Schaeffler Gruppe: Wälzlagerschmierung online überwacht

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Verfahrensentwicklung mit Fraunhofer Institut ENAS

Der Schmierfettsensor ermöglicht nun eine unmittelbare Analyse des Schmierstoffzustands im laufenden Betrieb des Wälzlagers. Hierzu wird das optische Nahinfrarot-Reflexionsverfahren eingesetzt. Das in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Elektronische Nanosysteme (ENAS) in Chemnitz entwickelte Verfahren lehnt sich an das im Labor eingesetzte Infrarotverfahren zur Messung der Fettqualität an, wurde aber für die Online-Messung im Wälzlager angepasst. Das Know-how liegt dabei nicht nur im Aufbau des Sensors, sondern insbesondere in der Auswertung der gemessenen Signale. Unter Einsatz bestimmter Wellenlängen erfolgt die rotationssymmetrische Anstrahlung des Schmierfetts durch den Sensor. Der Sensorkopf ist hierzu in den Schmierstoff eingebettet. Das reflektierte Licht wird dann senkrecht zum Fett gemessen. Hierdurch werden Schatteneffekte und Oberflächeninhomogenitäten vollständig ausgeschlossen. Das reflektierte Licht wird anschliessend bezüglich der Qualität des Fettes ausgewertet. Die Strom- und Signalübertragung erfolgt dabei derzeit vom Sensor zur Auswerteinheit über Kabel. Bei Bedarf kann aber auch eine Funklösung realisiert werden.

Bei den meisten Schmierfetten anwendbar

Mit dem Sensor können vier Parameter des Schmierstoffes detektiert werden: Wassergehalt, Trübung, Verschleiss (thermischer oder mechanischer Verschleiss) und Temperatur. Aus diesen Parametern wird in der Auswerteelektronik ein analoges Signal (4 bis 20 mA) generiert, aus dem für den Anwender der Zustand des Fettes schnell und einfach ersichtlich wird. Durch Setzen einer Triggerschwelle ist es möglich, ein Digitalsignal zu erzeugen, das die Zustände «Fettqualität gut» oder «schlecht» ausgibt. Das Messverfahren kann bei zirka 95 Prozent der auf dem Markt verfügbaren Fette angewendet werden. Die Firmen Schaeffler, Freudenberg und Klüber haben das Verfahren dabei inzwischen für eine Vielzahl von Fetten validiert. Durch die online stattfindende Auswertung des Schmierfettzustandes kann man bei plötzlich auftretenden Veränderungen auch Rückschlüsse auf deren Ursachen treffen bzw. über den Digitalausgang schnell darauf reagieren. Auch Optimierungsmöglichkeiten hinsichtlich Auslegung und Auswahl des Wälzlagers werden mithilfe des Verfahrens schnell ersichtlich. <<

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