Predictive Maintenance Restlaufzeit der Wälzlager berechnen

Autor: Stefanie Michel

Das Modell „Antriebsstrang 4.0“ am Stand von Schaeffler auf der Hannover Messe 2016 visualisiert zwei neue digitale Services für Antriebsstränge jeder Art: die Restlaufzeitberechnung und die automatisierte Wälzlagerdiagnose.

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Predictive Maintenance 4.0: Cloud-basierte Services bieten eine automatisierte Zustandsanalyse von Wälzlagern und geben Prognosen über deren tatsächliche Restlaufzeiten ab.
Predictive Maintenance 4.0: Cloud-basierte Services bieten eine automatisierte Zustandsanalyse von Wälzlagern und geben Prognosen über deren tatsächliche Restlaufzeiten ab.
(Bild: Schaeffler)

In einer digitalen Produktion werden auf Sensorebene viele Daten erzeugt, die sinnvoll genutzt werden können und müssen. Auf der Hannover Messe stellt Schaeffler anhand des „Antriebsstrangs 4.0“ konkrete, branchenunabhängige Smart Services vor: Zum einen die Berechnung der Restlaufzeit von Lagern auf Basis realer Lastkollektive, zum anderen eine automatisierte Wälzlagerdiagnose.

Wissen, wie es dem Wälzlager geht

Am Messestand im Rahmen der Sonderschau Predictive Maintenance 4.0 wird der Wälzlagerhersteller als Modell einen konventionellen, vernetzten Antrieb mit Getriebe vorstellen und daran zeigen, wie die an den Sensoren aufgenommenen Daten sofort in eine Cloud geschickt werden. Die dortige Software, die auch eine Schnittstelle mit dem Berechnungsprogramm Bearinx besitzt sowie das Fachwissen von Schaeffler rund um das Verhalten von Lagern einbindet, analysiert diese Daten automatisiert und wertet sie intelligent aus. Der Anwender erhält dann als Ergebnis eine klare Information, wie „kein Schaden“ oder „Ausrichtschaden“ und kann danach seine Instandhaltung planen. Hans-Willi Keßler, Leiter Service Products bei Schaeffler: „Wir zeigen hier im Kleinen ein System, das dem Anwender schon Hinweise gibt – zum Beispiel dass er nach der Ausrichtung schauen soll. In Zukunft wird eine solche Aussage noch viel genauer werden.“

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Instandhaltung anhand der Restlaufzeit planen

Einen Schritt weiter geht die Restlaufzeitberechnung der einzelnen Lagern. Anhand der tatsächlichen Lastkollektive und Umgebungsbedingungen – die Daten beispielsweise zu Last, Drehzahl und vielen weiteren Parametern werden zyklisch im Betrieb erhoben – wird mithilfe von Bearinx in der Cloud jeweils eine nominelle Lebensdauer berechnet, aus der sich nach Abzug der tatsächlichen Betriebszeit eine neue nominelle Lagerrestlaufzeit ergibt. Diese erhält der Anwender aus der Softwareplattform direkt auf sein internetfähiges Endgerät.

„Diese Restlaufzeit ist wiederum ausschlaggebend für die Maschinen, sodass ich dann die Instandhaltung genauer planen kann: Ich weiß, ich habe statistisch gesehen nur noch eine bestimmte Restlaufzeit. Das heißt, ich muss zu einem bestimmten Zeitpunkt die Lager wechseln und kann bis dahin meine Produktion so planen, dass ich den Stillstand auffangen kann“, erklärt Keßler.

Solche sensorbasierten Überwachungssysteme sollen auch als „Industrie-4.0-Kit“ zum Nachrüsten für bestehende Maschinen angeboten werden. Dafür müssen allerdings noch einige Schritte im Vorfeld umgesetzt werden: Zum einen muss es möglich sein, vorhandene analoge Sensorik einzubinden, zum andern sind „Industrie-4.0-taugliche“ Komponenten nachzurüsten, wie beispielsweise mit Sensoren ausgestattete Linearführungen oder Schwingungsmesssysteme.

Instandhaltungs- und Gesamtbetriebskosten optimieren

Auf der Hannover Messe will Schaeffler mit dem Demonstrator eine breitere Öffentlichkeit ansprechen, die vielleicht noch nicht darüber nachgedacht hat, auf Antriebsstrang-Ebene Maschinen zu vernetzen und Daten zu analysieren. Man will hier die sogenannten Endverbraucher, also beispielsweise die Betreiber eines Stahlwerks, ansprechen, die dann davon profitieren, ihre Instandhaltungs- und Gesamtbetriebskosten zu optimieren.

Für Schaeffler ist das Entwickeln solcher Konzepte sicherlich ein Paradigmenwechsel, denn der Umgang mit Software und Cloud-Plattformen ist im Normalfall nicht das Kerngeschäft eines Wälzlagerherstellers. Doch Keßler relativiert das für das eigene Unternehmen: „Es gibt Bereiche unseres Unternehmens, die sich mit solchen Themen bereits seit Jahren beschäftigen. Ich denke, es wird nach und nach eine Verschiebung der Aufgaben innerhalb des Industrie-Bereichs geben: weg von den rein mechanischen Tätigkeiten, hin zu mehr Softwareentwicklung.“

Man will das gesamte Know-how im Unternehmen halten – also nicht nur die Fertigungskompetenz, sondern auch das Wissen rund um das Wälzlager. Dazu gehört sowohl der reale Einsatz und das damit verbundene Verhalten der Lager als auch das Integrieren dieses Know-hows in digitale Services.

Schaeffler auf der Hannover Messe 2016: Halle 17, Stand A37

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 Stefanie Michel

Stefanie Michel

Journalist, MM MaschinenMarkt