Präzise Messdaten ersetzen Schätzwerte: coreIN schafft Basis für kontinuierliche Verbesserungen
Straßenwalzen sind im Betrieb extremen Beanspruchungen ausgesetzt. Beispielhaft dafür sind hohe Beschleunigungskräfte, die durch die Vibrationseinheit entstehen. Entsprechend hoch sind daher die Anforderungen seitens der Anwender an die Robustheit und Zuverlässigkeit der Baumaschinen.
Eine Walze erzeugt während der Verdichtung mithilfe ihres Eigengewichts zusätzliche Energie. Dazu führt sie durch Vibrationen eine schlagende Bewegung zur Verdichtung des Untergrunds beziehungsweise zur Reduzierung des Porengehalts im Asphalt aus. Ausgelöst werden diese Vibrationen durch zwei Unwuchten, die über eine Verbindungswelle miteinander gekoppelt sind und hydraulisch angetrieben werden.
Um Aussagen über die Lebensdauerfestigkeit der Verbindungswelle treffen und daraus die optimale Regelung des Antriebs sowie verschiedener Betriebsprogramme ableiten zu können, müssen im Rahmen einer Spannungsanalyse die während verschiedener Betriebszustände wirkenden Dreh- oder Biegemoments ermittelt werden. In diesem Kontext werden außerdem Simulationen und Berechnungsmodelle validiert, die eine Optimierung der Komponente auf Grundlage tatsächlich im Betrieb auftretender Belastungsdaten ermöglichen.
Die intensiven Schwingungen beziehungsweise Beschleunigungen im Resonanzbetrieb des Verdichters machen die Erfassung der benötigten Beanspruchungsgrößen zu einer besonderen Herausforderung. Zudem muss an der unveränderten Mechanik des Antriebsstrangs gemessen werden. Der Einbau von Messflanschen ist damit ausgeschlossen. Weiterhin ist eine DMS-Applikation auf der Außenfläche der Verbindungswelle nicht möglich, da sich die Welle in einem mit Öl gefluteten Bereich befindet und die Messdaten damit wenig zuverlässig wären
Der smarte Weg zur besseren Komponente: Experimentelle Spannungsanalysen im Inneren
Die Antwort auf die Herausforderungen des Kunden war coreIN. Der robuste innovative Kraft- und Drehmomentsensor von core sensing lässt sich bei unveränderter Außengeometrie der Verbindungswelle spielend einfach im Herz des Bauteils integrieren und liefert von dort zuverlässig präzise Betriebsdaten.
A. Durch unser Sensorpaket coreIN kann die bestehende Konstruktion der Steckwelle genutzt werden. Eine Bohrung von 14 mm wird in die unbearbeitete Welle eingebracht und der integrierte und geschützte Biege- und Drehmomentsensor integriert (obere, unbearbeitete Welle).
B. Nach der Integration wurde das Bauteil überdreht und die Steckverbindung gefräst und geschliffen (untere, bearbeitete Welle). Anschließend wurden die notwendigen Biegemoment und Drehmoment-Kalibrierungen durchgeführt. Es wurde eine kundenspezifische Steckerbelegung gewählt, die stirnseitig über eine Steckverbindung herausgeführt wird.
Präzise Messdaten ersetzen Schätzwerte
Der konstruktionsbedingt außerhalb der smartifizierten Welle befindliche Messverstärker ermöglicht bereits in der ersten Testlaufphase live Einsichten in die von den Sensoren übermittelten Messdaten. Damit ersetzen nun endlich präzise Angaben zu der im Betrieb auftretenden tatsächlichen Belastungen die bisher über Jahre hinweg geschätzten Belastungsgrößen. Die als CSV-Dateien verfügbaren Daten ermöglichen dem Kunden wichtige Einblicke in die auftretenden Beanspruchungen, der dank dieser Informationen gezielte Optimierungen vornehmen und die neu konstruierten Komponenten besser steuern kann.
Sie möchten die tatsächlichen Belastungen Ihrer Maschinen genauso zuverlässig bestimmen? Unsere Sensor-Lösungen helfen Ihnen dabei:
- als integrierte Komponente im Bauteilinneren,
- Drehmoment, Kraft, Biegung oder Querkraft präzise zu messen,
- zusätzliche Drehzahl-, Beschleunigungs- und Temperatursensor zu erfassen,
- die Fernüberwachung von Maschinen, Geräten und Anlagen zu ermöglichen, wertvolle Datensätze zur Prozessoptimierung zu generieren und
- Angaben zum Verschleiß und der Lebensdauer Ihrer Komponenten zu generieren.
