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Jonas Spoorendonk, Digital Portfolio Manager, Motors & Generators bei ABB: „Mit dem ABB Ability Smart Sensor für Stehlager profitieren Kunden sofort von der Digitalisierung und erhöhen ihre Anlagenverfügbarkeit.“

Bild: ABB

Interview über Zustandsüberwachung von Stehlagern „Gesundheits-Check von Lagern“

11.03.2019

Lager zählen zu den kritischen Komponenten von Produktionsanlagen: Sie halten Förderanlagen, Industrielüfter, Werkzeugmaschinen und mehr am Laufen. Die Wartung erfolgt aber meistens reaktiv, nachdem Probleme bereits aufgetreten sind. Wie einfach sich jetzt die Anlagenverfügbarkeit mit dem ABB Ability Smart Sensor für Stehlager erhöhen lässt, erläutert Jonas Spoorendonk, Digital Portfolio Manager, Motors & Generators bei ABB, im Gespräch mit der A&D.

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ABB bietet bereits eine Zustandsüberwachung für Motoren und Pumpen an. Was war der Beweggrund für die Erweiterung auf Stehlager?

Lager zählen zu den kritischen Komponenten von Anlagen und Maschinen. Außerdem sind sie häufig der erste Indikator für ein Anlagenproblem. Die Anzeige des Lagerzustandes ermöglicht dem Personal eine schnelle und sichere Identifikation eines potenziellen Problems, sodass die Wartung geplant und ein nicht vorhergesehener Stillstand vermieden werden kann. Genau deshalb haben wir den ABB Ability Smart Sensor für Stehlager entwickelt, um alle kritischen Komponenten in einer Produktion überwachen zu können.

Was sind eigentlich Stehlager und wo kommen diese zum Einsatz?

Es handelt sich um Lager mit einem eigenen Gehäuse, das meist über zwei oder vier Schrauben an Maschinen und Anlagen befestigt wird. Zu den Einsatzgebieten von Stehlagern zählen Werkzeugmaschinen, Förder- und Bandanlagen, Lüftersysteme, Sondermaschinenbau, Papier- und Druckmaschinen. Aber auch bei Baumaschinen oder in der Metallverhüttung und Zementindustrie finden Stehlager Verwendung.

Welche Montagemöglichkeiten gibt es für den Smart Sensor bei Stehlagern?

Sie haben mehrere Möglichkeiten. Einerseits können Sie direkt ein Gewindeloch in das Gehäuse des Stehlagers schneiden und darin den Smart Sensor festschrauben. Einfacher ist die Verwendung des Schmiernippels der Stehlager. Hier bietet ABB einen Adapter an, der neben dem Schmiernippel eine zusätzliche Vorrichtung für den Smart Sensor hat. Bei unseren eigenen Stehlagern der Marke Dodge gibt es ab sofort bei allen neuen Modellen ein serienmäßiges Gewindeloch, um bei Bedarf den Smart Sensor direkt befestigen zu können.

Ist der Smart Sensor für Stehlager herstellerneutral und liefert gleich gute Ergebnisse bei ABB-Lagern und Fremdprodukten?

Wir sind seit der Übernahme von Baldor im Jahr 2011 mit der Traditionsmarke Dodge einer der führenden Anbieter von Stehlagern. Deshalb wissen wir über das Verhalten von Lagern genauso viel wie über Motoren oder Frequenzumrichter. Dieses Know-how haben wir in den Smart Sensor für Stehlager einfließen lassen, um jegliche Art von sich andeutenden Lagerproblemen zu erkennen. Bei ABB setzen wir aber wie schon beim Smart Sensor für Motoren und Pumpen auch bei der Stehlager-Variante auf völlige Herstellerneutralität. Der Smart Sensor analysiert Lagerprobleme bei Dodge-Produkten mit der gleichen Qualität wie bei Fremdprodukten. Dieser Punkt ist uns sehr wichtig, denn unsere Kunden sollen den Smart Sensor maximal flexibel einsetzen können.

Welche Lagerdaten werden vom Sensor genau erfasst?

Der Smart Sensor misst die Temperatur und die Vibrationen des Stehlagers. Wenn ein Lager Probleme mit Verschmutzungen des Schmierfettes hat, oder wenn das Fett alt geworden ist, weil man vergessen hat nachzuschmieren, dann zeigt sich das im Vibrationsspektrum und in einer erhöhten Lagertemperatur. Außerdem manifestieren sich viele Anlagenprobleme in den Vibrationen.

Lagervibrationen sind also oft kein originäres Problem am Lager selbst, sondern ein Hinweis auf Probleme benachbarter Komponenten?

Genau! Im überwiegenden Fall handelt es sich um Überlasten, Unwuchten oder Ausrichtungsfehler. Mit unserem Smart Sensor können wir durch die Analyse der zeitlichen Verläufe genau sagen, ob ein Problem entsteht oder es sich um eine konstruktionsbedingte und akzeptierte Unwucht handelt – was beispielsweise bei Kolbenverdichtern der Fall ist. Hier sollte der Kunde dann auf ein entsprechend robust ausgelegtes Lager setzen, das größere Ausrichtungsfehler und Unwuchten verzeiht. Doch selbst wenn eine Unwucht von Anfang an herrscht, erkennt der Smart Sensor eine Änderung der Vibrationsmuster und ein proaktives Einschreiten vor einem Lagerschaden ist möglich. Ein Beispiel, wo wir Lagervibrationen ohne Schaden am Lager selbst messen, sind Ventilatoren. Gerade in rauen Umgebungen sammelt sich Schmutz auf den Lüfterblättern, die Kühlleistung nimmt ab, die Vibration aber zu. Durch den Smart Sensor können Maschinen- und Anlagenbetreiber dann entscheiden, ob eine Wartung beim nächsten geplanten Produktionsstillstand ausreicht oder sie vorher aktiv werden müssen.

Welche Erfahrungswerte haben Sie, wie lange ein Ausfall bei ersten Anzeichen auf sich warten lässt?

Das lässt sich natürlich nicht verallgemeinern, aber generell bilden sich Lagerschäden meist über Monate und sie kommen nicht einfach von heute auf morgen. Wenn wir mit dem Smart Sensor also erste Hinweise auf Lagerprobleme bekommen, würde der Ausfall typischerweise erst in einigen Monaten eintreten.

Wie schnell erfolgt die Inbetriebnahme des Smart Sensors für Stehlager?

In 15 Minuten sind Sie fertig! Sie müssen den Smart Sensor nur im vorgesehenen Gewinde oder über den Schmiernippel-Adapter befestigen und ein paar Eckdaten des Stehlagers in der Smart Sensor Plattform App auf dem Smartphone eingeben – mehr ist nicht notwendig. Falls Sie ein eigenes Gewinde in das Lager schneiden wollen, dauert es natürlich etwas länger. Aber der Fokus unserer Lösung liegt auf einfacher Installation und schneller Inbetriebnahme. Deshalb setzen wir beim Smart Sensor auch auf Bluetooth für die Kommunikation mit dem Smartphone oder einem Gateway; eine aufwendige Verkabelung entfällt.

Welche Informationen bekommt der Anwender beim Connect mit dem Smartphone vor Ort?

Es wird ihm sofort der Gesundheitszustand des Lagers über ein einfaches Ampelsystem angezeigt. Darüber hinaus sieht der Anwender natürlich die Vibrationen und Temperatur des Lagers sowie weitere statistische Kennwerte. Wichtig ist uns, dass der Instandhalter beim Blick auf das Smartphone sofort ein Raster zur Orientierung für seine Wartungsplanung erhält. Bei jeder Verbindung mit dem Smartphone überträgt die App die Lagerdaten gesichert in die ABB Ability Cloud. Dort erfolgt die Speicherung aller historischen Daten und die stetige Analyse des Lagers, die dem Nutzer auf dem Smartphone sofort zur Verfügung steht.

In welchem Turnus sollten Instandhalter typischerweise wieder einen „Lagercheck“ mit dem Smartphone machen?

Wie schon erwähnt erfolgen Lagerschäden nicht über Nacht. Wenn alle ein bis zwei Wochen ein Check gemacht wird, dann reicht das üblicherweise aus. Der interne Speicher des Smart Sensors kann Messwerte auch über einen Monat offline speichern. Dabei werden jede Stunde neue Messwerte aufgenommen. Wenn ein Anlagenbetreiber viele Lager überwacht, dann kann sich auch ein Bluetooth-Gateway lohnen, das automatisch die Sensordaten in die ABB Ability Cloud hochlädt.

Die Lebensdauer der Batterie beim Smart Sensor ist mit zwei Jahren angeben. Sind die Sensoren aufgrund der technologischen Weiterentwicklung meist auch nicht länger im Einsatz?

Das ist unsere Einschätzung und das bestätigen uns auch Rückmeldungen von Kunden. Wir könnten den Sensor natürlich auch auf eine Batterielebensdauer von vier Jahren auslegen, aber dann wird der Sensor entsprechend teurer und man verliert die Vorteile der rasanten technologischen Weiterentwicklung. Hinzu kommt gerade bei Stehlagern ein weiterer Faktor: Oft übersteigt die Lebensdauer der Lager bei rauen Einsatzbedingungen sowieso keine zwei Jahre. So kann der Lagertausch gleich für ein Update des Sensors genutzt werden.

Sie erwähnten raue Einsatzbedingungen. Für welche Betriebsbedingungen ist der Smart Sensor für Stehlager ausgelegt?

Neben den wichtigen Zertifizierungen für Explosionsschutz besitzt der Smart Sensor auch die Schutzklasse IP66, sodass ihm Staub und zeitweises Eintauchen in Wasser nichts anhaben können. Der nur 60 g schwere Sensor arbeitet auch in einem weiten Temperaturbereich von -30 bis 85 °C absolut zuverlässig.

Bei den Varianten für Motoren und Pumpen spricht ABB von Kosten von wenigen hundert Euro für einen Smart Sensor – gilt das auch für das neue Stehlagermodell?

Ja, das gilt auch für den Smart Sensor für Stehlager. Für einen kleinen dreistelligen Betrag bekommt der Anwender neben dem Sensor auch ein Cloud-Abonnement über die komplette Betriebsdauer. Das heißt, für die Analytics-Dienste der ABB Ability Cloud fallen keine zusätzlichen Kosten an.

Ab wann ist der Smart Sensor für Stehlager erhältlich?

In Deutschland gibt es den Smart Sensor für Stehlager seit Februar ab Lager.

Warum sollten Kunden für die Zustandsüberwachung von Lagern auf die ABB Ability Lösung setzen?

Einfache Installation, schnelle Inbetriebnahme, herstellerunabhängig, kostengünstig und skalierbar! Mit dem ABB Ability Smart Sensor für Stehlager profitieren Kunden sofort von der Digitalisierung und erhöhen ihre Anlagenverfügbarkeit. Sie können klein und gefahrlos für wenig Geld mit einem Sensor anfangen und nach ersten Erfahrungen mit der Lösung beliebig skalieren. Hinzu kommt bei unseren smarten Sensoren im Rahmen des Portfolios „ABB Ability Condition Monitoring für den Antriebsstrang“ der ganzheitliche Ansatz, denn es lassen sich zusätzlich Motoren, Pumpen und Frequenzumrichter ebenso einfach überwachen. Alle Lösungen arbeiten dabei über unsere Cloud-Infrastruktur zusammen und ermöglichen so die komplette Überwachung produktionskritischer Elemente. Ein weiterer Vorteil ist die Herstellerunabhängigkeit der ABB Ability Lösung, weil wir auch Fremdkomponenten ohne Einschränkungen überwachen können. Diese Summe an Vorteilen macht unser Angebot einmalig.

Bildergalerie

  • Der Smart Sensor für Stehlager wird entweder in einer vorhandenen Bohrung eingeschraubt oder über einen Adapter an der Schmiernippelöffnung.

    Bild: ABB

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