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Title:
METHOD FOR REPRESENTING A STATE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/006574
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for representing a state of at least one component of an apparatus, wherein measurements are conducted for the at least one component, wherein a number of quantities are measured and at least one acquired characteristic value for the number of quantities is represented in at least one two-dimensional coordinate system for representing the state as a vector (12, 14, 16). The invention further relates to a system for representing a state of at least one component of an apparatus, to a computer program, and to a computer program product.

Inventors:
KESSLER HANS-WILLI (DE)
VAEHSEN KLAUS (DE)
WELLHAUSEN JENS (DE)
Application Number:
PCT/DE2009/000887
Publication Date:
January 21, 2010
Filing Date:
June 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER KG (DE)
KESSLER HANS-WILLI (DE)
VAEHSEN KLAUS (DE)
WELLHAUSEN JENS (DE)
International Classes:
G06F11/32; G05B23/02
Foreign References:
US20070088550A12007-04-19
EP1895416A12008-03-05
US20050209820A12005-09-22
EP1793296A12007-06-06
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Darstellung eines Zustands von mindestens einer Komponente (124, 126, 128) einer Vorrichtung (120), dadurch gekennzeichnet, dass für die mindestens eine Komponente (124, 126, 128) Messungen durchgeführt werden, wobei eine Anzahl Größen gemessen und mindestens ein Kennwert für die Anzahl Größen in einem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem zur Darstellung des Zustands als Vektor (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) dargestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass für die mindestens eine Komponente (124, 126, 128) ungefilterte Rohsignale und/oder gefilterte oder anderweitig vorverarbeitete Zeit- und Fre- quenzsignale verarbeitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest zweidimensionale Koordinatensystem im Bereich von Rohsignalen und Hüllkurvensignalen aufgespannt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohsignale aus ungefilterten Schwingungssignalen und die Hüllkurvensignale aus demodulierten Schwingungssignalen bereitgestellt werden.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine Messung ein resultierender Vektor (48) aus mindestens einem bereitgestellten Vektor (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) berechnet wird, wobei durch diesen resultierenden Vektor (48) ein Zustand der mindestens einen Komponente zu einem Zeitpunkt tn dargestellt wird.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Vektor (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) in dem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem über einen

Winkel und eine Länge definiert wird.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Vektor (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) ei- nem Quadranten (20, 22, 24, 26, 32, 36, 40, 44) des zumindest zweidimensionalen Koordinatensystems zugeordnet wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vektoren (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) zeitab- hängig dargestellt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vektoren (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) frequenzabhängig dargestellt werden.

10. Anordnung zur Darstellung eines Zustands von mindestens einer Komponente (124, 126, 128) einer Vorrichtung (120), dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (122) mindestens ein Messmodul (130, 132, 134) aufweist, das dazu ausgebildet ist, für eine Komponente (124, 126,

128) Messungen durchzuführen und dabei eine Anzahl Größen zu messen, und dass die Anordnung (122) mindestens ein Anzeigemodul (140) aufweist, dass dazu ausgebildet ist, mindestens einen er- fassten Kennwert für die Anzahl Größen in einem zumindest zweidi- mensionalen Koordinatensystem zur Darstellung des Zustands als

Vektor (12, 14, 16, 34, 38, 42, 46) darzustellen.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (122) mindestens eine Recheneinheit (138) aufweist, die dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Vektor (12, 14, 16, 34, 38,

42, 46) zur Darstellung in dem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem bereitzustellen.

12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, dadurch gekennzeichnet, dass diese Programmcodemittel dazu ausgebildet sind, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (138), insbesondere in einer Anordnung (122) nach Anspruch 10 oder 11 , ausgeführt wird.

13. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese Programmcodemittel dazu ausgebildet sind, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (139), insbesondere in einer Anordnung (122) nach Anspruch 10 oder 11 , ausgeführt wird.

Description:
Bezeichnung der Erfindung

Verfahren zur Darstellung eines Zustands

Beschreibung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines Zustands von mindestens einer Komponente einer Vorrichtung, eine Anordnung zur Darstel- lung eines Zustands von mindestens einer Komponente einer Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein Computerprogrammprodukt.

Hintergrund der Erfindung

Die Zustandsbeurteilung von Vorrichtungen, bspw. Maschinen oder Anlagen, basiert üblicherweise auf der Analyse der zeitlichen Entwicklung unterschiedlicher Größen, d. h. von Mess- bzw. Kenngrößen. Dies umfasst auch die Trendung und somit die Bereitstellung von Trends bzw. einer tendenziellen Entwicklung einzelner Größen, wobei unterschiedliche Parameter in Abhängigkeit der Zeit oder anderer relevanter Kenngrößen mehrdimensional dargestellt werden. Im Bereich der Maschinendiagnose ergibt sich u. a. das Problem, eine Vielzahl unterschiedlicher Kenngrößen, die beispielsweise auf dem Schwingungssignal im Zeit- oder Frequenzbereich basieren in übersichtlicher Form darzustellen. Eine damit verbundene Schwierigkeit besteht darin, dass eine Aussage des Gesamtzustands der Maschine oder Anlage bisher nicht zuverlässig auf einen Blick erfolgen kann, da ein für eine Kenngröße gemessener Kennwert auf verschiedene Baugruppen der Maschine oder Anlage ausgelegt ist, oder aber für die allgemeine Diagnose so ungenau ist, dass eine Überwachung einzelner Kennwerte nicht zuverlässig genug ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Darstellung eines Zustands von min- destens einer Komponente einer Vorrichtung. Dabei ist vorgesehen dass für die mindestens eine Komponente Messungen durchgeführt werden, wobei eine Anzahl Größen gemessen und mindestens ein erfasster Kennwert für die Anzahl Größen in einem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem zur Darstellung bzw. Repräsentation des Zustands als Vektor dargestellt wird.

Üblicherweise wird das Verfahren derart ausgeführt, dass zwischen dem Zustand dem mindestens einen Kennwert und dem Vektor ein Zusammenhang besteht. Bei mindestens einer Messung der Anzahl der Größen wird der mindestens eine Kennwert erfasst oder ermittelt, wobei durch diesen mindestens einen Kennwert eine Aussage über den Zustand getroffen wird. Zur Veranschaulichung des Zustands in dem zumindest zweidimensionalen Diagramm ist der Vektor, der auch als Ereignisvektor bezeichnet werden kann, vorgesehen, wobei dieser Vektor einer Abbildung des mindestens ei- nen Kennwerts und somit des Zustands entspricht. Als Zustand kann bspw. ein Maschinenbauteilzustand, Maschinenzustand oder Anlagenzustand dargestellt werden. Ein zur Darstellung eines Zustands verwendeter Vektor weist eine an die Anwendung angepasste Anzahl von Dimensionen auf. Alternativ oder ergänzend kann die Dimension des Vektors auch von einem der Darstellung des Zustands verwendeten Diagramm abhängen. Durch die gewählte Anzahl der Dimensionen kann durch den Vektor eine entsprechende Anzahl von Parametern dargestellt werden. Üblicherweise sind Vektoren als bspw. zweidimensionale Pfeile dargestellt. Im Rahmen der Erfindung kann jedoch vorgesehen sein, dass es sich bei Vektoren allgemein um graphische Elemente handelt.

In Ausgestaltung werden für die mindestens eine Komponente Messungen in einem Bereich von Rohsignalen und Hüllkurvensignalen durchgeführt. Es können für die mindestens eine Komponente ungefilterte Rohsignale und/ oder gefilterte oder anderweitig vorverarbeitete Zeit- und Frequenzsignale, z. B. Hüllkurvensignale im Sinne der im Bereich der Schwingungsdiagnose üblichen Demodulierung der Signale, verarbeitet werden. Basierend darauf wird das zumindest zweidimensionale Koordinatensystem im Bereich der Rohsignale und Hüllkurvensignale aufgespannt. Typischerweise werden die Rohsignale aus ungefilterten Schwingungssignalen und die Hüllkurvensigna- Ie aus demodulierten Schwingungssignalen bereitgestellt.

Im Rahmen des Verfahrens werden durch die Vektoren Kennwerte oder Werte für mindestens eine Baugruppe der Vorrichtung, die die mindestens eine Komponente der Vorrichtung umfasst, bereitgestellt. Dabei können die Werte bspw. durch eine Schwingungs- bzw. Schallmessung ermittelt werden. In der Regel können auch Werte für Temperatur-, Ölzustands- und sonstige Messungen ermittelt werden.

Außerdem kann für mindestens eine Messung ein resultierender bspw. zeit- abhängiger Vektor aus mindestens einem durch den bereitgestellten Kennwert, der den Zustand darstellt, berechnet werden, wobei durch diesen resultierenden Vektor ein Zustand der mindestens einen Komponente der Vor- richtung zu einem Zeitpunkt t n dargestellt wird.

In einer Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass jeweils ein Vektor in dem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem über einen Winkel und eine Länge definiert wird, wobei der Winkel und die Länge stoß- und/oder sinusförmige Schwingungen darstellen. Zudem wird jeweils ein Vektor einem Quadranten und/oder Quader des zumindest zweidimensionalen Koordinatensystems zugeordnet.

Je nach Ausgestaltung kann der Vektor, der einen Kennwert repräsentiert, zeitabhängig oder frequenzabhängig dargestellt werden.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zur Darstellung eines Zu- stands von mindestens einer Komponente einer Vorrichtung. Die Anordnung weist mindestens ein Messmodul auf, das dazu ausgebildet ist, für eine Komponente Messungen durchzuführen und dabei eine Anzahl Größen bzw. mindestens eine Größe zu messen. Die Anordnung weist auch mindestens ein Anzeigemodul auf, das dazu ausgebildet ist, mindestens einen erfassten Kennwert für die Anzahl Größen zur Darstellung des Zustands in einem zu- mindest zweidimensionalen Koordinatensystem als Vektor darzustellen.

Die Anordnung kann u. a. mindestens eine Recheneinheit aufweisen, die dazu ausgebildet ist, den mindestens einen Vektor zur Darstellung des Zustands in dem zumindest zweidimensionalen Koordinatensystem bereitzu- stellen.

Die beschriebene Anordnung ist dazu ausgebildet, sämtliche Schritte des vorgestellten Verfahrens durchzuführen. Dabei können einzelne Schritte dieses Verfahrens auch von einzelnen Modulen der Anordnung durchgeführt werden. Weiterhin können Funktionen der Anordnung oder Funktionen von einzelnen Modulen der Anordnung als Schritte des Verfahrens umgesetzt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines beschriebenen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Anordnung, ausgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte eines beschriebenen Verfahrens ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer erfindungsgemäßen Anordnung, ausgeführt wird.

Das Verfahren ist u. a. zur einfachen und übersichtlichen Darstellungen von Schadenszuständen in Vorrichtungen, die als Maschinen oder Anlagen ausgebildet sind, geeignet. Somit ist in einer Variante eine allgemeine Messdatenauswertung und Darstellung, bspw. von Zustandsmessungen an Wälzlagern, Gleitlagern und/oder Verzahnungen mittels Schwingungsanalyse, möglich.

Typischerweise kann mit dem Verfahren eine übersichtliche Darstellung einer Vielzahl von Größen anhand erfasster Kennwerte zur einfachen Zustandserfassung komplexer Vorrichtungen, bspw. komplexer Systeme, wie Getriebe, Walzwerke usw. bereitgestellt werden.

Mit der Erfindung wird ein mindestens zweidimensionales Koordinatensystem eingeführt, das üblicherweise durch Messungen im Rohsignal- und Hüll- kurvensignalbereich aufgespannt wird. Es wird in diesem Fall die Abhängigkeit dieser beiden Signalformen vom Zustand der Vorrichtung genutzt. Mit dem beschriebenen Verfahren ist bspw. eine Beurteilung und/oder Diagnose eines Zustands der Vorrichtung, die als Maschine oder Anlage ausgebildet sein kann allgemein, mittels Schwingungs- oder Schallmessungen, bspw. Körperschallmessungen oder Luftschallmessungen in beliebigen Fre- quenzbereichen an der Vorrichtung und deren Auswertung im Zeit- und/oder Frequenzbereich möglich. Ein Aspekt der Erfindung umfasst das Auftragen von Ereignisvektoren in einem zwei-, drei- oder mehrdimensionalen Koordinaten- bzw. Achsenkreuzsystem. Die Vektoren für einzelne Kennwerte werden verschiedenen Quadranten und/oder Quadern des Koordinatensystems zugeordnet.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Diagramms, das hier als zweidimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist.

Figur 2 bis 5 zeigt jeweils eine zweite beispielhafte Ausführungsform eines Diagramms, das hier als zweidimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist, wobei in diesem Diagramm für jede Figur unterschiedliche Vektoren dargestellt sind.

Figur 6 zeigt eine dritte beispielhafte Ausführungsform eines Diagramms, das hier als dreidimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist. Figur 7 zeigt eine vierte beispielhafte Ausführungsform eines Diagramms, das hier als dreidimensionales Koordinatensystem ausgebildet ist.

Figur 8 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, glei- che Bezugszeichen bezeichnen gleiche Objekte.

Das als zweidimensionales Koordinatensystem Diagramm 10 in Figur 1 weist eine x-Achse und eine y-Achse auf. In dem Diagramm 10 sind drei Vektoren 12, 14, 16 dargestellt. Außerdem weist das Diagramm 10 einen Summen- vektor 18 auf. Das Diagramm umfasst vier Quadranten 20, 22, 24, 26. Dabei umfasst ein erster Quadrant 20 schmalbandige als Diagnosegrößen ausgebildete Größen im quadratischen Mittel (RMS, root mean Square), ein zweiter Quadrant 22 umfasst breitbandige Diagnosegrößen bzw. Größen im quadratischen Mittel (RMS, root mean Square). Ein dritter Quadrant 24 umfasst ein- hüllende breitbandige Diagnosegrößen und somit Größen und ein vierter Quadrant 26 umfasst Hüllkurvensignale bzw. einhüllende schmalbandige Diagnosegrößen bzw. Größen.

In Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zur Darstellung eines Zustands von mindestens einer Komponente einer Vorrichtung für diese mindestens eine Komponente eine Messung durchgeführt wird. Hierzu wird eine Anzahl Größen gemessen. Für diese Anzahl Größen wird mindestens ein als Kennwert ausgebildeter Wert in dem hier vorgestellten zumindest zweidimensionalen Diagramm 10 zur Darstellung des Zustands als Vektor 12, 14, 16 dargestellt. Alle im Diagramm 10 als Figur 1 dargestellten Vektoren 12, 14, 16 sowie der Summenvektor 18 sind ausgehend von einem Ur- sprung des Diagramms 10 gezeichnet. In der anhand dieses Diagramms 10 vorgestellten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass als Zustand der mindestens einen Komponente ein Schadensverlauf dargestellt wird.

In dem Diagramm 10 aus Figur 1 sind somit beispielhaft als Ereignisvektoren ausgebildete Vektoren 12, 14, 16 im zweidimensionalen Zustandsraum schematisch dargestellt. Längen und Winkel der Vektoren 12, 14, 16 zeigen eine Signifikanz eines Schadensverlaufs für die mindestens eine Komponente.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist eine Beurteilung und/oder Diagnose eines Zustands einer Vorrichtung, die als Maschine oder Anlage ausgebildet sein kann, mittels Körperschallmessungen an der Vorrichtung und deren Auswertung im Zeit- und Frequenzbereich möglich. Ein Aspekt der Erfindung umfasst das Auftragen von Vektoren 12, 14, 16 und somit von Ereignisvektoren in einem zwei-, drei- oder mehrdimensionalen Koordinaten- bzw. Achsenkreuzsystem, wie bspw. anhand des Diagramms 10 aus Figur 1 dargestellt. Die einzelnen Vektoren 12, 14, 16, die Kennwerte darstellen, werden den Quadranten 20, 22, 24, 26 des Diagramms 10 zugeordnet.

Die Position der Vektoren 12, 14, 16 wird durch den mindestens einen Winkel und die Länge bestimmt. Die Zuordnung der Vektoren zu den Quadranten 20, 22, 24, 26, die Länge der Vektoren 12, 14, 16 und deren Position im Vektorraum ist prinzipiell beliebig.

Im Fall der Vorrichtungs- oder Maschinendiagnostik ist u. a. das Wissen um die Schadenstheorie beim Auftreten stoßförmiger und sinusförmiger Schwin- gungen von Bedeutung. Diese legt sowohl die Länge als auch den mindestens einen Winkel der Vektoren 12, 14, 16 im Diagramm 10 bzw. im Koordinatensystem in Bezug auf die anderen vorgesehenen Größen fest. Dabei kann die Länge eines Vektors 12, 14, 16 den Messwert oder eine aus dem Messwert abgeleitete Größe direkt repräsentieren oder aber durch eine Normierung auf beliebige Werte, beispielsweise einen Anfangswert einer Messung, bestimmt werden.

Das als Koordinaten- bzw. Achsenkreuzsystem ausgebildete Diagramm 10 unterscheidet in diesem speziellen Fall einerseits nach Messungen im Rohsignalbereich, wobei ungefilterte Schwingungssignale berücksichtigt werden. Andererseits ist auch eine Unterscheidung von Hüllkurvensignalmessungen vorgesehen, wobei demodulierte Signale berücksichtigt werden. Diese Einteilung repräsentiert im Beispiel die x-Achse. Die dazu senkrechte y-Achse entwickelt sich von breitbandigen Diagnosegrößen hin zu schmalbandigen Diagnosegrößen. In diesem Fall handelt es sich somit um eine Darstellung bezogen auf den Frequenzbereich.

In einer weiteren Variante ist eine beliebige dritte Dimension denkbar, bei- spielsweise die z-Achse als Leistungsachse oder Zeitachse. Eine beliebige vierte Dimension kann beispielsweise durch geeignete Farbgebung eingefügt werden. Ebenfalls ist die Darstellung einer fünften Dimension möglich, wenn die Vektoren mit unterschiedlichen Strichstärken eingezeichnet werden.

Somit ist es möglich, für jede Messung ein Vektorfeld aus unterschiedlichen Vektoren 12, 14, 16 aufzuspannen, die letztendlich zu einem resultierenden Vektor, hier dem Summenvektor 18, verrechnet werden. Dieser resultierende Vektor bspw. Summenvektor 18 repräsentiert den Zustand der Maschine zu einem ersten Zeitpunkt ti. Entsprechend lassen sich für verschiedene Zeit- punkte t n eindeutige Vektoren 12, 14, 16 definieren. Dabei ergibt sich, dass die Endpunkte dieser Vektoren 12, 14, 16 innerhalb des Diagramms 10 in einem begrenzten Bereich des Vektorraums angeordnet sind. Ändert sich der Zustand der Vorrichtung bzw. Maschine, so wandern die Vektoren 12, 14, 16 in einen anderen Quadranten 20, 22, 24, 26 innerhalb des Diagramms 20. Dabei wird ein sofortiger Überblick darüber bereitgestellt, ob sich der Zustand der mindestens einen Komponente und somit der Vorrich- tung oder Maschine verändert oder nicht. Über eine geeignete softwaregestützte Verknüpfung kann dann der mindestens eine Kennwert und die Baugruppe, die mindestens eine Komponente der Vorrichtung umfasst, sofort identifiziert werden.

In den Figuren 2, 3, 4 und 5 ist jeweils eine zweite Ausführungsform eines als zweidimensionales Koordinatensystem ausgebildeten Diagramms 30 dargestellt. Dabei ist in einem ersten Quadranten 32 des Diagramms 30 ein erster Vektor 34, in einem zweiten Quadranten 36 zweiter Vektor 38, in einem dritten Quadranten 40 ein dritter Vektor 42 und in einem vierten Quad- ranten 44 ein vierter Vektor 46 dargestellt. Weiterhin ist in dieser zweiten Ausführungsform des Diagramms 30 ein resultierender Vektor 48 dargestellt. Dabei umfasst der erste Quadrant 32 Größen, die als schmalbandige Diagnosegrößen ausgebildet sind im quadratischen Mittel (RMS, root mean Square), der zweite Quadrant 36 umfasst breitbandige Diagnosegrößen und somit Größen im quadratischen Mittel (RMS, root mean Square). Der dritte Quadrant 40 umfasst einhüllende breitbandige als Diagnosegrößen ausgebildete Größen und der vierte Quadrant 44 für Hüllkurvensignale bzw. für einhüllende schmalbandige Diagnosegrößen bzw. Größen.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die in dem Diagramm 30 dargestellten Vektoren 34, 38, 42, 46 wiederum mindestens einen Kennwert für eine Anzahl von Größen repräsentieren. Der mindestens eine Kennwert wird bei einer Messung eines Zustands mindestens einer Komponente einer Vorrichtung erfasst. Somit ist insgesamt vorgesehen, dass die gezeigten Vektoren 34, 38, 42, 46 den Zustand der mindestens einen Komponente der Vorrichtung darstellen und somit repräsentieren. Die vier Figuren 2 bis 5 zeigen die Vektoren 34, 38, 42, 46 sowie den resultierenden Vektor 48 zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Über diese Vektoren 34, 38, 42, 46 wird zugleich eine zeitliche Entwicklung von vier Kennwerten dargestellt. Dabei wird anhand der ersten Darstellung des Diagramms 30 in Figur 2 ein erster Zeitpunkt, anhand der zweiten Darstellung des Diagramms 30 in Figur 3 ein zweiter Zeitpunkt, anhand der dritten Darstellung des Diagramms 30 in Figur 4 ein dritter Zeitpunkt und durch die vierte Darstellung des Diagramms 30 in Figur 5 ein fünfter Zeitpunkt für einen Zustand der min- destens einen Komponente der Vorrichtung durch die Vektoren 34, 38, 42, 46, 48 dargestellt und somit repräsentiert.

Bei vergleichender Betrachtung der vier Figuren 2, 3, 4, 5 ist zu erkennen, dass die vier Vektoren 34, 36, 42, 46 ausgehend von einem Ursprung des Diagramms 30 stets in dieselbe Richtung zeigen und somit für sämtliche genannte Zeitpunkte denselben Winkel aufweisen. Eine Änderung des Zu- stands der mindestens einen Komponente in Abhängigkeit der Zeit spiegelt sich in den Figuren 2, 3, 4, 5 durch unterschiedliche Längen der Vektoren 34, 38, 42, 46 wieder. Der resultierende Vektor 48 wird aus den vier Vekto- ren 34, 38, 42, 46 beispielsweise durch Vektoraddition berechnet und weist demnach für alle vier Zeitpunkte unterschiedliche Winkel bzw. Richtungen und unterschiedliche Längen auf.

In dem Diagramm 30 aus Figur 2 ist durch die Vektoren 34, 38, 42, 46 ein sog. Gut-Zustand schematisch dargestellt. Der Betrag der einzelnen durch die Vektoren 34, 38, 42, 46 dargestellten Kennwerte, ist klein. Der resultierende Vektor 48 zeigt mit einem ebenfalls kleinen Betrag in einem schmal- bandigen Hüllkurvensignalbereich.

In dem Diagramm 30 aus Figur 3 ist im Bereich der schmalbandigen Hüllkur- vensignalanalyse ein Merkmalsanstieg des vierten Vektors 46 gezeigt, wie es nach der Theorie bei einem beginnenden Außenringschaden eines Wälz- lagers der Fall ist. Die übrigen Vektoren 34, 38, 42, zeigen keine signifikante Veränderung. Der Betrag des resultierenden Vektors 48 ist größer als in Figur 2 und zeigt somit in Verbindung mit der Winkelveränderung deutlich einen sich entwickelnden Schaden.

Eine fortschreitende Schadensentwicklung, wie in dem Diagramm 30 aus Figur 4 schematisch dargestellt, ist durch einen Übergang des resultierenden Vektors 48 vom vierten Quadranten 44 zum ersten Quadranten 32 und somit von Hüllkurvensignalen zu RMS Rohsignalwerten charakterisiert. Der resul- tierende Vektor 48 erfährt somit eine deutliche Winkelveränderung in diesem Bereich.

Bei weiter fortschreitender Schadensentwicklung ist in dem Diagramm aus Figur 5 dargestellt, dabei erhöht sich der Beitrag der Breitbandkennwerte, was zu einer weiteren Drehung des Summenvektors 48 führt.

Eine weitere Möglichkeit, den sich verändernden Zustand einer Vorrichtung, die durch die vier Vektoren 34, 38, 42, 46 dargestellt sind, darzustellen, besteht darin, in einem Achsenkreuzsystem bzw. Koordinatensystem aufge- spannt durch den x-Achsenbereich Rohsignale und durch den y- Achsenbereich Hüllkurvensignale aller Amplitudenwerte der einzelnen FFT- Frequenzpunkte und somit Frequenzpunkte einer schnellen Fouriertransfor- mation (fast Fourier-Transformation) übereinander einzutragen. Die jeweils zugehörigen Amplitudenwerte der Frequenz, die aus dem Roh- und Hüllkur- vensignal A 10 HzROh und AIOHZHÜH gewonnen werden, bilden einen Vektor ZAioHzRohHüii- Alle Vektoren AJHZROHHÜII führen mit geeigneter Gewichtung zu einem resultierenden Vektor V reS (t). Letztendlich wird dieser resultierende Vektor V reS (t) jeder Messung zum jeweiligen Zeitpunkt in das Diagramm eingetragen.

Das als Koordinatensystem ausgebildete Diagramm 50 aus Figur 6 umfasst die schematische Darstellung derartiger resultierende Vektoren V reS(t) . Dieses Diagramm ist über Frequenzbeträge für Hüllkurvensignale und Rohsignale aufgespannt. Ein sich verändernder Status der Vorrichtung wird durch stark veränderte Vektorpositionen angezeigt. Dabei sind die resultierenden Vektoren V r es( t ) innerhalb des Diagramms 50 als Rauten dargestellt. Hierbei werden zunächst resultierende Vektoren V reS ( t ) mit einem niedrigen Frequenzbetrag für ein Rohsignal gemessen. Im Laufe der Zeit nehmen beispielsweise zunächst bei einer beginnenden Schadensentwicklung die Frequenzbeträge der Hüllkurve der resultierenden Vektoren Vres(t) zu. In der beispielhaften weiteren Schadensentwicklung nehmen zu späteren Zeitpunkten zusätzlich die Frequenzbeträge des Rohsignals zu. Dies ermöglicht dem Anwender eine visuelle Einschätzung der Schadensentwicklung.

So kann die Entwicklung der Vorrichtung oder einer Maschine direkt erkannt werden, da sich die Frequenzspektren im Roh- und Hüllkurvensignalbereich in Abhängigkeit des Zustande der Maschine ändern. Dieses Prinzip ist in Figur 6 verdeutlicht. Eine aus Vektoren mit geringen Frequenzbeträgen im Bereich der Hüllkurve und des Rohsignals gebildete erste Wolke 52 mit kleiner Varianz zeigt zunächst einen konstanten Zustand bzw. Status der Vorrichtung. Für spätere Messungen ergeben sich Vektoren für erhöhte Fre- quenzbeträge, die nicht zu dieser Wolke 52 gehören, so werden diese von der Wolke 52 entfernt abgebildet, was eine Veränderung des Zustands der Vorrichtung deutlich anzeigt.

Die Vektoren V reS (t) aus dem Diagramm 50 sind in dem als Koordinatensys- tem ausgebildeten Diagramm 100 aus Figur 7 in drei Dimensionen ebenfalls als Rauten dargestellt, wobei durch eine dritte Achse der Frequenzbetrag im Ultraschallbereich berücksichtigt wird.

In gleicher Weise können demnach zusätzliche Dimensionen, wie im oberen Beispiel, eingeführt werden. Dabei ist es möglich, den Ultraschallbereich bis bspw. 1 Mhz als dritte Dimension zu berücksichtigen. Somit kann, wie das

Diagramm 10 aus Figur 7 zeigt, durch den zusätzlichen Vektor eine räumli- che Zustandsbeurteilung bereitgestellt werden. Entlang der dritten Dimension können jedoch auch andere physikalische Größen, bspw. Temperatur oder elektrische Leitfähigkeit dargestellt werden.

Die Kombination von Ultraschallinformationen mit Roh- oder Hüllkurvensignalen im zweidimensionalen Koordinatensystem bzw. Achsenkreuz kann im Rahmen des Verfahrens ebenfalls umgesetzt werden. Dabei ergibt sich eine Darstellung wie in Figur 6 mit geänderten Achsenbezeichnungen. Die beschriebene Vorgehensweise kann sowohl mit Zeit- als auch Frequenzsigna- len sowie entsprechenden Differenzen, z. B. Differenzspektren, erstellt werden.

Figur 8 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung 120 sowie eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anordnung 122. Hierbei ist vor- gesehen, dass die Vorrichtung 120 eine erste Komponente 124, eine zweite Komponente 126 und eine dritte Komponente 128 aufweist.

Die Anordnung 122 weist in der vorliegenden Ausführungsform drei als Sensoren ausgebildete Messmodule 130, 132, 134 auf. Außerdem umfasst die Anordnung 122 eine Erfassungseinheit 136, eine Recheneinheit 138 sowie ein Anzeigemodul 140.

Zu einer Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass einer ersten Komponente 124 der Vorrichtung 120 ein erstes Messmo- dul 130, einer zweiten Komponente 126 ein zweites Messmodul 132 und einer dritten Komponente 128 ein drittes Messmodul 134 zugeordnet ist. Durch die Messeinheiten 130, 132, 134 werden Größen der Komponenten 124, 126, 128 gemessen. Messwerte zu den gemessenen Größen werden in der vorliegenden Ausführungsform drahtgebunden, alternativ oder ergän- zend drahtungebunden durch Einsatz geeigneter Funktechnik, zu der Erfassungseinheit 136 übermittelt. Mit der Recheneinheit 138 werden die Messwerte zu den Größen weiterverarbeitet und zu einer graphischen Darstellung aufbereitet. Die graphisch aufbereiteten Kennwerte werden über das Anzeigemodul 140 der Anordnung 122 in Form von Diagrammen 10, 30, 50, 100, die hier als Koordinatensysteme ausgebildet sind und bereits in den Figuren 1 bis 7 vorgestellt wurden, dargestellt.