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Montag 16 Mai 2022

Stunden zählen mit Webtecs Run-Time Monitor

Vor nicht allzu vielen Jahren waren die einzigen Statusanzeigen, die wir in unseren Autos hatten, eine Kühlmitteltemperaturanzeige, eine Spannungs- oder Batterieladeanzeige, ein Tachometer und eine Öldruckanzeige, wenn wir Glück hatten. Heute können wir auch die Motordrehzahl und -diagnose, den Zustand der Bremsbeläge, den Reifendruck, den Kraftstoffverbrauch, den Zustand der Airbags, die Benutzung der Sicherheitsgurte, den Flüssigkeitsstand der Scheibenwaschanlage sowie den Fortschritt auf dem Weg zu unserem Zielort und wahrscheinlich noch einige weitere Parameter überwachen. Einige Komponenten unseres Fahrzeugs lassen sich jedoch nur schwer oder gar nicht überwachen, wie z. B. der Zustand des Nockenwellenantriebsriemens oder der Zustand der Bremsflüssigkeit. In diesen Fällen wird das Bauteil in der Regel "gelebt", d. h. es wird empfohlen, es nach einer bestimmten Zeit oder Laufleistung zu erneuern oder zu überholen. Um diese Wartungsempfehlungen einhalten zu können und vielleicht auch um routinemäßige Wartungsarbeiten zu planen, müssen wir natürlich die Nutzung des Fahrzeugs mit einem Kilometerzähler überwachen, der uns die Gesamtkilometerleistung seit der Neuanschaffung oder seit der letzten Wartung anzeigt.

Ähnlich verhält es sich mit Hydrauliksystemen. Vor nicht allzu vielen Jahren bestand die einzige Instrumentierung eines Hydraulikaggregats wahrscheinlich aus einem Flüssigkeitsthermometer, einem Schauglas und einem Manometer. Wenn wir Glück hatten und das System relativ neu war, funktionierte vielleicht sogar das Manometer, aber meistens fand man seine Nadel am unteren Ende der Skala, ein Opfer von Druckspitzen oder mechanischen Vibrationen.

Heutzutage sind wir jedoch in der Lage, nicht nur den Systemdruck und Drucktransienten zuverlässig zu überwachen, sondern auch den Flüssigkeitsdurchfluss, die Temperatur, die Sauberkeit und den Wassergehalt, die Vibrationen der Komponenten, die Effizienz und vieles mehr.  Da industrielle und mobile Maschinen immer ausgefeilter werden, sind solche Komponenten für die vorausschauende Wartung nicht nur leichter verfügbar und kostengünstiger, sondern auch notwendiger geworden. Ein Bagger, der wegen eines geplatzten Schlauchs stillsteht oder ein unvorhergesehener Pumpenausfall an einer Spritzgießmaschine können allein durch Produktionsausfälle Tausende von Pfund pro Stunde kosten. Unerwartete Ausfälle von Komponenten sind nicht nur kostspielig, sondern können auch potenziell gefährlich sein und möglicherweise die Umwelt belasten.

Aber genau wie bei unseren Autos gibt es einige hydraulische Komponenten, deren Zustand schwer zu überwachen ist. Der Zustand von flexiblen Schläuchen ist ein Beispiel dafür. Obwohl zumindest ein Hersteller inzwischen die Möglichkeit hat, den Zustand von Schläuchen zu überwachen, ist dies noch lange nicht für alle Schlauchanwendungen verfügbar.  Infolgedessen wird empfohlen, Hydraulikschläuche zusammen mit einfacheren Filtern und Entlüftern, dynamischen Dichtungen an Zylindern usw. nach bestimmten Zeit- oder Nutzungsintervallen auszutauschen. Während der Zeitablauf leicht festzustellen ist, lässt sich die Maschinennutzung nicht immer so leicht überwachen. Bei einer verfahrenstechnischen Maschine, die kontinuierlich in zwei oder drei Schichten pro Tag arbeitet, lässt sich der Verbrauch ziemlich genau vorhersagen. Bei einer Land- oder Baumaschine, die nur sporadisch oder saisonal eingesetzt wird, ist dies jedoch nicht der Fall. Mit anderen Worten, in den meisten Fällen fehlt den hydraulischen Systemen immer noch ein Äquivalent zum Kilometerzähler eines Fahrzeugs. Mit dem neuen Laufzeitmessgerät RFS200 von Webtec lässt sich dieser Umstand jedoch leicht beheben.

Das Funktionsprinzip der Webtec-Einheit, die aus ihrem umfangreichen Angebot an Durchflussmessgeräten entwickelt wurde, beruht auf einem Durchflussmesser mit variabler Blende und einem Magnetschalter, der die Position eines Kolbens erfasst. Die Messung des Durchflusses und nicht des Drucks bedeutet, dass der eingeschlossene Druck oder der Druck, der durch reaktive Lasten (oder thermische Ausdehnung) bei abgeschaltetem System entsteht, keinen falschen Verbrauchswert erzeugen kann. Das Gerät kann in jedem Teil des Hydrauliksystems installiert werden und ist für Druckzustände bis zu 420 bar geeignet. Durchflussmengen bis zu 200 l/min können mit minimalem Durchflusswiderstand durch das Gerät geleitet werden; bei einer Durchflussmenge von 200 l/min in Vorwärtsrichtung beträgt der Druckabfall durch das Gerät normalerweise weniger als 3 bar. Es ist auch möglich, das Gerät in umgekehrter Richtung zu durchströmen, obwohl die Zählung in umgekehrter Durchflussrichtung nicht stattfindet.

Das Gerät ist für den Einsatz mit hydraulischem Mineralöl nach ISO 11158 Kategorie HM und in einem Temperaturbereich der Betriebsflüssigkeit von -20°C bis 100°C sowie mit einer Genauigkeit des Zeitmessers von ±0,2% über den angegebenen Temperaturbereich geeignet. Es sind verschiedene Anschlussgrößen und Gewindeformen erhältlich, um den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Das Gerät sollte waagerecht montiert und nicht in unmittelbarer Nähe von Bauteilen installiert werden, da starke Magnetfelder erzeugt werden könnten (z. B. ein Elektromotor). Es sollte durch einen 40-Mikron-Filter im Hydraulikkreislauf geschützt werden und die Ölreinheit sollte besser als NAS 8 oder ISO 19/17/14 sein. Es gibt zwei M6-Bohrungen für die Montage am Gehäuse, die jedoch nicht zur Befestigung von Rohrleitungen verwendet werden sollten. Flexible Schläuche, die an das Gerät angeschlossen sind, sollten festgeklemmt werden, um die Biegebeanspruchung an den Gewindeanschlüssen zu minimieren. Es versteht sich von selbst, dass alle Anschlüsse von entsprechend geschultem Personal vorgenommen werden sollten.

Das Gerät ist so voreingestellt, dass die Zählung ausgelöst wird, wenn der Durchfluss durch das Gerät 10 l/min überschreitet. Dieser Auslösepunkt ist druckunabhängig, kann aber je nach Viskosität der Flüssigkeit leicht variieren - höhere Viskositäten verringern den Schaltdurchfluss und niedrigere Viskositäten erhöhen den Schaltdurchfluss. Sobald der Auslösepunkt erreicht ist, zeigt ein blinkender Dezimalpunkt auf der LCD-Anzeige an, dass der Zähler betriebsbereit ist und die Zählung akkumuliert, solange die Durchflussrate über dem Auslösepunkt bleibt. Da das Gerät batteriebetrieben ist (mit empfindlichen Komponenten, die nach IP66 geschützt sind), benötigt es keine externe Stromversorgung und die Lebensdauer der Batterie wird mit mindestens 10 Jahren angegeben. Das Gerät verfügt über keine Rücksetzfunktion, sodass es effektiv gegen Manipulationen geschützt ist, obwohl das Gerät natürlich ausgetauscht werden könnte, wenn jemand entschlossen genug wäre, die Laufzeitdaten zu fälschen. Derzeit erfolgt die Datenausgabe über eine visuelle Anzeige, doch könnten je nach Bedarf auch andere Optionen (wie eine IoT-Mobilfunkverbindung) für die Ferndatenerfassung integriert werden.

Ursprünglich wurde das Produkt auf Anfrage eines Kunden, der hydraulische Anbaugeräte für die Landwirtschaft herstellt, auf den Markt gebracht. Viele dieser Anbaugeräte werden von Genossenschaften gemeinsam genutzt, so dass eine simple Methode zur Abrechnung nach Verbrauch erforderlich war. Ein anderer Kunde aus der Baumaschinenbranche wollte die Nutzung jedes einzelnen Anbaugeräts überwachen, um nach 50, 100 oder 500 Betriebsstunden einen angemessenen Wartungsplan aufstellen zu können. Jedes Anbaugerät kann jedoch 30 Mal pro Tag gewechselt werden und es wäre sehr schwierig die Nutzung auf andere Weise zu überwachen.
In der Industrie werden bei Anwendungen, die einen hohen Flüssigkeitsdurchsatz erfordern, häufig Mehrfachpumpensysteme eingesetzt, bei denen einzelne Pumpen zu einem geeigneten Zeitpunkt im Durchflusszyklus der Maschine in Betrieb genommen werden können. In einigen Fällen können zusätzliche Pumpen als reine Stand-by-Pumpen reserviert werden, die nur bei einem Ausfall einer der normalen Betriebspumpen eingesetzt werden können. Solche Vorkehrungen sind in der Prozessindustrie (z. B. in Stahlwerken) üblich, wo eine Störung des Hydrauliksystems große Probleme verursachen würde. Die Möglichkeit, die Nutzung jeder einzelnen Pumpe zu verfolgen, wäre daher ein großer Vorteil bei der Planung eines geplanten Wartungsprogramms für die Überholung oder den Austausch von Pumpen. Die Informationen könnten auch dazu verwendet werden, falls erforderlich, die Laufzeit aller in einem System verwendeten Pumpen auszugleichen. Eine Denkrichtung besagt, dass dies jedoch nicht immer der richtige Ansatz ist, da sich dann alle Pumpen ungefähr zur gleichen Zeit dem Ende ihrer Nutzungsdauer nähern. Aber wenn der Wartungstechniker die relevanten Nutzungsdaten für jede Pumpe hat, kann er zumindest die am besten geeignete Entscheidung hinsichtlich der Nutzung der Pumpen treffen. 

Bei Konstantpumpensystemen mit Entlastungsventilen könnte das Gerät auf der Systemseite des Entlastungsventils installiert werden, um nur die Zeit aufzuzeichnen, in der die Pumpe bei vollem Druck fördert und nicht die unbelasteten Zeiten, in denen wahrscheinlich nur minimaler Verschleiß auftritt. Alternativ könnte das Gerät auf der Pumpenseite des Entlastungsventils installiert werden. In diesem Fall würde es die gesamte Pumpenlaufzeit sowohl unter als auch ohne Last aufzeichnen. Auch hier kann die Wahl von den Präferenzen des Wartungstechnikers oder des Endkunden bestimmt werden.

Der Zustand von Hydraulikmotoren ist mit Hilfe von On-Board-Diagnosesensoren nicht immer leicht festzustellen. Daher kann bei Anwendungen, bei denen sie über längere Zeiträume in Betrieb sind (z. B. Mischer-, Schredder- oder Förderbandantriebe), anhand der von einer Laufzeitüberwachung gelieferten Daten ein nutzungsabhängiger Austausch- oder Überholungsplan erstellt werden. Auch in Komponentenprüfständen kann sich das Gerät als nützlich erweisen. Bei Dauertests werden Komponenten oft über Hunderte oder Tausende von Stunden betrieben oder zyklisch gewechselt, so dass die Fähigkeit des Geräts, bis zu fast 10 Millionen Betriebsstunden genau aufzeichent und dadurch die meisten Anforderungen abdeckt.

Für wenig mehr als die Kosten einer Tankfüllung Diesel kann das Webtec RFS200-Gerät also ein nützliches Hilfsmittel sein:

  • Erfassung der Zeit, in der die Geräte auf dem Mietmarkt in Betrieb sind
  • Aufteilung der Nutzung von gemeinsam genutzten hydraulischen Werkzeugen auf mehrere Einheiten
  • Genaue Überwachung des Wartungsintervalls von Hydraulikkomponenten
  • Bereitstellung von Laufzeitdaten für Hydraulikkomponentenprüfstände
  • Erstellung genauer Daten über die Lebensdauer von Bauteilen zur Verwendung in vorbeugenden Wartungsprogrammen

Weitere Informationen über den RFS200 Run-Time Monitor finden Sie unter www.webtec.com.

 

Gepostet von Webtec_Sam

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