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Zustandsüberwachung Direkte Verschleißüberwachung für Lastschleifringe

Redakteur: Gudrun Zehrer

Zustandsdiagnosen und Condition Monitoring sind in Bezug auf Wartung und Instandhaltung sowie Produktivität von Anlagen und Maschinen strategische Größen in der Fabrik- und Prozessautomation. So ist die möglichst dauerhafte Verfügbarkeit eines Schleifringsystems für die Signal- und Lastübertragung ein Qualitätskriterium, denn fällt dieses plötzlich aus, steht die Maschine oder Anlage still.

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(Bild: Ralf Grömminger Fotografie GmbH/LTN Servotechnik)

Schleifringsysteme haben per se das Problem einer dauerhaft zuverlässigen elektrischen Kontaktgabe, da es beim Prinzip eines Schleifkontakts immer zu mechanischem Abrieb und Verschleiß kommt. LTN Servotechnik hat deshalb für ihre Schleifringe ein integriertes System namens DWD (Direct Wear Detection) entwickelt und patentieren lassen, also eine direkte Verschleißüberwachung. Durch die mechanische Abnutzung erkennt sie den Verschleißzustand des Schleifrings und warnt rechtzeitig vor seinem Ausfall zur vorbeugenden Instandhaltung.

Verschleißüberwachung ermöglicht zustandsabhängige Wartung

Schleifringe, die die Strom-, Signal- und Datenübertragung von einem festen zu einem rotierenden Bauteil ermöglichen, sind bauartbedingt einer Abnutzung unterworfen. Neben allgemeinen Anforderungen wie der Verschleißarmut oder der Kontaktqualität spielen bei Schleifringkomponenten die konkreten Einsatzbedingungen für ihre Zuverlässigkeit eine große Rolle. Das von LTN Servotechnik entwickelte und patentierte DWD (Direct Wear Detection)-System ermöglicht ein einfaches Condition Monitoring von Anlagen, in denen Schleifringsysteme verbaut sind. Die direkte Verschleißüberwachung für Lastschleifringe ist modular konzipiert und erlaubt den Einsatz der Technologie für ein weites Anwendungsfeld bei vielen unterschiedlichen Baugrößen.

Ergänzendes zum Thema
Studie über Wartung und Instandhaltung

Zwischen 15 und 40 Prozent der indirekten Kosten eines Fertigungsbetriebes fallen laut einer Studie von Rockwell Automation für Wartung und Instandhaltung an. Die Hälfte dieser Kosten ist vermeidbar, wenn verschlissene Komponenten in Produktionsmaschinen und Anlagen rechtzeitig erkannt und ausgetauscht werden. Ungeplanter Stillstand verursacht schnell hohe Kosten, man rechnet mit Faktor 5 bei den indirekten Folgekosten. Diagnose und Condition Monitoring haben deshalb eine wachsende strategische Bedeutung in der Automatisierung. Ziel ist die höhere Zuverlässigkeit und Planbarkeit.

Jede einzelne Schleifbürste separat überwachbar

Über ein Zusatzmodul wird jede einzelne Schleifbürste separat und unabhängig voneinander überwacht. Durch galvanische Trennung zum Laststrom bietet der potentialfreie Kontakt dem Anwender individuelle Möglichkeiten der Auswertkonzeption, im einfachsten Fall durch eine LED direkt vor Ort, einem Alarmsignal an die Anlagensteuerung oder aber durch Einbindung in sein komplexes Steuerungssystem, um weitergehende Auswertungen der Leistungsdaten zu ermöglichen.

Der Schleifring ist so konzipiert, dass im Wartungsfall nur ein Austausch des Bürstenblocks notwendig wird, während der restliche Teil des Schleifrings (Rotor, Gehäuse, Lagerung, elektrische Anbindung) mehrfach weiter verwendet werden kann.

ASDR-Diagnosesystem überwacht permanent Schlüsselfunktionen

Einen Schritt weiter geht das von LTN entwickelte und in das Schleifring-Gehäuse integrierte ADSR-Diagnosesystem. Dieses komplexere System überwacht permanent Schlüsselfunktionen eines Schleifrings und prognostiziert mögliche Fehlfunktionen frühzeitig. So erhält der Betreiber einer Anlage beispielsweise bei laufendem Betrieb Informationen über Vibrationen, Spannungs- und Strompegel, Anzahl der Umdrehungen sowie optional die interne/externe Luftfeuchte und Temperatur.

Prognose der voraussichtlich verbleibenden Lebensdauer des Schleifrings

Durch laufende Analyse der Betriebsdaten ist eine Prognose der voraussichtlich verbleibenden Lebensdauer des Schleifrings möglich - sowohl in Zeiteinheiten als auch in Umdrehungen. Die vom Diagnosesystem erfassten Informationen und Warnmeldungen werden nicht nur elektrisch via Signalkabel weitergegeben, sondern direkt vor Ort am Schleifring durch eine LED visualisiert. Zudem werden der aktuelle Status der Informationen und eine Alarmhistorie über Netzwerkschnittstellen auch browserbasiert zur Verfügung gestellt. Die Verbindung des Monitoringssystems an die Schleifringeinheit erfolgt mit SCADA über eine OPC-UA Schnittstelle. So bietet das ADSR-System aufgrund seines Diagnosesystems eine intelligente Lösung zur zustandsabhängigen Instandhaltung von kundenindividuellen Schleifringen.

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