ISiG: Integrierte Sensorik für intelligente Großwälzlager

Das Ziel des Vorhabens ist es, ein grundlegendes Verständnis über das Ineinandergreifen des Informationsflusses vom Maschinenelement Wälzlager bis zur Einbindung in ein Condition Monitoring System (CMS) zu schaffen. Eine Zustandsüberwachung von tribologisch beanspruchten Maschinenelementen und insbesondere deren Oberflächen gelingt in diesem Projekt durch die Applikation von bauteilintegrierten Sensoren.

Dafür ist es notwendig, ein maßgeschneidertes Anwendungskonzept für Sensoren unterschiedlicher Bauart, vor allem Temperatur- und Dehnungssensoren, an relevanten Einsatzbereichen zu platzieren, um kritische Betriebsbedingungen zu erfassen, im Ausgangspunkt der Schädigung Messdaten aufzunehmen und somit frühzeitig Schäden zu erkennen.

In diesem Projekt stehen dabei Großwälzlager und andere wälzbeanspruchte Bauteile im Fokus. Da das Applizieren von integrierten tribologisch belasteten Sensoren aufgrund der Abmessungen bisher in situ kaum möglich war, werden Daten gegenwärtig i.d.R. mittels Sensorik erfasst, die am Lager angebracht wird und nicht in das Lager integriert ist. Dieses Vorhaben hat zum Ziel, integrierte Sensorik und Verfahren zu ihrer Applikation auch in großen Bauteilen zu entwickeln und zu evaluieren. Für die Messung von physikalischen Größen oder Betriebszuständen bei ganzen Systemen oder lokal in kleinen Bauteilgruppen innerhalb einer Maschine können Dünnschichtsensoren eingesetzt werden. Dies ermöglicht neben der Überwachung der Komponenten auch deren zielgerichtete Regelung unter Einbeziehung tribologisch relevanter Messgrößen.

Das Projekt wird innerhalb der Leibniz Universität Hannover bearbeitet und besteht aus einem Konsortium des Instituts für Mikroproduktionstechnik (IMPT) und dem Institut für Maschinenkonstruktion und Tribologie (IMKT).

Forschungsfrage

Wie können kritische Belastungszustände durch die Integration von bauteilinhärenter Dünnfilmsensorik in tribologisch stark belasteten Bereichen vorhergesagt werden?

Ziele

·         Simulations- und modellbasierte Sensorintegration

·         Detektion der Charakteristika von kritischen Belastungszuständen

·         Vorhersage der Wälzlagerrestlebensdauer

·         Optimierung von Wartungsintervallen

Herausforderungen

·         In-Situ-Messung der tribologischen Verhältnisse im Wälzkontakt derzeit nicht möglich