Serienkupplungen

Andrea Gillhuber,

Intelligente Kupplungen

Für die Messung von Drehmoment und Drehzahl ist ein Drehmomentaufnehmer in vielen Fällen überdimensioniert. Eine Alternative könnte eine neue intelligente Kupplung sein: Sie ermöglicht die Aufnahme von Messdaten direkt im Antriebsstrang, Messungen mit hoher Genauigkeit und gleichzeitig eine benutzerfreundliche Bedienung.
Messung von Drehmoment und Drehzahl direkt im Antriebsstrang, ermöglicht durch eine Komponente, die bereits fester Bestandteil von Produktionsanlagen ist: die Kupplung. © panuwat / stock.adobe.com

Ziele des Industrial Internet of Things (IIoT) sind unter anderem die Optimierung der betrieblichen Effizienz, Kostensenkungen in der Produktion sowie die Überwachung von Geräten oder Maschinen. Verschiedenste Produktionsprozesse lassen sich auf Basis von erhobenen und verarbeiteten Daten besser an vorgegebene Anforderungen anpassen. Mit modernen Verfahren, zum Beispiel mit Predictive Maintenance und mit künstlicher Intelligenz in Maschinen, lässt sich die Prozesssicherheit immer weiter verbessern. Dadurch können Durchlaufzeiten verkürzt und die Produktqualität erhöht werden.

Im Bereich der Antriebstechnik lassen sich die erforderlichen Daten nicht immer mit geringem Aufwand erheben. In einem rotierenden Antriebsstrang wird die Aufnahme von Messdaten erschwert, da keine direkte Vernetzung durch ein Kabel möglich ist oder der benötigte Bauraum fehlt. Mit der intelligenten Kupplung bietet R+W Antriebselemente eine bedienerfreundliche und flexible Hard- und Softwarelösung an.

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Vernetzter Antriebsstrang

Die intelligente Kupplung ist eine aufgewertete Serienkupplung, welche durch eine integrierte Sensorik zusätzliche Funktionen im Bereich der Messtechnik bietet. Die Sensorik misst Drehmoment, Drehzahl, Beschleunigung, Rotation und die Lage im Raum. Diese Daten werden direkt in der internen Elektronik verarbeitet und zeitgleich auf ein drahtlos verbundenes Mobilgerät übertragen und dargestellt. Dabei werden die mechanischen Eigenschaften der Kupplung durch die integrierte Elektronik nicht beeinträchtigt. Sie kann weiterhin axialen, lateralen und angularen Versatz ausgleichen und Drehmoment übertragen.

Die App zeigt die Messdaten auf dem Dashboard in konfigurierbaren Ansichten. Die Messgrößen lassen sich auch in verschiedenen Diagrammen detailliert darstellen. © R +W

Die Einbaumöglichkeiten im Antriebsstrang werden nicht durch eine permanente Kabelverbindung eingeschränkt. Der Einsatz auf engstem Raum oder in mobilen Anwendungsgebieten ist aufgrund eines integrierten Akkus möglich. Die Messdaten können nahezu in Echtzeit mit der R+W App über eine Bluetooth-Low-Energy-Verbindung auf ein Smartphone oder Tablet gesendet werden. Wahlweise mit einer hohen Übertragungsrate von 500 Hz oder mit besonders geringem Stromverbrauch. Auf dem Mobilgerät zeigt eine Software die Daten als Durchschnittswert und mit Min/Max-Speicher in konfigurierbaren Ansichten an. Verschiedene skalierbare Diagrammtypen verfolgen den Verlauf der Messgrößen. Im Multi-Graph lassen sich zum Beispiel beliebig viele Messgrößen übereinander darstellen. In der App können auch Messdaten von mehreren Kupplungen gleichzeitig und übersichtlich in einem Diagramm veranschaulicht werden. Für weitere Analysezwecke lassen sich die Messdaten als CSV-Datei speichern und auf einem Computer in Excel importieren.

Für mehr Transparenz im Antriebsstrang

Die intelligente Lamellenkupplung mit integrierter Sensorik kann Messgrößen wie Drehmoment und Drehzahl messen. © R + W

Die intelligente Kupplung ist eine smarte Alternative zu einem Drehmomentaufnehmer. Sie misst verschiedene Größen mit hoher Messgenauigkeit und bleibt dabei auch noch kostengünstig. Die intelligente Sensorik ermöglicht Datenmessungen, ohne dass ein externer Messverstärker installieren werden muss. Von Vorteil ist zudem der geringe Bauraum, den die Kupplung für den Einbau benötigt, da keine aufwendige Hilfskonstruktion für den Einbau nötig ist. Die intelligente Kupplung kann schnell und einfach in den Antriebsstrang montiert und in bereits bestehende Systeme integriert werden. Alternativ kann die Sensorik auch in bereits verbauten Kupplungen nachgerüstet werden.

Die kombinierbaren, zeitabhängigen Messgrößen können unter anderem dazu verwendet werden, um eine bessere Beurteilung und Transparenz des dynamischen Verhaltens im rotierenden Antriebsstrang zu erreichen. Durch die Ermittlung von Drehmomenten und Kräften können unter anderem Ausfall- und Stillstandzeiten reduziert oder verhindert werden, um die Anlagenverfügbarkeit und -zuverlässigkeit zu erhöhen.

Nach den intelligenten Lamellenkupplungen werden 2020 noch weitere Modelle mit integrierter Sensorik folgen. Doch das gesamte Potenzial ist noch lange nicht ausgeschöpft. Neue Funktionen und verschiedene Algorithmen zum Auswerten der Messdaten sorgen dafür, dass die Kupplung noch smarter wird und neue Maßstäbe auf dem Markt gesetzt werden.

Nach Unterlagen von R+W Antriebselemente / ag

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