antriebstechnik 4/2017

WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL
03 Die aktuellen
Projektanfragen mit
dem FAG Variosense
beweisen das
universelle
Anwendungsspektrum
für diese
konfigurierbaren
Sensorlager
Verwendung von FAG
Variosense-Lagern:
n für die Hauptfunktion, also die Steuerung
von Antrieben (Position, Drehzahl,
Abschaltung)
n für die Berechnung der Restgebrauchsdauer
von Maschinenelementen
(Wälzlager, Verzahnungen usw.)
n für die Prozessüberwachung bzw. die
Erstellung von Prozess- bzw.
Anwendungsprofilen
beschriebene Nutzen für den Betreiber, sondern auch für den
Maschinen- bzw. Anlagenhersteller. Der Hersteller kann – vorausgesetzt
er hat den nötigen Datenzugriff – betreiberübergreifend
Anwendungsprofile seiner Maschinen bewerten, um daraus Produktoptimierungen
abzuleiten. Angebote des Schaeffler Smart
Ecosystems unterstützen dieses Vorgehen, in dem datenbasierte
Service-Lösungen passend zu den sensorisierten Lagern zur Verfügung
gestellt werden.
Wird die Messung der radialen Wellenverlagerung am Lager
zusammen mit weiteren Messgrößen an das Smart Ecosystem
übertragen, können damit über die Berechnungs-Software Bearinx
die Lagerkräfte und weitere modellbasierte Kenngrößen wie die
statistische Restgebrauchsdauer am Sensorlager bestimmt werden.
Überlasten, die längerfristig zur vorzeitigen Schädigung führen,
lassen sich damit leicht erfassen und über eine daraus abgeleitete
Planung eine proaktive Instandhaltung realisieren.
In die Lagerung integrierte Sensoren sind somit zusammenfassend
besonders vorteilhaft. Zum einen sind die konstruktiven Bedingungen
für die Sensorik am Lager ideal: eine große Rundlaufgenauigkeit,
der relativ konstante Luftspalt zum Sensorring und die
Normierung der Durchmesser. Zum anderen sind Wälzlager der Ort,
an dem in Maschinen und Anlagen Wertschöpfung und Effizienz im
Kern bewertet werden können.
Kombination von Sensorelementen
Die Mechatronik-Entwickler von Schaeffler integrierten mehrere
Sensorelemente in ein ringförmiges Gehäuse mit nur 7 mm Bauhöhe.
Der Bauraum des Sensorclusters entspricht damit in etwa
dem eines Radialwellendichtringes. Für ein einfaches Handling
ist das Sensorclustergehäuse fest mit dem Außenring und der
Sensorring fest mit dem Lagerinnenring verbunden. So ergibt sich
eine kompakte Einheit für die FAG Variosense-Lager. Besonderes
Merkmal des Sensorclusters ist dabei, dass die Anzahl und Kombination
der Messgrößen vom Kunden individuell an die jeweilige
Applikation angepasst werden kann.
Als Messgrößen stehen zurzeit:
n die Temperatur des Sensorclusters im Bereich von –40 bis
+125 °C,
n die Drehzahl mit bis zu 17 000 min -1 inklusive Drehrichtungserkennung,
n die Anzahl der Umdrehungen bzw. die Position mit 56–96 Impulsen
pro Umdrehung (baugrößenabhängig),
n der Effektivwert der Vibration für langfristige Trendaussagen und
n die radiale Wellenverlagerung mit einer Auflösung von 1 µm
zur Auswahl.
Universelles Anwendungsspektrum
FAG Variosense-Lager werden in einem ersten Schritt für die verbreiteten
Kugellagerreihen 6205 bis 6210 geliefert. Die Kugellager
stammen aus dem Katalogprogramm, so dass auch alle Varianten
bezüglich Käfigausführung, Abdichtung und Lagerluft als Sensorlager
möglich sind. Das Gehäuse des Sensorclusters verfügt über
einen stabilen Stahlmantel, der auch Axialkräfte übertragen kann.
Zum Lieferumfang gehört noch eine Interfacebox für die Spannungsversorgung,
Signalaufbereitung und Vernetzung. FAG Variosense-Lager
können in einem weiten Spannungsbereich von 4,5 bis
30 V betrieben werden.
Die aktuellen Projektanfragen von Kunden beweisen das universelle
Anwendungsspektrum für diese konfigurierbaren Sensorlager.
Angefangen von weißer Ware, Pumpen und Elektromotoren über
Sensorik und Mechanik
verschmelzen hier zu
einer vernünftigen Einheit.
Antriebe für Agrar- und Baumaschinen, Elektrofahrzeuge, Gabelstapler
sowie Anwendungen in der Fördertechnik und der Aufzugstechnik
finden sich die verschiedensten Branchen. Dabei zeigt sich,
dass es nicht immer um die eine vollständige Vernetzung der Maschine
mit der Produktionsanlage oder mit einer übergeordneten
Steuerung geht. Viele Hersteller sehen im Schließen von Regelkreisen
mit Messgrößen an einer lokal betriebenen Maschine, wie z. B.
die Positionssteuerung oder die Abschaltung bei Überlast oder
Übertemperatur einen einfach zu realisierenden Zusatznutzen
und Wettbewerbsvorteil.
www.schaeffler.de
Dirk Schaar,
Chefredakteur
Wer vor Jahren noch geglaubt hätte, dass Sensorik und
Wälzlager nichts miteinander zu tun haben, wird nun eines
besseren belehrt. Die so gemessenen Parameter bringen heute
einen deutlichen Mehrwert für den Anwender. Und die
Zukunft wird zeigen, dass hier noch viele Ideen und Einsatzgebiete
entstehen werden.
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