KEM Konstruktion 04.2023

TITEL » Kupplungen & Bremsen
Der Bedarf, Messdaten von Antriebskomponenten zu erfassen,
ist groß. Daher plant und entwickelt R+W neben den Lamellenkupplungen,
Gelenkwellen und Flanschen in Zukunft noch
weitere Modelle mit integrierter Sensorik.
Bild: R+W Antriebselemente
das gesamte Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft.
Neue Funktionen und verschiedene Algorithmen
zum Auswerten der Messdaten sorgen dafür, dass
die Kupplung noch smarter wird und neue Maßstäbe
auf dem Markt gesetzt werden.
Kupplungen mit integrierter Elektronik
in der Praxis
Deutschlandweit interessieren sich Unternehmen zum
Beispiel aus der Schwerindustrie für effiziente Lösungen
des Anlagenmonitorings, unter anderem an Förderanlagen
zum Be- und Entladen von Schüttgut, Mischen,
Homogenisieren und Lagern von Baustoffen. Es
werden also große Mengen an Material bewegt. Trotz
der hohen mechanischen Belastung sollte ein Ausfall
der Fördertechnik weitestgehend vermieden werden,
denn jeder Stillstand im Materialfluss geht erheblich
ins Geld. Deshalb arbeiten die Unternehmen daran,
Monitoring-Systeme aufzubauen, mit dem sich der Zustand
ausfallrelevanter Komponenten überwachen
lässt. Mithilfe dieser Systeme könnte man dann Wartungsintervalle
bedarfsgerecht und flexibel ansetzen.
Zusammenarbeit mit der HTW Saar
Die Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes
(HTW) beschäftigt sich mit der Überwachung von
Messdaten. Grundlage für ein solches Fördertechnik-
Frühwarnsystem sind zuverlässige Daten aus dem Antriebsstrang.
Damit ließe sich von zentraler Stelle aus
erkennen, dass Ausfälle drohen, ohne dass die gesamte
Anlage ständig vom Wartungspersonal inspiziert werden
muss, sofern sich beginnende Schäden äußerlich
überhaupt zeigen. Die moderne Sensortechnik des Antriebsspezialisten
ist ein effizientes Mittel, um solche
Anlagen an kritischen Stellen zu überwachen. Die Herausforderung
für Prof. Dr. Andreas Fricke und sein
Team bestand nun darin, maßgebliche physikalische
Größen zu erfassen, zu interpretieren und am virtuellen
Anlagen-Modell, dem digitalen Abbild der Anlage, anzuzeigen:
„Mit der Interpretation der physikalischen
Größen und der Ermittlung von Schwellenwerten lassen
sich dann Aussagen über den Zustand treffen, wie `keine
Veränderung, alles in Ordnung´ oder aber es gibt
auffällige Werte, die auf Probleme an bestimmten Teilen
und einen sich anbahnenden Ausfall hindeuten. Um
die Eignung der Kupplung von R+W für ein solches
Szenario zu prüfen, haben wir einen Prüfstand im Labor
aufgebaut. In die Förderanlage `en miniature´ haben
wir gezielt Fehler implementiert, um dann zu sehen, wie
zuverlässig sie von der intelligenten Sensortechnik erkannt
werden. Das ist die notwendige Voraussetzung
für entsprechende Statusanzeigen beziehungsweise
-meldungen am Anlagen-Modell.“
Wertvolle Datengewinnung
Das Projekt und der Prüfstandbau zum Thema „Condition
Monitoring“ stieß auch innerhalb des Campus auf
reges Interesse. Die moderne Sensortechnik von R+W
liefert im beschriebenen Anwendungsfall Live-Daten zu
Drehmoment, Axialkraft, Drehzahl und Beschleunigung
in drei Richtungen (x, y, z). Stehen dafür verlässliche
Daten zur Verfügung, können diese bereits bei der Entwicklung
und Konstruktion in Simulationen einfließen
und erlauben in der Nutzungsphase der Maschine oder
Anlage eine Beurteilung des aktuellen Zustandes betriebswichtiger
Komponenten. Mit entsprechenden
Tools zur Datenanalyse und -bewertung können Servicekräfte
diese Modelle für die Überwachung anwenden.
Allerdings müssen dafür leistungsstarke Schnittstellen
geschaffen werden, wie Prof. Dr. Fricke ausführt:
„Die Kupplung arbeitet starr, ist aus Aluminium
und wird mit Hilfe von Halbschalen angebunden. Sie
muss keine Versätze ausgleichen, da in der Reihe der
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