Lagerkräfte messen.
Schmierung überwachen.
Schäden verhindern.

Lagerkräfte messen mit dem Sensorlager

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Das Problem

Wälzlager kommen in nahezu allen industriellen Maschinen und Anlagen zum Einsatz. Aufgrund der Positionierung direkt im Kraftfluss sind sie aber oft anfällig für Schäden und Ausfälle. Daher ist es für Anlagenbetreiber von großem Interesse, den Zustand der Wälzlager sowie die dort wirkenden Lagerkräfte zu überwachen, um Überlastereignisse erkennen zu können.

 

Der aktuelle Stand der Technik

Nach aktuellem Stand der Technik können dafür externe Kraftsensoren zum Einsatz kommen. Größter Nachteil dieser Technologie ist, dass die Sensorik entweder im Konstruktionsprozess der Anlage berücksichtigt werden muss, was aufgrund der üblicherweise herrschenden Bauraumknappheit schwierig ist, oder im Retrofitting verbaut wird, was ebenfalls aufgrund der Bauraumanforderungen der Sensoren mit hohem Aufwand für Konstruktionsänderungen verbunden ist. 

Idealerweise wird also eine Technologie zur Lastüberwachung benötigt, welche die gleiche Funktionalität wie herkömmliche Kraftsensoren aufweist, gleichzeitig aber ohne zusätzlichen Bauraum auskommt.

Die Lösung

Genau diese Anforderungen erfüllt das Sensorlager von HCP Sense. Da wir die elektrischen Eigenschaften des Wälzlagers selbst nutzen, wird keine externe Sensorik benötigt. Lediglich eine elektrische Kontaktierung, jeweils einmal am drehenden und einmal am stehenden Teil der Anlage, genügt. 

Was simpel wirkt, ist ebenso neu wie effektiv und daher durch HCP Sense patentiert.

Übersicht über das Produkt von HCP Sense - der Sensorlager, das Messbox sowie die Software App für Datenanalyse

Das grundsätzliche Funktionsprinzip

Jeder einzelne Kontakt zwischen einem Wälzkörper und dem Innen- oder Außenring kann als Plattenkondensator betrachtet werden, der aus zwei metallischen Oberflächen (Innen- bzw. Außenring und Wälzkörper) sowie dem dazwischen befindlichen Schmierstoff bestehen, welcher als Dielektrikum fungiert. Je nach Belastung bildet sich aufgrund der Hertz’schen Pressung eine unterschiedliche Schmierfilmdicke und eine unterschiedliche Kondensatorfläche aus. Diese variablen Größen lassen sich mit unserer Messtechnik in Form unterschiedlicher elektrischer Impedanzen erfassen und ermöglichen direkte Rückschlüsse auf die Lagerkräfte.

Abbildung der physischen Zusammenhängen bei der Messung der Lagerkräfte mit dem HCP Sense Sensorlager

Somit bietet das Sensorlager von HCP Sense die einzigartige Möglichkeit, Lagerkräfte im laufenden Betrieb zu überwachen, wobei kein zusätzlicher Bauraum für Sensorelemente nötig ist.

 Die gewonnenen Daten können bequem in bestehende Condition Monitoring- und Predictive Maintenance-Systeme eingebettet werden, wodurch Schadensfälle durch Überlastereignisse vermieden werden können und die Restlebensdauer anhand der tatsächlichen Belastung bestimmt werden kann. 

Außerdem können durch die Messung der Lagerkräfte Auslegung und Design verbessert sowie Simulationsmodelle validiert werden.