DER KONSTRUKTEUR 11-12/2023

KONSTRUKTIONSELEMENTE

KONSTRUKTIONSELEMENTE PRODUKTE UND ANWENDUNGEN DATENGOLD AUS DER KUPPLUNG Daten sind das Gold des 21. Jahrhunderts – das gilt im Zeitalter des Industrial Internet of Things insbesondere für maschinengenerierte Informationen. Kupplungen mit integrierter Sensorik vereinfachen die Erfassung und Analyse von Maschinendaten direkt im Antriebsstrang. So lassen sich Wartungsarbeiten im Sinne der Predictive Maintenance proaktiv planen. Jan van Helt, Communications Manager R+W Antriebselemente GmbH, Wörth am Main 64 DER KONSTRUKTEUR 2023/11-12 www.derkonstrukteur.de

KONSTRUKTIONSELEMENTE Kompakte Metallbalgkupplung mit integrierter Sensorik Beispiel ein Drehmoment von 150 Nm übertragen kann, wird dies auch weiterhin übertragen können. Die Sensorik wird entsprechend kalibriert, um einen optimalen Messbereich in dieser Drehmomentsklasse abzudecken“, betont Frank Kronmüller, Managing Director bei R+W. Neben Lamellenkupplungen, Gelenkwellen sowie Flanschen ist seit dem Frühjahr auch das Standardprodukt von R+W, die Balgkupplung, mit integrierter Sensorik verfügbar. Der Hauptunterschied zu den bisherigen Kupplungsmodellen ist die wesentlich kompaktere Bauweise der iBK, was sie noch platzsparender macht. Die iBK bietet alle Eigenschaften der Standardkupplung und fungiert gleichzeitig als kabellose Messeinheit. Mithilfe der integrierten Sensortechnik werden wichtige Parameter wie Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung und optional auch Axialkraft und Querkraft direkt aus dem rotierenden Antriebsstrang an ein Gateway übertragen. Von dort aus können die Sensorsignale in nachgelagerten Messregel- oder Datenverarbeitungssystemen erfasst und verarbeitet werden. Eine direkte Anbindung an eine Cloud-Lösung ist mittels LTE-Messverstärker alternativ möglich. Zusätzlich lassen sich die Daten der Messkette auf mobilen Endgeräten in der speziell entwickelten App darstellen und abspeichern. ANWENDUNGSORIENTIERTE ENERGIEVERSORGUNG Die Energieversorgung erfolgt neben einer Lösung mit wiederaufladbarem Akku oder Induktion nun auch autonom über Energy Harvesting. Für leicht zugängliche Einbausituationen und periodische Messungen eignet sich die Versorgung über einen Akku. Je nach Abtastrate und Anzahl der Messgrößen sind mehrere tausend Stunden Betriebszeit möglich. Die Ladezeit über den Magnetstecker beträgt zwischen zwei und drei Stunden. Für Dauermessungen kann die Sensorik über eine Induktionsspule (Pick-up) mit Strom versorgt werden. Dabei wird das Pickup kontaktlos nahe der Kupplung mit einem Abstand von ≤ 10 mm montiert. Für die Energieübertragung werden ISM- Bänder genutzt. Die Spannungsversorgung erfolgt durch den Anschluss an ein R+W-Gateway oder durch Nutzung einer vorhandenen 12-V-Lösung. Der Übergang vom Konzept der vorbeugenden Wartung von Maschinen und Anlagen zur vorausschauenden Wartung gilt als Schlüsselmoment der digitalen und vernetzten Produktion. Erst mit der Nutzung verlässlicher Daten aus dem Antriebsstrang ist eine solche prädikative Instandhaltung möglich. Die Komponente Kupplung ist prädestiniert qualitativ hochwertige Informationen zu liefern – also das Datengold zu schürfen – da Antriebe, Kupplungen und Gelenkwellen in nahezu jeder Maschine verbaut sind. KABELLOS INTEGRIERTE SENSORIK R+W hat den rotierenden Antriebsstrang kabellos angebunden und für das Industrial Internet of Things (IIoT) digital erschlossen. Die am Markt bewährte integrierte Sensorik des Lösungspezialisten lässt sich problemlos in bereits verbaute Kupplungen integrieren. Die Montage gestaltet sich dabei ebenso einfach wie schnell, was den Integrationsaufwand und die Anschaffungskosten minimiert. Dank der Kompatibilität mit vorhandenen Komponenten sind weder zusätzlicher Bauraum noch Hilfskonstruktionen erforderlich. „Die mechanischen Eigenschaften der Kupplung werden dabei nicht verändert: eine Kupplung, die zum DIE SENSORIK VERWANDELT EINE MECHANISCHE KUPPLUNG IN EINE SMARTE KOMPONENTE Beim Energy Harvesting wird die vorhandene Rotationsenergie durch miniaturisierte Energiewandler in elektrische Energie umgewandelt. Die Mindestdrehzahl liegt bei 200 U/min, um eine ausreichende Spannungsversorgung zu gewährleisten. Energy Harvesting eignet sich speziell für Anwendungen und Einbausituationen, bei denen Stillstandzeiten vermieden werden sollen, sowie für schwer zugänglich Stellen und horizontale Einbausituationen. Ist die smarte Komponente im Antriebsstrang installiert und liefert die integrierte Sensorik der Kupplung Daten, spielen diese insbesondere im Bereich der Instandhaltung von Maschinenund Anlagen eine zentrale Rolle. EVOLUTION DER WARTUNG Die grundlegendste Form der Wartung ist sehr einfach erklärt: Bei der reaktiven Methode wird erst eingegriffen, wenn ein Teil www.derkonstrukteur.de DER KONSTRUKTEUR 2023/11-12 65