Otterfing bei München, 18. Januar 2017 – Zustandsdiagnosen und Condition Monitoring sind schon heute unverzichtbare strategische Größen in der Fabrik- und Prozessautomation, um Kosten für Wartung und Instandhaltung zu senken und die Produktivität von Anlagen und Maschinen zu maximieren. So ist die möglichst dauerhafte Verfügbarkeit eines Schleifringsystems für die Signal- und Lastübertragung ein entscheidendes Qualitätskriterium, denn fällt dieses plötzlich aus, steht die Maschine oder Anlage still und verursacht meist hohe Folgekosten. Doch Schleifringsysteme haben per se das Problem einer dauerhaft zuverlässigen elektrischen Kontaktgabe, da es beim Prinzip eines Schleifkontakts immer zu mechanischem Abrieb und Verschleiß kommt. Die LTN Servotechnik GmbH 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 – Stichwort „vorbeugende Instandhaltung“. Instandhaltung kann so mit relativ einfachen Mitteln effizienter geplant und unvorhergesehene Ausfallzeiten können weitgehend vermieden werden.

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 GmbH aus Otterfing bei München neu 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.

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.

Verschleißüberwachung ermöglicht zustandsabhängige Wartung

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.

Durch ‚Preemptive Maintenance’, also einer präventiven Wartung, hat man in der Vergangenheit auf Basis von Erfahrungswerten nach festen, meist vom Hersteller empfohlenen Intervallen diverse verschleißintensive Bauteile wie Schleifringsysteme ausgetauscht. Die Ausgaben für Reparaturen wegen überraschender Ausfälle können so gesenkt, Ausfallzeiten minimiert werden.

Für Betreiber einer Anlage oder Maschine steht vor allem der Aspekt der Produktivität ihrer Anlage im Fokus. Die Neuentwicklung von LTN Servotechnik erlaubt durch die individuelle Schleifbürstenüberwachung nun eine zustandsabhängige Wartung, das heißt, durch direkte Verschleißüberwachung kann der Austauschzeitpunkt wesentlich individueller und präziser ermittelt werden, was neben der hohen Betriebssicherheit eine noch präzisere Steuerung der Wartung und Teilebeschaffung erlaubt. Dies bedeutet eine weitere Optimierung im Vergleich zur präventiven Wartung und hilft, die Life Cycle-Kosten von Anlagen zu senken und so die Wettbewerbsfähigkeit nachhaltig zu verbessern.

Konstrukteure oder Hersteller von Maschinen oder Anlagen legen ebenso wie OEMs Wert auf eine Absenkung der Kosten für Wartung, Serviceeinsätze und Produktivitätsgarantien. LTN Servotechnik ermöglicht mit der direkten Verschleißüberwachung, den aktuellen Betriebszustand chronologisch zu überwachen, um beispielsweise ungerechtfertigten Kundenreklamationen vorzubeugen. Gleichzeitig ist der Schleifring so konzipiert, dass im Wartungsfall nur ein Austausch des Bürstenblocks notwendig wird, während der kostenintensive restliche Teil des Schleifrings (Rotor, Gehäuse, Lagerung, elektrische Anbindung) mehrfach weiter verwendet werden kann. Das reduziert die Kosten eines Austauschs drastisch.

Einen Schritt weiter: ASDR

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. 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 dank seines einzigartigen Diagnosesystems eine intelligente Lösung zur zustandsabhängigen Instandhaltung von kundenindividuellen Schleifringen.

Weitere Informationen sowie techn. Spezifikationen unter www.ltn.de.

Kurzprofil LTN Servotechnik GmbH

LTN Servotechnik mit Sitz in Otterfing bei München entwickelt und fertigt elektromechanische Komponenten der industriellen Steuerungs- und Antriebstechnik. Seit der Gründung im Jahr 1979 hat sich die LTN zu einem Spezialisten in der elektrischen Antriebstechnik mit internationalem Kundenkreis und über 270 Mitarbeitern entwickelt. Das Unternehmen fertigt Schleifringe für eine zuverlässige Übertragung von Leistung und Signalen, sowie Resolver für wartungsfreie, präzise Steuer- und Regelaufgaben. Gemeinsam mit ihren Kunden erarbeitetet die LTN sehr kundenspezifische und innovative Lösungen und entwickelt diese laufend weiter. Eine große Fertigungstiefe gepaart mit modernsten Prüf- und Testverfahren stellen eine kontinuierlich hohe Produktqualität sicher. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.ltn.de