Das wird die kommende Hannover Messe deutlich vor Augen führen ” Die Leitmesse „Motion, Drive & Automation” (MDA) mit über 1 100 Ausstellern zählt zu den Flaggschiffen der internationalen Großveranstaltung Dieses Treffen renommierter Antriebstechnikhersteller aus aller Welt lockt im zweijährigen Turnus weit über 100 000 Besucher nach Hannover Der wichtigste Grund für diesen hohen Zuspruch liegt darin, dass dort Trends in Form bereits verfügbarer Lösungen und Produkte vorgestellt werden
20-1Manfred Kutzinski, Projektleiter der Deutschen Messe AG, ist sich sicher: „Trends zu erkennen und damit Fenster zur Zukunft zu öffnen ist immens wichtig, und zwar sowohl für die Hersteller von Maschinen und Anlagen, als auch für deren Anwender. Das wird die kommende Hannover Messe deutlich vor Augen führen.”
Die Leitmesse „Motion, Drive & Automation” (MDA) mit über 1 100 Ausstellern zählt zu den Flaggschiffen der internationalen Großveranstaltung. Dieses Treffen renommierter Antriebstechnikhersteller aus aller Welt lockt im zweijährigen Turnus weit über 100 000 Besucher nach Hannover. Der wichtigste Grund für diesen hohen Zuspruch liegt darin, dass dort Trends in Form bereits verfügbarer Lösungen und Produkte vorgestellt werden.

Kutzinski nennt ein besonders eindrucksvolles Beispiel: „Condition Monitoring, eine Technik, die kontinuierlich in vielen Industriebereichen an Akzeptanz gewinnt, bildet hier bereits zum wiederholten Male einen Schwerpunkt.”

Was als Speziallösung für ambitionierte Anlagenbetreiber begann, ist inzwischen ein probates Mittel, um Wettbewerbsvorsprünge auszubauen. „Hersteller von Maschinen und Anlagen tun deshalb gut daran, die vorhandenen und künftigen Möglichkeiten von Condition Monitoring Systemen voll auszuschöpfen”, fügt Peter-Michael Synek, Projektmanager beim Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. und Mitorganisator der CMS-Sonderschau, hinzu.

Der Nutzen, den sowohl Hersteller als auch Anwender von Maschinen und Anlagen aus Condition Monitoring ziehen können, ist beträchtlich. Das zeigt beispielhaft eine Anwendung in der Metallbearbeitung: Ein französischer Hersteller von Kfz-Motorteilen hatte Probleme bei einigen seiner
110 Werkzeugmaschinen. Um möglichst schnell und zielsicher das defekte Maschinenelement zu lokalisieren, beauftragte er die FAG Industrial Services (F’IS) mit einer Problemanalyse. Über Offline-Messungen an den Werkzeugmaschinen, die einschließlich der Projektarbeit am Ende lediglich 1 700 Euro kosteten, wurde die Ursache schnell ermittelt: ein Maschinenelement nahe der X-Achse.

Um nicht Qualitätsminderungen am Produkt und am Ende einen ungeplanten Ausfall der Maschine zu riskieren, wurde das betreffende Teil im Rahmen eines geplanten Stillstands ausgetauscht. Eine Reparatur der gesamten Linearachse, die ansonsten irgendwann einmal notwendig geworden wäre, hätte hingegen erfahrungsgemäß etwa vier Tage in Anspruch genommen. Allein der Verlust durch den Produktionsausfall hätte in diesem Fall etwa 80 000 Euro betragen.

„Ein solches Beispiel, wie es tagtäglich zigfach in der Industrie auftritt, zeigt den Nutzwert von Condition Monitoring Systemen”, betont Synek. Aber das ist bei weitem noch nicht alles. Die F’IS zeigt den Messebesuchern auf der CMS-Sonderschau neue Produkt- und Servicelösungen, die im Sinne von Total Cost of Ownership (TCO) den gesamten Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen optimieren und so die Wettbewerbsfähigkeit des Anwenders entscheidend verbessern.

Zur Überwachung und Diagnose von Maschinen und Anlagen stehen jedoch noch weitere Systeme zur Verfügung. So kommen etwa neben den beschriebenen Methoden der Offline-Diagnose, bei der mit entsprechender Messtechnik gezielt nach Schäden geforscht wird, auch Online-Systeme zum Einsatz. Diese erfassen permanent Daten aus Maschinen und Anlagen, um sie auszuwerten und damit sich anbahnende Veränderungen erkennen lassen.

Derartige CM-Systeme bieten dann weit bessere Möglichkeiten der Diagnose. So passiert es immer wieder, dass Maschinenbediener auf Lagerschäden tippen, wenn es sich aber tatsächlich um Verzahnungsschäden handelt. Werden dann die Lager getauscht, sind Kosten entstanden, ohne dass das Problem behoben wäre. Genau das passierte bei einem Aluminiumverarbeiter, der dann anschließend ein Online-CM-System installierte und dabei erkannte, dass Anlagenschädigungen aus bestimmten Drehschwingungen resultieren.

Nach Syneks Erfahrung „sind Online-Überwachungssysteme im Kommen”. Dieser Trend wird auch dadurch verstärkt, dass die funkbasierte Kommunikation überall Stand der Technik ist. CM-Systeme lassen sich deshalb ohne großen Mehraufwand über weite Strecken nutzen. Somit gewinnt Teleservice zusehends an Bedeutung.

Zum Nutzen und zu den Einsparungen, die eine moderne Anlagenüberwachung auch bei Einsatz umfangreicherer Technik bietet, rechnet die F’IS am Beispiel einer Windkraftanlage folgendes vor: Mithilfe der Online-Überwachung gelang es, einen sich anbahnenden Lagerschaden frühzeitig zu detektieren. Statt eines Getriebewechsels, der 210 000 Euro kostet, musste lediglich das beschädigte Lager für 4 700 Euro gewechselt werden. Gleiches galt für den Generator. Dessen Austausch hätte bei einem ungeplanten Stillstand Kosten von 140 000 Euro verursacht, wohingegen sich die reinen Lageraustauschkosten auf lediglich 3 400 Euro beliefen. Bedenkt man dann, dass das gesamte Condition Monitoring System für die neun Windkraftanlagen in dem besagten Energiepark 80 000 Euro gekostet hat, so wird klar, dass sich diese Investition bereits nach einem Jahr amortisiert hatte.

21-1Dieser und viele andere Fälle bestätigen CMS als Wettbewerbs- oder auch Wirtschaftlichkeitsfaktor, der nicht zu unterschätzen ist”, erklärt CMS-Experte Synek. „Dabei muss es aber nicht immer gleich das High-End-System mit entsprechenden Investitionskosten sein. Manchmal genügt schon ein kleiner Anstoß, um die Verfügbarkeit von Maschinen und Anlagen zu erhöhen und teuere Schäden zu vermeiden oder auch nur die Steuerungs- oder Prozesstechnik zu optimieren.”

Auch hiervon kann der CMS-Anbieter F’IS ein Beispiel anführen: In einer venezolanischen Reparaturwerkstatt war es bereits beschlossene Sache, die Lager einiger großer Elektromotoren wegen der dort auftretenden starken Laufgeräusche zu wechseln, um so einem drohenden Ausfall zuvor zu kommen. Kostenpunkt hätte bei 3 000 Euro gelegen.

22-1Die F’IS-Experten führten dann Schwingungsmessungen an den Motoren durch. Dabei zeigte sich, dass es an den Lagern keine Defekte gab. Die Gründe für den hohen Geräuschpegel lagen in Unzulänglichkeiten der elektrotechnischen Auslegung der Antriebe. Nachdem die Ursache des Problems somit recht kostengünstig ermittelt war, konnten auch effiziente und gezielte Maßnahmen zur Behebung ergriffen werden.

Schwingungsanalyse ist ein wichtiger wichtiger Bereich des Condition Monitorings. Wie vielseitig diese Technik ist und wie sich mit ihrer Hilfe die Lebensdauer von Maschinen und Anlagen, die Servicekosten damit die Wirtschaftlichkeit positiv beeinflusen lassen, zeigte auch die Firma Desch Antriebstechnik auf der CMS-Sonderschau. Das Unrternehemn illustriert zudem einige Grundregeln der Anwendung diese Technik.

So gilt nach wie vor: Der Mitarbeiter vor Ort benötigt eine einfache Visualisierung – erst die genaue Analyse ist dann Sache der Experten. Desch demonstriert beispielsweise, wie einfach es mittlerweile ist, Analysen zu erarbeiten, und welch breites Spektrum an Möglichkeiten dabei zur Verfügung steht. Unter dem Motto: „Lagerüberwachung kann jeder” zeigt das Unternehmen, ein Hersteller von Getrieben, Kupplungen und Pressen-Komplettantrieben, dass in puncto Condition Monitoring noch viel mehr möglich ist als bisher üblich.

Ein Beispiel dafür ist der Einsatz an mobilen Arbeitsmaschinen: Aufgrund der äußerst strengen Abgasnormen bei Verbrennungsmotoren sind die Regler heute viel aggressiver eingestellt als früher. Das ergibt immense Auswirkungen auf die Kupplungen – meist bei mobilen Arbeitsmaschinen. Mithilfe von Drehschwingungsmessungen lässt sich der Antriebsstrang optimieren. Auch das sind mittlerweile Bereiche, in denen Condition Monitoring seine Wirtschaftlichkeit unter Beweis stellt.

Ein weiteres, völlig verschiedenes Anwendungsfeld der Schwingungsanalyse ist die präzise Untersuchung mit anschließender Auslegung von Fundamenten. Mithilfe der Messergebnisse kann der Fachmann erkennen, wo ein Fundament verstärkt ausgeführt werden muss, wo Dämpfer Resonanzen abschwächen können und wo eine besonders starke Fixierung vorhanden sein muss.

Die Ursachenforschung mit Hilfe von Condition Monitoring bietet mithin ein breites Spektrum an unterschiedlichen Möglichkeiten und Vorteilen. Synek drückt es so aus: „Es lassen sich mit vergleichsweise wenig Aufwand große Einsparungen erreichen.”

Auch dazu ein Praxisbeispiel: Die häufigste Ursache für Motor- und Getriebeschäden sind Lagerprobleme – entweder stimmt die Ausrichtung nicht, oder Unwuchten sorgen für stärkere Belastungen der Lager. Beides setzt deren Lebensdauer herab. Einen drohenden Lagerschaden zu erkennen ist indes keine große Angelegenheit und in nur einer halben Stunde erledigt. Entsprechende Messverfahren zeigen sofort den Ort und die Stärke der Schädigung an. Mittlerweile gibt es sogar Low-Cost-Sensoren, die an gefährdeten Stellen aufgesetzt werden können und permanent den Zustand der Lager anzeigen. Auch diese werden auf der CMS-Sonderschau präsentiert.

All diese Beispiele aus dem Alltag des Condition Monitoring zeigen, dass Agieren billiger und in der Regel günstiger ist als reagieren. Diese Erfahrung teilen inzwischen schon viele Instandhaltungs-Experten. Und das belegen auch die Besucherzahlen der letzten beiden CMS-Sonderschauen in den Jahren 2005 und 2007 von jeweils rund 20 000 Interessenten.

Synek gibt noch einen weiteren Gedanken mit auf den Weg: „Wer schon zudem einmal in der Zwickmühle war, dass er aufgrund eines Totalausfalls sofort ein nicht ohne weiteres verfügbares Maschinenelement gebraucht hat, der weiß die Vorteile kontinuierlich arbeitender Überwachungssysteme zu schätzen. Denn diese melden einen bevorstehenden Ausfall frühzeitig genug, um solche Spannungssituationen zu vermeiden. Besondere Ersatzteile haben zudem extrem lange Liefer- oder Herstellungszeiten. Und wer glaubt, auf dem Weltmarkt gäbe es alles sofort, der sollte zumindest sicher stellen, dass auch die Qualität die gleiche ist wie das ursprüngliche Maschinenelement des OEM. Ansonsten wird die ganze Angelegenheit schnell noch kostspieliger.”