(57)【要約】  本発明は、ｚ個の転動体を持つ転がり軸受の停止を検出する方法に関し、ｚが整数なるべく偶数であり、転がり軸受にセンサ装置が取付けられて、転がり軸受の回転の際その回転位置に関係する波状の信号を供給し、この信号がサンプリングされ、それによりサンプル値が求められ、第１の時間間隔（Ｊ１）のサンプル値の第１の平均値（ＭＷ１）が求められ（Ｓ１２０）、それから別の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・）のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）が求められ（Ｓ１３２）、Ａ）別の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・）のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）が第１の平均値（ＭＷ１）が第１の平均値（ＭＷ１）と著しく相違しておらず（Ｓ１３４）、かつ／又はＢ）第１の平均値（ＭＷ１）と別の時間間隔のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）との間の勾配が０と著しく相違していない（Ｓ３３５）限り、転がり軸受（２０）が停止しているものとみなされる。本発明は、更に本発明による方法及びコンピュータプログラムを実施するための評価装置を備えている転がり軸受に関する。
2008508540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｚ個の転動体（２４）を持つ転がり軸受（２０）の停止を検出する方法であって、ｚが整数なるべく偶数であり、転がり軸受（２０）にセンサ装置（２６；２９）が取付けられて、転がり軸受（２０）の回転の際その回転位置に関係する波状の信号（４０）を供給し、この信号がサンプリングされ、それによりサンプル値が求められ、
第１の時間間隔（Ｊ１）のサンプル値の第１の平均値（ＭＷ１）が求められ（Ｓ１２０）、それから別の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・）のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）が求められ（Ｓ１３２）、
Ａ）別の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・）のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）が第１の平均値（ＭＷ１）が第１の平均値（ＭＷ１）と著しく相違しておらず（Ｓ１３４）、かつ／又は
Ｂ）第１の平均値（ＭＷ１）と別の時間間隔のそれぞれの平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・）との間の勾配が０と著しく相違していない（Ｓ３３５）
限り、転がり軸受（２０）が停止しているものとみなされる、転がり軸受の停止を検出する方法。
【請求項２】
次の段階を含む
ａ）サンプル値ｘｍ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＭ）を求める時点ｔｍ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＭ）に信号（４０）をサンプリングし（Ｓ１０８），
ｂ）それぞれ所定の期間を持つｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）のｋ番目の時間間隔（Ｊ１）にある時点ｔｎ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＮ）に、所定の数Ｎのサンプル値ｘｎ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＮ）のｋ番目の平均値（ＭＷ１）を、第１の平均値として計算し（Ｓ１２０）、
ｃ）第１の平均値（ＭＷ１）を記憶し、
ｄ）ｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）の（ｋ＋１）番目の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・Ｊｐ）にある時点ｔｎ（ｔｋＬ＋１，ｔｋＬ＋２，・・・ｔｋＬ＋Ｎ）に、所定の数のサンプル値ｘｎ（ｘｋＬ＋１，ｘｋＬ＋２，・・・ｘｋＬ＋Ｎ）の（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）を計算し（Ｓ１３２）、
ｅ）（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｎ）が少なくとも１つの所定のなるべく調節可能な閾値（ε）だけ段階ｃ）において記憶された第１の平均値（ＭＷ１）と相違しているか否か確認し（Ｓ１３４）、
ｆ）段階ｅ）における確認が肯定的である場合、転がり軸受（２０）が回転していることを確定し（Ｓ１５０）、そうでない場合
ｇ）ｋを１だけ高め、かつ段階ｄ）〜ｆ）を反覆し、その際ｋ，ｍ，ｎ，ｐ，Ｌ，Ｍ及
2008508540.tif 000006
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
次の段階を含む
ａ）サンプル値ｘｍ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＭ）を求める時点ｔｍ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＭ）に信号（４０）をサンプリングし（Ｓ１０８），
ｂ）それぞれ所定の期間を持つｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）のｋ番目の時間間隔（Ｊ１）にある時点ｔｎ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＮ）に、所定の数Ｎのサンプル値ｘｎ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＮ）のｋ番目の平均値（ＭＷ１）を、第１の平均値として計算し（Ｓ１２０）、
ｃ）第１の平均値（ＭＷ１）を記憶し、
ｄ）ｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）の（ｋ＋１）番目の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・Ｊｐ）にある時点ｔｎ（ｔｋＬ＋１，ｔｋＬ＋２，・・・ｔｋＬ＋Ｎ）に、所定の数のサンプル値ｘｎ（ｘｋＬ＋１，ｘｋＬ＋２，・・・ｘｋＬ＋Ｎ）の（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）を計算し（Ｓ１３２）、
ｈ）（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）と第１の平均値（ＭＷ１）との間の勾配（ｇｒａｄｋ）を求め（Ｓ３３３）、
ｉ）段階ｈ）において求められた勾配（ｇｒａｄｋ）が少なくとも１つの所定のなるべく調節可能な閾値（δ）だけ０と相違しているか否かを確認し（Ｓ３３５）、
ｊ）段階ｉ）における確認が肯定的である場合、転がり軸受（２０）が回転していることを確定し（Ｓ１５０）、そうでない場合
ｋ）ｋを１だけ高め、段階ｄ）及びｈ）〜ｉ）を反覆し、その際ｋ，ｍ，ｎ，ｐ，Ｌ，
2008508540.tif 000007
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
次の段階を含む
ａ）サンプル値ｘｍ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＭ）を求める時点ｔｍ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＭ）に信号（４０）をサンプリングし（Ｓ１０８），
ｂ）それぞれ所定の期間を持つｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）のｋ番目の時間間隔（Ｊ１）にある時点ｔｎ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＮ）に、所定の数Ｎのサンプル値ｘｎ（ｘ１，ｘ２，・・・ｘＮ）のｋ番目の平均値（ＭＷ１）を、第１の平均値として計算し（Ｓ１２０）、
ｃ）第１の平均値（ＭＷ１）を記憶し、
ｄ）ｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）の（ｋ＋１）番目の時間間隔（Ｊ２，Ｊ３，・・・Ｊｐ）にある時点ｔｎ（ｔｋＬ＋１，ｔｋＬ＋２，・・・ｔｋＬ＋Ｎ）に、所定の数のサンプル値ｘｎ（ｘｋＬ＋１，ｘｋＬ＋２，・・・ｘｋＬ＋Ｎ）の（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）を計算し（Ｓ１３２）、
ｅ）（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｎ）が少なくとも１つの所定のなるべく調節可能な閾値（ε）だけ段階ｃ）において記憶された第１の平均値（ＭＷ１）と相違しているか否か確認し（Ｓ１３４）、
ｈ）（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）と第１の平均値（ＭＷ１）との間の勾配（ｇｒａｄｋ）を求め（Ｓ３３３）、
ｉ）段階ｈ）において求められた勾配（ｇｒａｄｋ）が少なくとも１つの所定のなるべく調節可能な閾値（δ）だけ０と相違しているか否かを確認し（Ｓ３３５）、
ｌ）段階ｅ）及び／又は段階ｉ）における確認が肯定的である場合、転がり軸受（２０）が回転していることを確定し（Ｓ１５０）、そうでない場合
ｍ）ｋを１だけ高め、段階ｄ），ｅ），ｈ），ｉ）及びｌ）を反覆し、その際ｋ，ｍ，ｎ，
2008508540.tif 000008
る、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
段階ｃ）において記憶された第１の平均値（ＭＷ１）と少なくとも所定の閾値（ε）だけ相違してないことが段階ｅ）（Ｓ１３４）において確認された各（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）が、記憶されることなく棄却されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも所定の閾値（ε）だけ０とは相違していないことが段階ｉ）（Ｓ３３５）において確認された各勾配（ｇｒａｄｋ）が、記憶されることなく棄却されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
段階ｃ）において記憶された第１の平均値（ＭＷ１）と少なくとも所定の閾値（ε）だけ相違していない各（ｋ＋１）番目の平均値（ＭＷ２，ＭＷ３，・・・ＭＷｐ）と、少なくとも所定の閾値（δ）だけ０とは相違していないことが段階ｉ）（Ｓ３３５）において確認されかつこれらの平均値に対応する各勾配（ｇｒａｄｋ）が、記憶されることなく棄却されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
第１のサンプル値（ｘ１）と第２のサンプル値（ｘ２）を加算し（Ｓ１１２）、その和を中間和として記憶し、それから別の各サンプル値（ｘ３，ｘ４，・・・ｘＭ）をそれぞれ中間和に加算し（Ｓ１１２）、関係する時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）のそれぞれ最後のサンプル値（ｘＮ，ｘｋＬ＋Ｎ）に達するまで、中間和を記憶し、
続いて最後の中間和をそれぞれの数の考慮されたサンプル値で除算する（Ｓ１３２）ことによって、
段階ｂ）及びｄ）において各時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）の平均値（ＭＷ１，ＭＷ３，・・・ＭＷｎ）の計算が行われる
ことを特徴とする、請求項２〜７の１つに記載の方法。
【請求項９】
段階ｂ）及びｄ）において各時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）に同じ数Ｎの時点を対応させることを特徴とする、請求項２〜８の１つに記載の方法。
【請求項１０】
Ｌ＜Ｎが成立することを特徴とする、請求項２〜９の１つに記載の方法。
【請求項１１】
Ｌ＝Ｎが成立することを特徴とする、請求項２〜９の１つに記載の方法。
【請求項１２】
それぞれ先行時点ｔｍ−１及び後続時点ｔｍ＋１に対する時点ｔｍ（ｔ１，ｔ２，・・・ｔＭ）の間隔が等間隔であることを特徴とする、請求項２〜１１の１つに記載の方法。
【請求項１３】
ｐ個の時間間隔Ｊｋ（Ｊ１，Ｊ２，・・・Ｊｐ）の各々が、最大でも転がり軸受（２０）の９０°／ｚの回転角にわたって延びていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１４】
転がり軸受（２０）の１回転が確認された時にも、方法が続行されることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１５】
転がり軸受（２０）が回転しているか否かの確認の結果に応じて、転がり軸受（２０）が回転しているか否か出力装置（６９）における出力を行うことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１６】
転がり軸受（２０）に少なくとも２つのセンサ装置（２６；２９）が設けられて、転がり軸受（２０）の回転の際その回転位置に関係するそれぞれ１つの波状信号（４０）を供給し、この信号（４０）がサンプリングされ、それによりサンプル値が求められ、
センサ装置（２６；２９）が転がり軸受（２０）の周方向に順次に設けられ、かつこの周方向において、隣接する２つの転動体（２４）の周方向における相互間隔の整数倍に等しくない相互間隔を持っているものにおいて、
すべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）を評価して、停止検出のために使用する
ことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の方法。
【請求項１７】
ｚ個より多いセンサ装置（２６；２９）が設けられ、それにより転がり軸受（２０）の周方向におけるセンサ装置（２６；２９）の相互間隔が、周方向に隣接する２つの転動体（２４）の相互間隔より小さいものにおいて、すべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）が互いに並列に評価されることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
すべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）が、更に３６０°／ｚより小さい範囲にある回転角だけ転がり軸受（２０）の起こり得る往復運動を検出するために使用されることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
ｚ個の転動体を持つ転がり軸受（２０）の停止検出用コンピュータプログラム製品であって、ｚがなるべく整数なるべく偶数であり、転がり軸受（２０）がセンサ装置（２６；２９）を含み、このセンサ装置が、転がり軸受（２０）の回転の際その回転位置に関係する波状信号（４０）を評価装置（５０）へ供給し、コンピュータプログラム製品が、評価装置（５０）において請求項１〜１８の１つに記載の方法による段階を実施するための手段を含んでいる、コンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
ｚが整数なるべく偶数であるｚ個の転動体（２４）と、転がり軸受（２０）の停止検出装置とを持つ転がり軸受であって、
転がり軸受（２０）に取付けられる少なくとも１つのセンサ装置（２６；２９）が設けられ、各センサ装置（２６；２９）が、転がり軸受（２０）の回転の際その回転位置に関係する波状信号（４０）を供給し、
少なくとも１つの評価装置（５０）が設けられ、各評価装置（５０）がそれぞれ１つのセンサ装置（２６；２９）に接続され、
各評価装置（５０）が、請求項１〜１８の１つに記載の方法による段階を実施する評価ユニット（５１，５２）を含んでいる、
転がり軸受。
【請求項２１】
各センサ装置（２６；２９）が、転がり軸受（２０）の回転方向に順次に設けられてホイートストンブリッジとなるように接続される４つのひずみ計（３１〜３４）から形成され、各センサ装置（２６）の第１のひずみ計（３１）と第３のひずみ計（３３）、及び各センサ装置（２６）の第２のひずみ計（３２）と第４のひずみ計（３４）が、周方向に隣接する２つの転動体（２４）の相互間隔のｃ倍の間隔を持つか、又は
転がり軸受（２０）の周方向に順次に設けられる２つのひずみ計がそれぞれ１つのホイートストン半ブリッジを形成し、転動体（２４）がひずみ計（３１〜３４）の上を転がることによって、信号（４０）の発生が行われ、ｃが１又はそれより大きい整数である
ことを特徴とする、請求項２０に記載の転がり軸受。
【請求項２２】
ひずみ計（３１〜３４）及び少なくとも１つの評価装置（５０）が、転がり軸受（２０）の外レース（２２）の取囲む外溝（２３）に設けられていることを特徴とする、請求項２１に記載の転がり軸受。
【請求項２３】
各評価装置（５１，５２）が電気回路なるべくＡＳＩＣとして構成されていることを特徴とする、請求項２０〜２２の１つに記載の転がり軸受。
【請求項２４】
転がり軸受（２０）に少なくとも２つのセンサ装置（２６；２９）が設けられて、転がり軸受の回転の際その回転位置に関係する波状信号（４０）を供給し、これらの信号がそれぞれサンプリングされ、それによりそれぞれのサンプル値が求められ、
センサ装置（２６；２９）が、転がり軸受（２０）の周方向に順次に設けられ、この周方向に隣接する２つの転動体（２４）のこの周方向における相互間隔の整数倍に等しくない相互間隔を持ち、
少なくとも１つの評価装置（５０）が、複数なるべくすべてのセンサ装置（２６；２９）に接続され、それにより複数なるべくすべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）が評価されて、停止検出のために使用可能であることを特徴とする、請求項２０〜２３の１つに記載の転がり軸受。
【請求項２５】
ｚ個より多いセンサ装置（２６；２９）が設けられ、それにより転がり軸受（２０）の周方向におけるセンサ装置（２６；２９）の相互間隔が、隣接する２つの転動体（２４）の周方向相互間隔より小さく、
評価装置（５０）が、複数なるべくすべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）をそれぞれの評価ユニットから互いに並列に評価するように設計されている
ことを特徴とする、請求項２４に記載の転がり軸受。
【請求項２６】
評価装置（５０）が、すべてのセンサ装置（２６；２９）の信号（４０）を、更に、３６０°／ｚより小さい範囲にある回転角だけ転がり軸受（２０）の起こり得る往復運動を検出するために使用するように設計されていることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、転がり軸受の停止を検出するための請求項１又は１９に記載の方法及びコンピュータプログラム製品（単にコンピュータプログラム又はソフトフエアともいう）と、前記の方法により評価可能な請求項２０に記載の転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】  転がり軸受は工業分野におけるあらゆる機械に使用されている。このような機械の寿命及び確実な作動に対して常に高まる要求のため、転がり軸受が回転しているか又は実際に停止しているかを確認する必要性がますます存在している。特に転がり軸受が非常にゆっくり回転していると、この情報は、得るのが非常に困難である。なぜならば、その場合信号検出のため取出されて評価される信号では、評価電子装置又はセンサ装置における雑音のため、又はこの限界範囲においてしばしば小さすぎる信号立上がりのため、停止とゆっくりした回転とを区別することが困難だからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  本発明の基礎になっている課題は、コンピュータプログラムとしても実現可能な転がり軸受の停止を検出するための確実に検出を行うができるだけ効果的な方法を提供することである。更に評価装置に接続可能であるか又は接続されている転がり軸受を提供し、この評価装置において停止検出を確実にかつできるだけ効果的に行うようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  この課題は、請求項１に記載の方法、請求項１９に記載のコンピュータプログラム、及び請求項２０に記載の転がり軸受によって解決される。本発明の有利な展開が従属請求項の対象である。【０００５】  請求項１に記載の本発明による方法は、転がり軸受の回転の際その回転位置に関係する波状信号を複数の間隔においてサンプリングし、各間隔においてサンプル値の平均値を計算し、最初の間隔の平均値を次の間隔の平均値と比較する。次の間隔の平均値が最初の間隔の平均値とあまり相違していない限り、転がり軸受は停止しているものとみなされる。その代わりに、最初の平均値と別の間隔のそれぞれの平均値との間の勾配が０とはあまり相違していない限り、転がり軸受は停止しているものとみなすことができる。別の可能性として、前記の両方の条件の１つが満たされているか又は前記の両方の条件が累積的に満たされていると、転がり軸受の停止を想定することができる。【０００６】  請求項２〜８による好ましい方法によれば、それぞれの平均値が特に効率的に非常に僅かな記憶場所需要で求められ、次の平均値と最初の平均値との比較、又は勾配と数０との比較及びなるべく調節可能な閾値との比較が行われる。【０００７】  請求項１１により間隔が互いに隣接するか、又は請求項１０により互いに重なり合っていると、停止の検出の速度を高めることができ、請求項９により各間隔に同じ数のサンプリング時点が対応していると、方法を簡単に構成することができる。【０００８】  各時間間隔が最大で転がり軸受の回転角に重なり、この回転角が、センサ上における転動体の完全な転がりの４分の１より小さく、従ってｚ個の転動体では９０°／ｚの回転角に相当していると、本発明による方法は特に効率的に動作する。【０００９】  転がり軸受に少なくとも２つのセンサ装置が設けられ、その相互間隔が２つの隣接する転動体の間隔の整数倍に等しくない場合、請求項１８による方法は、すべてのセンサ装置の信号が評価される時、３６０°／より小さい回転角を検出するため、転動体の起こり得る往復運動（通常「がくんとした動き」と称される）を検出するためにも、使用することができる。ｚ個より多いセンサ装置が設けられている場合、それにより、センサ装置の相互間隔は、転がり軸受の周方向において、隣接する２つの転動体の相互間隔より小さくすることができ、それによりすべてのセンサ装置の信号の並列評価の際、場合によっては起こり得るがくんとした動きを特に確実に検出することができる。【００１０】  請求項２０に記載の本発明により転がり軸受は評価装置を含み、この評価装置により、請求項１〜１８に記載の方法、又はその代わりに記憶媒体（例えばＲＡＭ，ＲＯＭ，ＣＤ，ＤＶＤ，ディスケット、ハードディスク、フラッシュメモリ等）に記憶可能でありかつ／又は回路網を介して呼出し可能な請求項１９に記載のコンピュータプログラムを実行することができる。その際なるべくチップにＡＳＩＣとして形成される評価装置の大きさが、外レースの溝内に設置するため、限られた計算容量しか持っていないことが、考慮されている。チップの幅は先験的に軸受の外レースの幅により決定される。更にチップは外レースの周方向にあまり長くない。なぜならば、そうしないと外レースの湾曲のため、溝内にあるチップは極度に曲げられ、それにより破損するおそれがあるからである。【００１１】  本発明のそれ以外の利点及び特徴は、概略図面に基いて本発明の好ましいが限定されない実施例の以下の説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】  まず本発明による転がり軸受が好ましい実施例に基いて説明され、続いて停止を検出するための本発明による方法の有利な実施例が、流れ図を使用して詳細に説明される。【００１３】  図１及び２は、本発明による転がり軸受２０いわゆる知的軸受の主要部分を示している。図は象徴的であり、図解に役立つが、限定するものとみなすべきではない。【００１４】  知的軸受は、使用者に、転がり軸受（以下単に「軸受」という）２０が回転しているか否かの情報を使用者に供給する。このような軸受２０は内レース２１及び外レース２２を含み、外レースの外側に取囲む縦溝２３が設けられている。内レース２１と外レース２２との間に転動体２４が設けられているので、内レース２１は外レース２２に対して回転可能である。データを取出すためにセンサ装置２６（単に「センサ」という）２６が用いられ、これらのセンサは、好ましい実施例では、ホイートストンブリッジ回路にまとめられるそれぞれ４つのひずみ計３１〜３４であり、これらのひずみ計は外レース２２の外側にある縦溝２３に収容され、その抵抗は転動体２４がその上を転がることによって変化する。更に溝２３に設けられる印刷回路板２８が概略的に示され、この印刷回路板が、各センサ２６の個々のひずみ計３１〜３４の導体接続、及びセンサ２６と後述する評価装置５０との導体接続を行う。転動体２４の運動方向が図２に矢印Ａで示されている。【００１５】  溝２３従って印刷回路板２８は、後述するように、等間隔で設けられるセンサ２６（ひずみ計３１〜３４）及び例えば２つの評価ユニット５０及び５１を含む各センサ用の適当な評価装置５０を持つ外レース２２の全周にある。それにより生じるセンサ信号４０は、評価装置５０なるべく用途にとって特有なスイッチング回路いわゆるＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）の形の電気回路によって適当に評価される。その際ＡＳＩＣにおいて停止検出のため実行される本発明の方法は、限られた構造空間従って限られたチップ大きさにもかかわらず、データの一貫した評価が可能であるように設計されねばならない。センサ及び知的評価ハードウエアの完全なユニットは、従って潜在的な顧客に軸受２０の起こり得る停止を実時間で知らせるいわゆる「スマートセンサ」でなけらばならない。【００１６】  本発明による方法の構成のために、外レース２２におけるセンサ２６の幾何学的配置を考慮せねばならない。なぜならば、それによりセンサ２６から供給される信号４０の推移が求められ、従ってセンサ信号４０の信号理論的処理の方法が規定されるからである。ホイートストンブリッジとなるように配線されるセンサ２６の４つのひずみ計（以下単にＤＭＳという）３１〜３４は、その相互間隔が転動体間隔の半分に相当する（図２参照）ように、溝２３の縦方向に配置されている。それにより転動体２４がブリッジの常に２つのひずみ計３１，３３又は３２，３４の上を転がるようにすることができる。溝２３内でそれに続くホイートストンブリッジの最初のひずみ計３１も同様に、先行するブリッジの最後のひずみ計３４に対して、転動体間隔の半分の所にある。この配置により、ｚ個の転動体に対してｚ／２個のセンサ２６が軸受に存在する。その代わりに、ｚ個よ��少ないか又は多いセンサ、例えばｚ／２−１，ｚ／２＋１，ｚ＋１又は２ｚ個のセンサが存在していてもよい。【００１７】  ｚ個のセンサを持つがそのうち２つのセンサ２９及び３０のみを示す例が、図１に示されている。（異なる符号で示される）それぞれ４つのＤＭＳがセンサを形成し、ここでは３６，３７，３８，３９がセンサ２９を形成し、４６，４７，４８，４９がセンサ３０を形成している。１つのセンサ内における個々のＤＭＳの間隔は著しく小さくされており、従ってセンサと次のセンサとの間隔も著しく小さくされる。それにより軸受２０の「がくんとした動き」即ち比較的小さい回転角の往復運動を検出でき、これは、そうでない場合もっと大きいセンサ間隔では恐らく実現不可能であろう。図示したセンサ２９及び３０に別の図示しないセンサが続いている。【００１８】  ２つのセンサの前後に位置する８つのＤＭＳ（ここでは例示のためセンサ２９及び３０を考察する）が、図１とは異なり、溝２３の縦方向にＤＭＳが次のようにセンサに対応している形で接続され、即ちセンサが櫛状にはまり合っていることによって、センサの別の可能な配置が生じる。即ち第１のセンサはＤＭＳ３９，３７，４９，４７を含み、第２のセンサはＤＭＳ３８，３６，４８，４６を含んでいる。別のこのようなセンサを設けることができるが、図示してない。それにより最小の空間で、ＤＭＳ上を転がることにより、往復運動の評価によく適している位相のずれた２つの辺（信号４０）が発生される。【００１９】  更に２つのＤＭＳ（例えば第１及び第２のＤＭＳのみ）を、第３及び第４のＤＭＳと共にではなく伸びた感応しないそれぞれ１つの抵抗と共に、それぞれ１つのホイートストン半ブリッジにまとめることも可能である。前述したＤＭＳの代わりに、例えば圧電センサ又は磁気センサのような別のセンサも使用できる。この場合転動体に対してセンサの別の関係が生じてもよい。【００２０】  図２は、１つのセンサについて、外レース２２の溝２３内におけるひずみ計及び転動体２４の幾何学的分布を概略的に示している。転動体がＤＭＳ１  ３１及びＤＭＳ３  ３３上を転がると、一定の供給電圧ＵＢで、転動体の押圧により大きくなるひずみ計の変形と共に、ブリッジ出力電圧ＵＡ（ｔ）が上昇する。ブリッジ回路において交点を介して接続されているひずみ計は同時に転動体を通過され又は変形され、それにより出力電圧の上昇が更に強められる。続いてひずみ計ＤＭＳ１  ３１及びＤＭＳ３  ３３が次第に荷重を除かれ、遂にその最初の抵抗値に達し、ブリッジがほぼ平衡する。続いて転動体がひずみ計ＤＭＳ２  ３２及びＤＭＳ４  ３４上を転がると、ブリッジ回路の極性のため逆の符号で、出力電圧の同じ推移が起こるので、結局波状のほぼ正弦状の推移が生じる。【００２１】  図３ａ〜３ｃには、異なる可能性を示すため、零通過後の信号４０の典型的な推移のそれぞれ１つの小さい部分が示され、従って信号４０は直線的に現われているが、本来は波状である。図示について、最初のサンプリング間隔Ｊ１はちょうど零通過で始まるが、これは一般には当てはまらない。なぜならば、最初のサンプリング間隔Ｊ１の位置は、方法の開始点に関係しているからである。【００２２】  図３ａに��す第１の可能性によれば、間隔Ｊｋが互いに隣接している。即ちＮ個のサンプリング時点ｔ１〜ｔＮを持つ間隔Ｊ１に、Ｎ個のサンプリング時点ｔＮ＋１〜ｔ２Ｎを持つ間隔Ｊ２が続き、この間隔Ｊ２に再びＮ個のサンプリング時点ｔ２Ｎ＋１〜ｔ３Ｎを持つ間隔Ｊ３等が続いている。従ってすべてのサンプリング時点が停止検出のために使用される。【００２３】  これに反し図３ｂに示す第２の可能性によれば、サンプリング間隔は１つの相互間隔を持っている。Ｌ個のサンプリング時点を含む第１の時間間隔において、第１のサンプリング間隔Ｊ１のｔ１〜ｔＮのＮ個のサンプリング時点にサンプリングが行われ、その後サンプリング時点ｔＬまで待たれ、それから第２の間隔Ｊ２が得られるまで、残りのＬ−Ｎ個のサンプリング時点が経過する。それから初めて、この第２の時間間隔Ｊ２において、時点ｔＬ＋１から再びｔＬ＋ＮまでのＮ個の順次に続くサンプリング時点にサンプリングが行われ、それから時点ｔ２Ｌまで待たれる。この手順は後続の間隔において継続する。図３ｂからわかるように、この例ではＬはＮより大きい。間隔のこのような配置は、例えば転がり軸受２０の極めて遅い回転の際有利である。【００２４】  図３ｃに示す第３の可能性によれば、サンプリング間隔が互いに重なり合っている。図３ｃに示す例では、これがＬ＝１の場合について示されている。即ち第２の間隔Ｊ２の第１のサンプリング時点ｔＬ＋１が既に第１の間隔Ｊ１の第２のサンプリング時点ｔ２に始まり、即ちこのサンプリング時点ｔＬ＋１はサンプリング時点ｔ２と一致している。第２の間隔Ｊ２は、第１の間隔Ｊ１後の第１のサンプリング時点ｔＮ＋１に相当するサンプリング時点ｔＬ＋Ｎ〜で終わっている。間隔のこの極端な重なりによって、場合によっては非常に速い停止検出を行うことができる。【００２５】  Ｎ及びＬの値は任意に選択可能であり、即ち検出すべき軸受２０のそれぞれの特徴に合わせることができ、一般に経験で求められ、間隔幅はシステム毎に変化してもよい。【００２６】  次に流れ図により本発明による方法の実施例が説明される。【００２７】  図４に第１実施例として、サンプリング間隔が隣接する簡単な方法が示されている。段階Ｓ１０１において、間隔毎のサンプリング時点の数としてパラメータＮと閾値εが入力される。それから段階Ｓ１０６において、順序変数ｎ及びｋの開始値がそれぞれ１にセットされる。段階Ｓ１０８からの方法は、サンプル値ｘｎ，ｘｎ＋１・・・を処理することができる。段階Ｓ１１０において第１の和の開始値Ｓ１が０にセットされ、この和から第１のサンプリング間隔Ｊ１にあるサンプル値の第１の平均値ＭＷ１が後で計算される。この開始値Ｓ１に、段階Ｓ１１２において現在のサンプル値ｘｎが加算される。続いて段階Ｓ１１４において順序変数ｎが１だけ高められ、段階Ｓ１１６において、第１のサンプリング間
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１の走査間隔の終わりに既に達したか又は超過した場合（分枝ｎｏ）、段階Ｓ１２０において、サンプル値の数Ｎによりサンプル値の和Ｓ１を除算することにより、第１の平均値ＭＷ１が計算される。そうでない場合（分枝ｙｅｓ）、方法は段階Ｓ１１２に戻り、第１のサンプリング間隔Ｊ１の終わりに達し、第１の平均値ＭＷ１を計算できるまで、方法が続行される。それから段階Ｓ１２２において順序変数ｋが１だけ高められ、段階Ｓ１２４においてｋ番目の和Ｓｋが０にセットされる。【００２８】  それから段階Ｓ２１６において、段階Ｓ１１２におけるように、現在のサンプル値が現在の和Ｓｋに加算される。それから段階Ｓ１２８において順序変数ｎが１だけ高められ、段階Ｓ１３０において、段階Ｓ１１６と同様に、ｋ番目のサンプリング間隔の終わりに達
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りに既に達した場合（分枝ｎｏ）、段階Ｓ１３２において、ｋ番目の間隔Ｊｋのサンプル値の数Ｎによりこの間隔Ｊｋのサンプル値の和Ｓｋを除算することによって、ｋ番目の平均値ＭＷｋが計算される。そうでない場合（分枝ｎｏ）、方法は段階Ｓ１２６へ戻り、ｋ番目のサンプリング間隔の終わりに達し、ｋ番目の平均値ＭＷｋを計算できるまで、方法が続行される。【００２９】  最後に段階Ｓ１３４において、ｋ番目の平均値ＭＷｋから第１の平均値ＭＷ１が減算され、この差の値が最初に入力された閾値εより大きいか否かが検査される。ｙｅｓの場合、段階Ｓ１５０において、転がり軸受２０が回転しているという、出力フラグがセットされる。この情報は場合によっては出力し、かつ／又は表示器６９に表示することができる。閾値εを超過しなかった場合、方法は段階Ｓ１２２に戻り、少なくとも次のサンプリング間隔Ｊｋ＋１の終わりに達して、ｋ＋１番目の平均値ＭＷｋ＋１を計算できるまで、方法が続行される。起こり得る停止について転がり軸受２０の連続的な監視を保証するため、段階Ｓ１５０後に方法を段階Ｓ１２２に戻して続行することができる。【００３０】  本発明による方法の別の有利な第２の実施例が図５に示されている。ここでは段階Ｓ１０２において、段階Ｓ１０１の入力のほかに、間隔の相互位置を規定するパラメータＬの入力が必要である。この別の方法は、段階Ｓ１２４までまず図４のように経過する。それから段階Ｓ２２５において、段階Ｓ１１６の実行以降Ｌ−Ｎサンプル値をスキップするため、ｎが（ｋ−１）Ｌ＋１の値にセットされる。それから段階Ｓ１２６において和形成が行われ、段階Ｓ１２８において順序変数ｎが１だけ高められ、それから段階Ｓ２３０にお
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Ｌ＋Ｎであるか否かが検査される。ｋ番目のサンプリング間隔の終わりに既に達していた場合、段階Ｓ１３２において再びｋ番目の間隔Ｊｋのサンプル値の数Ｎによりこの間隔Ｊｋのサンプル値の和Ｓｋを除算することによって、ｋ番目の平均値ＭＷｋが再び計算される。そうでない場合、方法が段階Ｓ１２６に戻り、ｋ番目のサンプリング間隔の終わりに達してｋ番目の平均値ＭＷｋを計算できるまで、方法が続行される。段階Ｓ１３４からの方法の推移は第１実施例におけるように行われる。【００３１】  本発明による方法の第３実施例が図６により説明される。前記の閾値εの代わりに、段階Ｓ１０３において、パラメータＬ及びＮのほかに、閾値δが入力される。それから段階Ｓ１３２におけるｋ番目の平均値ＭＷｋの計算まで、方法が図５におけるように行われる。段階Ｓ１３２の後で段階Ｓ３３３において、ｋ番目の平均値ＭＷｋから第１の平均値ＭＷ１を減算し、その差を両方の平均値の間隔（ｋ−１）Ｌで除算することによって、平均値ＭＷｋとＭＷ１との間の勾配ｇｒａｄｋが計算される。続いて段階Ｓ３３５において、勾配ｇｒａｄｋの値が最初に入力された閾値δより大きいか否かが検査される。ｙｅｓの場合、転がり軸受２０が回転しているものと想定され、段階Ｓ１５０において適当な出力フラグがセットされる。そうでない場合方法が段階Ｓ１２６へ戻って、（ｋ＋１）番目の間隔における勾配ｇｒａｄｋ＋１を求め、段階Ｓ３３５においてその値を閾値δと比較する。ここでも起こり得る停止について転がり軸受２０の連続的な監視を保証するため、段階Ｓ１５０後に方法を段階Ｓ１２２に戻して続行することもできる。【００３２】  図７は本発明による方法の第４実施例を示している。段階Ｓ１０４において、パラメータＬ及びＮのほかに、閾値ε及び閾値δが入力される。それから方法は、段階Ｓ１３２におけるｋ番目の平均値ＭＷｋの計算まで、図５及び６におけるように行われる。段階Ｓ１３２の後で、２つの分枝が並列に実行される。即ち一方では図４及び５におけるように段階Ｓ１３４において、平均値ＭＷ１とＭＷｋの差の値が閾値εと比較され、その結果から場合によっては転がり軸受２０の回転が推論される。他方では段階Ｓ３３５において、段階Ｓ３３３で求められた勾配ｇｒａｄｋの値が閾値δと比較され、その結果から場合によっては転がり軸受２０の回転が推論される。換言すれば、段階Ｓ１３４及びＳ３３５の両方の条件の１つが満たされている時、転がり軸受２０の回転の出力フラグがセットされ、これはＯＲ結合に相当する。従ってこの方法は、転がり軸受２０の回転の検出のために２つの異なる判定基準を考慮することができる。段階Ｓ１３４およびＳ３３５の両方の条件のいずれも満たされていない場合、方法はいずれにせよ段階Ｓ１２２から続行される。ここでも所望の場合には、段階Ｓ１５０において転がり軸受の回転が確認される時にも、方法を続行することができる。【００３３】  ＡＮＤ結合に従って、段階Ｓ１３４及びＳ３３５の両方の条件の累積考慮は、転がり軸受２０が回転していることの前提条件として、本発明による方法の第５実施例を示す図８に示されている。段階Ｓ１０４から段階Ｓ１３２まで、方法は第４実施例におけるように経過す��。段階Ｓ１３２後段階Ｓ３３３において、第４実施例におけるように勾配ｇｒａｄｋが計算され、それから段階Ｓ１３４において、平均値の差の値と閾値εとの比較が行われ、それから段階Ｓ３３５において、勾配ｇｒａｄｋの値と閾値δとの比較が行われる。段階Ｓ１３４及びＳ３３５の両方の比較が結果ｙｅｓになった時に初めて、段階Ｓ１５０において、転がり軸受２０の回転のための出力フラグをセットすることができる。もちろんその代わりに、段階Ｓ１３４の後に初めて段階Ｓ３３３を実行するか、又は段階Ｓ３３５とＳ１３４の順序を互いに交換することもできる。【００３４】  前記の閾値ε及びδは通常力に関係しており、即ち転動体２４がセンサ装置２６又は２９に作用する力に関係している。これらの閾値ε及びδは、理論的規定に従って選ぶか、又は経験的に求めることができる。【００３５】  １Ｈｚの典型的な周波数を持つ信号は、模範的な使用では、８０ｋＨｚの周波数でサンプリングの時点ｔｍは従って１２．５μｓ互いに離れている。サンプル値ｘｍ（ｘ１，・・・ｘ２０００）を持つ時間間隔Ｊｋの好ましい幅は、Ｎ＝２０００の値に対して精確に隣接する間隔の場合に生じる。【００３６】  このことは、本発明による方法の前記の５つの実施例においてはっきり述べなかったが、対応する平均値ＭＷｋの計算後（もはや）必要とされない和又は中間和、及び（第１の平均値ＭＷ１のほか）平均値ＭＷｋ及び／又は適当な閾値ε及びδとの比較後（もはや）必要とされない勾配ｇｒａｄｋは、場合によっては記憶することなく棄却することができる。【００３７】  先には、各サンプリング間隔に同じ数のサンプル値Ｎが対応していることを前提とした。しかし個々の場合、外部からの介入により方法の経過におけるサンプリング間隔当たりサンプリング点の数を変化するか、方法自体により変化又は適合させることも、望ましいであろう。更にそれぞれの平均値及び勾配の計算は、上述した有利な方法に限定されず、他の適当なやり方で行うこともできる。【００３８】  個々の実施例に関連して説明した本発明の特徴が、異なるように示されているか又は技術的な理由から禁止される場合を除いて、例えば流れ図からの段階又は構造的特徴のように、他の実施例に存在していてもよいことは、心にとめておくべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】  本発明による転がり軸受の概略図を示す。
【図２】  本発明による転がり軸受の外側溝にあるホイートストンブリッジにおけるひずみ計の配置の異なる可能性を概略的に示す。
【図３ａ】  互いに隣接するサンプリング間隔による、評価すべき信号の外乱のない部分を示す。
【図３ｂ】  互いに離れたサンプリング間隔による、評価すべき信号の外乱のない部分を示す。
【図３ｃ】  互いに重なるサンプリング間隔による、評価すべき信号の外乱のない部分を示す。
【図４】  本発明による方法の第１実施例の流れ図を示す。
【図５】  本発明による方法の第２実施例の流れ図を示す。
【図６】  本発明による方法の第３実施例の流れ図を示す。
【図７】  本発明による方法の第４実施例の流れ図を示す。
【図８】  本発明による方法の第５実施例の流れ図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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2008508540.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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