung innerhalb des Lagers 1 Unterschiede in den Umlaufzeiten des Lagers 1, wodurch Rückschlüssen auf die Eigenschaften bzw. das Betriebsverhalten des Lagers 1 möglich sind.In the first and second periods of operation of the warehouse 1 , so in the second and fourth phase, is the asynchronous motor 5 via a frequency converter 12 controlled by a fixed frequency. In the case of the present embodiment of the invention, the drive of the bearing takes place 1 or the rotatable part 3 with the asynchronous motor such that the bearing 1 or the rotatable part 3 rotate at a relatively slow speed of about 40 rpm. By controlling the asynchronous motor with a fixed frequency resulting, for example, by friction within the camp 1 Differences in the circulation times of the warehouse 1 , whereby conclusions on the characteristics and / or the operational behavior of the bearing 1 possible are.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung betragen der erste I und der zweite II Zeitraum des Betriebs des Lagers 1 ca. 6 Minuten. Über diese jeweils 6 Minuten werden mit der Zeitmessvorrichtung 9 jeweils die Umlaufzeiten des Lagers 1 bzw. des rotierbaren Teils 3 kontinuierlich gemessen. Des Weiteren werden mit der Messvorrichtung 10 parallel die Anzahl der Umläufe gemessen. Die Messwerte werden jeweils von der Rechen- und Speichereinheit 11 abgespeichert und ausgewertet. Die Speicherung der Messwerte erfolgt unter anderem in Form eines in 2 gezeigten Kurvenverlaufes K der Umlaufzeiten über der Anzahl der Umläufe.In the case of the present embodiment of the invention, the first I and the second II Period of operation of the warehouse 1 about 6 minutes. These are each 6 minutes with the timing device 9 in each case the circulation times of the warehouse 1 or the rotatable part 3 continuously measured. Furthermore, with the measuring device 10 measured in parallel the number of rounds. The measured values are each from the computing and storage unit 11 saved and evaluated. The storage of the measured values takes place inter alia in the form of an in 2 shown curve K of the circulation times over the number of revolutions.

Aus 2 sind die Phasen des Stillstandes R, bei denen die Umlaufzeit gegen unendlich geht, als auch der erste I und der zweite II Zeitraum des Betriebs des Lagers 1 zu erkennen. Im Betrieb des Lagers 1 stellt sich eine Periodizität der Umlaufzeiten über der Anzahl der Umläufe ein, wobei in 2 eine Periode mit P Gekennzeichnet ist. Der Kurvenverlauf K der Umlaufzeiten bzw. die Perioden P weisen insbesondere zu Beginn des Testlaufes ein abklingendes Verhalten auf bis sich über eine Vielzahl von Vollumläufen eine verhältnismäßig stabile Periode P einstellt.Out 2 are the phases of the standstill R, in which the orbital period approaches infinity, as well as the first I and the second II Period of operation of the warehouse 1 to recognize. In operation of the warehouse 1 a periodicity of the circulation times over the number of revolutions sets, where in 2 a period is marked P. The curve K of the circulation times or the periods P have a decaying behavior, in particular at the beginning of the test run, until a relatively stable period P occurs over a large number of full cycles.

Basierend auf den Umlaufzeiten des Lagers 1 und dem Kurvenverlauf K der Umlaufzeiten über der Anzahl der Umläufe werden mit der Rechen- und Speichereinheit 11 bzw. mit dem Programm der Rechen- und Speichereinheit 11 eine Reihe von Werten abgeleitet bzw. bestimmt, die Aufschluss über das Betriebsverhalten des Lagers 1 geben.Based on the circulation times of the warehouse 1 and the curve K of the circulation times over the number of revolutions are with the computing and storage unit 11 or with the program of the computing and storage unit 11 derived or determined a series of values that provide information about the operating behavior of the bearing 1 give.

Für den ersten Zeitraum I des Betriebs des Lagers 1 wird basierend auf in dem ersten Zeitraum I gemessenen Umlaufzeiten ein erster Zeitmittelwert M1 berechnet. Des Weiteren wird für den zweiten Zeitraum II des Betriebs des Lagers 1 basierend auf in dem zweiten Zeitraum II gemessenen Umlaufzeiten ein zweiter Zeitmittelwert M2 berechnet. Außerdem wird basierend auf allen gemessenen Umlaufzeiten des Lagers 1 der Mittelwert M berechnet.For the first period I the operation of the warehouse 1 is based on in the first period I measured Umlaufzeiten a first time average M1 calculated. Furthermore, for the second period II the operation of the warehouse 1 based on in the second period II measured circulating times a second time average M2 calculated. In addition, based on all measured cycle times of the warehouse 1 the mean M is calculated.

Positiv auf die Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers 1 wirkt sich aus, wenn der für das Lager 1 ermittelte Mittelwert M der Umlaufzeiten möglichst klein verglichen mit Zeitmittelwerten ist, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen. Des Weiteren wird es als positiv gewertet, wenn die Differenz zwischen dem Zeitmittelwert M2 und dem Zeitmittelwert M1 kleiner Null ist (M2 – M1 < 0).Positive for the assessment of the operating behavior of the warehouse 1 affects when the for the camp 1 determined mean value M of the circulation times is as small as possible compared with time averages, which originate from a representative comparison quantity for this storage type. Furthermore, it is considered positive if the difference between the time average M2 and the time average M1 is less than zero (M2 - M1 <0).

Als weiterer Wert wird die Zeit T ermittelt, zu der die Umlaufzeit des Lagers 1 ausgehend vom Stillstand das erste Mal den Zeitmittelwert M1 erreicht. Je kürzer die Zeit T verglichen mit in der gleichen Weise ermittelten Zeiten ist, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, desto positiver wird das Betriebsverhalten des Lagers 1 eingestuft, da die Zeit T darüber Auskunft gibt, wie schnell das Lager 1 verhältnismäßig stabil arbeitet.As a further value, the time T is determined, at which the circulation time of the bearing 1 starting from standstill, the time average M1 is reached for the first time. The shorter the time T compared to times determined in the same way, which are derived from a representative comparison quantity for this type of bearing, the more positive the performance of the bearing becomes 1 classified as time T tells how fast the camp is 1 works relatively stable.

Basierend auf allen gemessenen Umlaufzeiten des Lagers 1 wird als weiterer Wert die maximale zeitliche Differenz D ermitteln, die zwischen zwei zu aufeinanderfolgenden Vollumläufen des Lagers 1 gehörigen, gemessenen Umlaufzeiten aufgetreten ist. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung tritt dieser Wert verhältnismäßig früh auf. Positiv für die Beurteilung des Betriebsverhaltens des Lagers 1 wirkt sich aus, wenn der Wert für die maximale zeitliche Differenz D verglichen mit Differenzwerten, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, möglichst klein ist.Based on all measured circulation times of the warehouse 1 the maximum time difference D, which is between two consecutive full cycles of the bearing, will be determined as an additional value 1 belonging, measured orbital periods occurred. In the case of the present embodiment of the invention, this value occurs relatively early. Positive for the assessment of the operating behavior of the bearing 1 Affects if the value for the maximum time difference D is as small as possible compared to difference values that originate from a representative comparison quantity for this storage type.

Ein weiteres Beurteilungskriterium für das Betriebsverhalten des Lagers 1 ist die maximale Steigung für das Abklingverhalten der Perioden P. Zur Ermittlung dieses Wertes ist in 2 die das Abklingverhalten charakterisierende Gerade G eingetragen, aus deren Steigung geschlossen werden kann wie schnell sich ein stabiler Betrieb des Lagers 1 einstellen wird, wobei gilt je schneller ein stabiler Betrieb eintritt, desto besser ist das Betriebsverhalten des Lagers einzustufen.Another assessment criterion for the operating behavior of the warehouse 1 is the maximum slope for the decay behavior of periods P. To determine this value, see 2 the straight line G characterizing the decay behavior can be entered, from the slope of which it can be concluded how fast a stable operation of the bearing is 1 where the faster stable operation occurs, the better the performance of the bearing.

Als weiteres Beurteilungskriterium wird der maximale Spitze-Spitze-Wert S der Perioden P des Kurvenverlaufes herangezogen. Auch hier gilt, je kleiner der maximale Spitze-Spitze-Wert im Vergleich zu maximalen Spitze-Spitze-Werten ist, die aus einer repräsentativen Vergleichsmenge für diesen Lagertyp stammen, desto besser ist das Betriebsverhalten des Lagers einzustufen.As a further evaluation criterion, the maximum peak-to-peak value S of the periods P of the curve is used. Again, the smaller the maximum peak-to-peak value as compared to maximum peak-to-peak values derived from a representative comparison set for this type of bearing, the better the performance of the bearing.

Es wird also basierend auf den gemessenen Umlaufzeiten des Lagers 1 sowie basierend auf dem Kurvenverlauf K der Umlaufzeiten über der Anzahl der Umläufe wenigstens ein, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung insgesamt sechs Werte ermittelt, anhand dem oder derer einzeln und/oder in Kombination eine Aussage über das Betriebsverhalten des Lagers 1 getroffen wird bzw. werden kann, wobei der oder die ermittelten Werte vorzugsweise zu Vergleichswerten für den gleiche Lagertyp in Beziehung gesetzt werden. Unter einer repräsentativen Vergleichsmenge von entsprechenden Werten des gleichen Lagertyps werden jeweils mindestens zwanzig Vergleichwerte verstanden.It will therefore be based on the measured circulation times of the warehouse 1 and based on the curve K of the circulation times over the number of revolutions at least one, in the case of the present embodiment of the invention a total of six values determined, based on the one or more individually and / or in combination a statement about the performance of the bearing 1 is taken or can be, wherein the one or more values are preferably related to comparison values for the same storage type. A representative comparison quantity of corresponding values of the same storage type is understood in each case to be at least twenty comparison values.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Erfindung betragen der erste I und der zweite II Zeitraum des Betriebs des Lagers 1 ca. 6 Minuten, wobei die Länge der Zeiträume I und II vorliegend zur Veranschaulichung des Verfahrens gewählt wurden. Typischerweise weist jeder Zeitraum I und II wenigstens zwischen fünf und zehn Perioden P auf. Des Weiteren können sich weitere Zeiträume an den Zeitraum II anschießen.In the case of the present embodiment of the invention, the first I and the second II Period of operation of the warehouse 1 about 6 minutes, with the length of the periods I and II have been selected in the present case to illustrate the method. Typically, each period indicates I and II at least between five and ten periods P on. Furthermore, there may be additional periods to the period II shoot.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem reinen Testaufbau mit dem zu beurteilenden Lager, wenn das zu beurteilenden Lager bereits in das Computertomographiegerät eingebaut ist oder selbst während des vorgesehenen Betriebs des Computertomographiegerätes durchgeführt werden, wobei begleitend zum bestimmungsgemäßen Betrieb des Computertomographiegerätes parallel das Betriebsverhalten des Lagers überwacht wird. Das Verfahren kann also auch zur Betriebsüberwachung genutzt werden, so dass auf vorteilhafte Weise frühzeitig Lagerprobleme erkannt werden können.The inventive method can in a pure test setup with the bearing to be assessed when the bearing to be assessed is already installed in the computed tomography device or performed even during the intended operation of the computed tomography device, while accompanying the normal operation of the computed tomography device in parallel the performance of the camp is monitored , Thus, the method can also be used for monitoring the operation, so that storage problems can be detected in an advantageous manner at an early stage.

Die Erfindung ermöglicht es außerdem Herstellern von Lagern, die Lager effizient testen und ggf. eine Ursachenanalyse für einen Defekt eines Lagers durchführen zu können, wodurch auch der Herstellungsprozess eines Lagers verbessert werden kann. Für Abnehmer des Lagers hat die Erfindung den Vorteil, dass defekte Lager rechtzeitig erkannt und so die Folgekosten in Grenzen gehalten werden können. Darüber hinaus kann die Verfügbarkeit der das Lager aufweisenden Vorrichtung, z. B. eines Computertomographiegerätes erhöht werden.The invention also makes it possible for manufacturers of bearings to test the bearings efficiently and, if necessary, to carry out a cause analysis for a defect of a bearing, whereby the manufacturing process of a bearing can also be improved. For customers of the bearing, the invention has the advantage that defective bearings detected in good time and the follow-up costs can be kept within limits. In addition, the availability of the device having the bearing, for. B. a computed tomography device can be increased.

Die Erfindung wurde vorstehend am Beispiel eines Lagers für ein Computertomographiegerät beschrieben. Die Erfindung ist jedoch auch zur Beurteilung des Betriebsverhaltens anderer Lager einsetzbar.The invention has been described above using the example of a bearing for a computed tomography device. However, the invention can also be used to assess the performance of other bearings.

Claims

Method for assessing the operational behavior of a warehouse ( 1 ), where the warehouse ( 1 ) his operation is carried out accordingly, whereby continuously the circulation time for each full circulation of the camp ( 1 ) is measured, in which the curve (K) of the measured circulation times of the bearing ( 1 ) is calculated as the number of full cycles and in which the performance of the warehouse ( 1 ) the measured circulation times for the full circulation of the warehouse ( 1 ) and / or the curve (K) are evaluated.

Method according to Claim 1, in which the bearing ( 1 ) is operated at a speed between 5 U / min and 120 U / min.

Method according to Claim 1 or 2, in which the bearing ( 1 ) starting from the stoppage of the warehouse ( 1 ) at least a first period ( I ), is set to a standstill and, starting from the stoppage of the warehouse ( 1 ) at least a second period ( II ) is operated.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein based on all the measured circulation times of the bearing ( 1 ) the mean value (M) of the circulation times is determined.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein based on all the measured circulation times of the bearing ( 1 ) the maximum time difference (D) is determined which has occurred between two measured round trips belonging to successive full cycles.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the curve (K) has a periodicity, which shows a decaying behavior, wherein the maximum slope for the decay behavior is determined from the curve.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the curve (K) has a periodicity, wherein the peak-to-peak value of the periods (P) of the curve (K) varies over a plurality of full cycles, wherein the maximum peak-peak Value (S) is determined from the curve (K).

Method according to one of Claims 3 to 7, in which, for the first period ( I ) of the operation of the warehouse ( 1 ) based on the in the first period ( I ) measured circulation times of the warehouse ( 1 ) a first time average value (M1) of the circulation times and for the second time period ( II ) of the operation of the warehouse ( 1 ) based on those in the second period ( II ) measured circulation times of the warehouse ( 1 ) a second time average (M2) of the circulation times are determined.

Method according to Claim 8, in which, based on the curve (K), the time duration is determined at which the circulation time of the bearing ( 1 ) reaches the first time average value (M1) of the circulation times.

Method according to one of Claims 1 to 9, which is used to assess the operating behavior of a bearing ( 1 ) is provided, which has a rotatable part ( 3 ) of a gantry ( 2 ) against a stationary part ( 4 ) the gantry ( 2 ) rotatably supports a computed tomography device.

Device for assessing the operating behavior of a bearing comprising at least one bearing ( 1 ), Medium ( 9 . 11 ) for measuring the orbital period of the at least one bearing, means ( 10 . 11 ) for recording the measured circulation times of the at least one bearing ( 1 ) and a computing unit ( 11 ), for carrying out one of the methods according to one of claims 1 to 10.