Teure Ausfälle von Maschinen wegen unerkannter Defekte an hochbelasteten Flanschlagern sollen bald der Vergangenheit angehören, dank einer neuen Generation von Zwei- und Vier-Loch-Flanschlagern. Die Besonderheit: Die Lager aus schmierfreiem Hochleistungskunststoff sind mit Miniatur-Funksensoren ausgestattet und ermöglichen so Condition Monitoring und Predictive Maintenance.
Ein Techniker blickt auf sein Smartphone – in einem Transportband nähert sich ein Flanschlager der Verschleißgrenze. Bestand früher die Gefahr, dass der Prozess unerkannt bleibt und einen teuren Anlagenausfall verursacht, tauscht der Techniker das Lager heute ganz entspannt in der Produktionspause aus. Wohl wissend, dass auch die hundert andere Lager mit ihm kommunizieren. „Dieses Szenario ist längst keine Science-Fiction mehr. Denn als Teil unseres smart plastics-Angebots statten wir nach und nach Gleitlager aus Hochleistungskunststoff mit vernetzten Sensoren aus“, sagt Thomas Preißner, Leiter Geschäftsbereich igubal Gelenklager bei igus. „Unsere Zwei- und Vier-Loch-Flanschlager der Serie igubal können nun ebenfalls Condition Monitoring und Predictive Maintenance ermöglichen, um unvorhergesehene Schäden zu vermeiden.“
Flanschlager übermitteln ihren Zustand per Funk
Und so funktionieren die neuartigen Industrie-4.0-Lager: igus integriert einen Abriebsensor in die Polymer-Kugelkalotte. Eine dünne Platine, die in der Nähe der Lauffläche sitzt. Ebenfalls eine Batterie für die Stromversorgung ohne Kabel. Somit kann sich das Lager für den sphärischen Ausgleich weiterhin frei bewegen. Mit dem Verschleiß werden die Leiterbahnen der Platine unterbrochen. Wenn die Elektronik das Signal einer Leiterbahn verliert, weiß sie, dass der Verschleiß eine bestimmte Stufe erreicht hat. Der Sensor sendet ein digitales Signal aus – über ein Long Range Netzwerk (LoRa), ein Funkstandard für das Internet der Dinge, der für seine Energieeffizienz bekannt ist. Empfänger ist das Schaltschrankmodul i.Cee, das die Auswertung der Daten übernimmt. Die dazugehörige Software weiß nun, dass die Leiterbahn verschlissen ist und schließt auf den prozentualen Abrieb zurück. Im Laufe der Zeit verschleißt nun der Sensor selbst Schicht für Schicht – parallel zur Lauffläche des Lagers. Und sendet weiterhin Signale aus, die einen jeweiligen Rückschluss auf den Zustand des Lagers erlauben. Wie es um die restliche Lebensdauer bestellt ist und wann ein Wartungseinsatz fällig wird, sehen Anwender auf einem webbasierten Dashboard, auf das sie von überall auf der Welt mit PC, Tablet oder Smartphone Zugriff haben.
Erster Pilotkunde
Die neuen Flanschlager befinden sich in der Prototypenphase. Doch einen Pilotkunden haben sie bereits überzeugt: Die Société National des Chemins de Fer Luxembourgeois (CFL). Die staatliche Eisenbahngesellschaft Luxemburgs betreibt eine 200 Meter lange Waschstraße, die täglich Züge des Nah- und Fernverkehrs reinigt. Dabei führten in der Vergangenheit Störungen der Getriebe am Waschwagen immer wieder zu kostspieligen Anlagenausfällen. Der Betreiber hat sich deshalb von geschmierten Standardkugellagern verabschiedet und stattdessen die vernetzten Kugelkalotten von igus in die UC-Lagergehäuse eingesetzt. Der Vorteil: Die Kalotten aus Hochleistungskunststoff sind korrosionsfrei, chemikalienbeständig und ermöglichen dank integrierter Festschmierstoffe einen reibungsarmen und wartungsfreien Trockenlauf. „Die anderen Lager müssen alle paar Wochen geschmiert werden, was zeitaufwändig ist“, so CFL-Wartungsleiter Mike Feinen. „Diesen Wartungspunkt haben wir somit etwas abgehakt.“ Thomas Preißner: „Die neue Vernetzung setzt diesen Vorteilen das Sahnehäubchen auf. Dank der kontinuierlichen Zustandsüberwachung kann CFL Ausfälle verhindern, Wartungseinsätze optimal planen und die Lebensdauer der Polymerlager voll ausschöpfen.“
