Überwachungssysteme für Wälzlager und Getriebe – Genaues weiß man nicht, oder?



Geht ein Wälzlager oder Getriebe unvorhergesehen kaputt, kann das verheerende Folgen haben. Nicht nur, dass plötzlich eine ganze Reihe von Kosten entstehen, die sich im Idealfall hätten vermeiden lassen. Es geht auch um das Thema Liefertreue, mit allem, was damit zusammenhängt. Daher gibt es inzwischen bereits eine ganze Reihe von Überwachungsmöglichkeiten oder auch Frühwarnsysteme, die genau das vermeiden bzw. vermeiden wollen. Die Unterschiede zwischen ihnen sind gravierend. Wir wollten es daher genauer wissen und haben einen Experten gefragt.



Überwachungssysteme bieten ganz verschiedene Leistungen an. Was hilft bei der Entscheidungsfindung?

Markus Loinig: Geht es dabei um den Vergleich verschiedener Anbieter, um zu einer Entscheidung zu finden, muss genau nachgefragt werden. Es gibt tatsächlich viele Systeme, die eine Überwachung von Anlagenkomponenten anbieten. Gerne setzen Kunden dabei auf „etablierte“ oder auch „konventionelle“ Systeme – aber was genau ist unter den Begriffen „etabliert“ oder „konventionell“ eigentlich zu verstehen? Stelle ich diese Frage, wird dann meist mit den Schultern gezuckt. Schon weil der Markt der Überwachungssysteme einfach unglaublich groß und damit gleichzeitig unübersichtlich ist. Diese Begriffe werden gerne benutzt, wenn man auf Bekanntes, wie zum Beispiel die Vibrationstechnologie setzen möchte. Das kennt jeder, das scheint verlässlich. Aber am Ende ist es doch wichtig, zu wissen, was die Systeme wirklich leisten, wo genau ihre Schwerpunkte sind. Hilfreich ist es deshalb, sich mit den wichtigsten Fragen auseinanderzusetzen, die gleichzeitig die Unterschiede deutlich machen und für Klarheit sorgen.


Was für Fragen können das sein? Welche Fragen sollte man sich stellen?

Markus Loinig: Es ist zum Beispiel wichtig zu wissen, was genau das System überwacht und was passiert, wenn eine Beschädigung registriert wird. Wird angezeigt, was und wie schwer etwas beschädigt ist? Löst das System einen Alarm aus, sobald beispielsweise ein Wälzlager beschädigt ist? Und ist dieser Alarm zu jeder Zeit wirklich richtig und nötig? Was sind denn überhaupt die Kriterien für einen Alarm? Oder auch das Thema Restlebensdauer: berechnet das System, wie lange es noch halten und seine Aufgabe sicher ausführen wird? Und wenn ja: wie und mit welcher Technik? Wird durch die Überwachung in der Folge automatisch ein Instandhaltungsauftrag ausgelöst? Wird eventuell zusätzlich überwacht, ob und wie ein Wälzlager geschmiert ist? Wie geht das System mit einem Fehlalarm um? Ist es lernfähig? Sie sehen schon, allein diese ersten Fragen öffnen den Blick für die Möglichkeiten, die es heute auf dem Markt bereits gibt.


Mit „konventionellen“ oder „etablierten“ Systemen ist oftmals eine Technologie gemeint, die auf der Erfassung von Vibrationen basiert. Ist das der beste Weg?

Markus Loinig: Die Vibrationstechnologie basiert auf Erfahrung und daraus folgend auf einer grundsätzlichen Annahme: Droht ein Wälzlagerschaden, geht ein Getriebe kaputt, dann fängt es an mehr zu vibrieren, dann steigt in aller Regel also der Vibrationswert. Ein Schwellenwert wird überschritten. So weiß ich, das Getriebe oder das Wälzlager droht kaputt zu gehen. Das lässt sich ja auch ganz einfach feststellen bzw. messen. Es gibt nur ein Problem, das meist übersehen wird: umgekehrt funktioniert diese Annahme nicht. Ein Anstieg der Vibrationen bedeutet im Umkehrschluss keineswegs zwingend, dass ein Wälzlagerlagerschaden droht. Tatsächlich gibt es gleich mehrere Ursachen für Vibrationen und, da sie die Eigenschaft haben, sich auszubreiten und gerne lange Distanzen überwinden, muss man folgerichtig immer wieder mit einem Fehlalarm rechnen.


Was genau führt denn beispielsweise zu einem Fehlalarm?

Markus Loinig: Die Situation ist so einfach wie nachvollziehbar: Stehen in einer Fabrik mehrere Anlagen nebeneinander, überlagern sich zum Beispiel Vibrationen. Vielleicht fährt ein Staplerfahrer mal eben vorbei? Ändern sich Betriebszustände wie zum Beispiel Drehzahlen oder wechselnde Lasten auf Wälzlager, oder gibt es andere Störquellen wie Unwuchten oder Ausrichtungsprobleme? All das lässt Vibrationswerte ansteigen und bringt Vibrationssensoren dazu, plötzlich erhöhte Vibrationswerte zu erfassen. Ganz normal, oder? Also ja, es gibt eine Menge verschiedener Quellen für Vibrationen. Die haben aber rein gar nichts mit einer Verschlechterung Ihrer Komponente zu tun.


Aber wir sprechen doch hier über eine „etablierte“ Technologie – bewährt und eingeführt. Grundsätzlich funktioniert doch alles, oder?

Markus Loinig: Die kurze Antwort lautet: Ja, diese Technologie funktioniert – aber wirklich verlässlich nur da, wo die Umgebungssituation klar umrissen und einfach gestaltet ist. „Einfach“ bedeutet in dem Fall, durch einen Anstieg in den Vibrationen kann auch wirklich eindeutig auf eine Verschlechterung des Wälzlagers oder Getriebes geschlossen werden.


Wo funktionieren diese Technologien denn dann wirklich gut?

Markus Loinig: In der Regel dort, wo die zu überwachenden Bestandteile wie z.B. das Wälzlager oder das Getriebe maximal isoliert von anderen, parallelen Vibrationsquellen und in nahezu konstanter Drehzahl arbeiten. Konstante Drehzahl deshalb, weil unterschiedliche Drehzahlen ebenfalls unterschiedliche Vibrationswerte verursachen. Also – hat man diese speziellen, stabilen Rahmenbedingungen, wird man in der Realität auf viele Unternehmen treffen, die mit „konventionellen“ Überwachungssystemen gute Erfahrungen und wiederum andere, die schlechte Erfahrungen gemacht haben. Diese "guten" oder "schlechten" Erfahrungen bedeuten übersetzt: Die Technologie „funktioniert“ nahezu reibungslos dort, wo sie in einfachen, stabilen Umgebungen eingesetzt wird. Und sie „funktioniert“ eben nicht unter komplexen Bedingungen – diese Technik kann keine guten Dienste leisten, weil man beispielsweise ein beschädigtes Wälzlager nicht zuverlässig detektieren kann.


Auf welche Technologien könnte man denn setzen, wenn man eben keine einfachen, stabilen Umgebungsbedingungen hat?

Markus Loinig: Die gerade beschriebenen Themenstellungen haben dazu geführt, dass zum Beispiel die NASA seit Jahrzehnten für die Überwachung ihrer Wälzlager eine andere Technologie einsetzt. Sie setzt auf die Erfassung von Ultraschallfrequenzen oder auch akustischen Emissionen. Ein vollkommen anderer Ansatz. Eine Studie hat gezeigt, dass Fehler bei Wälzlagern mit keiner anderen Technologie früher erkannt werden können. Der technologische Fortschritt macht es möglich, dass man diese Technologie nun auch in der Breite einsetzen kann. Die Sensorik ist bezahlbar geworden. Und verbindet man diese Technologie jetzt noch mit Innovationen im Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) ergeben sich unschlagbar vorteilhafte Einsatzmöglichkeiten. Wir sprechen dann nicht mehr nur vom Condition Monitoring, sondern vielmehr von Predictive Maintenance in seiner besten Form.


Was genau leistet Predictive Maintenance?

Markus Loinig: Predictive Maintenance sorgt nicht nur für den genauen Blick auf die aktuelle Situation. Diese Technik kann auch in die Zukunft sehen. Sie beantwortet zum Beispiel die Frage, wie lange ein Wälzlager bspw. seine Aufgabe noch erfüllen wird. Das vorhin bereits erwähnte Thema Restlebensdauer. Predictive Maintenance gibt hier verlässlich Antworten. Das spart Kosten, denn die Produktlebensdauer eines solchen Lagers wird maximal und vor allem sicher ausgenutzt. So kann man als Unternehmen rechtzeitig reagieren, und vermeidet Ausfälle. Man ist also auf der sicheren Seite. Eine klare Empfehlung, würde ich sagen.


Ein interessantes Schlusswort. Haben Sie vielen Dank für das Gespräch.


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