Etwa 80 % aller Lagerausfälle gehen auf Probleme mit der Schmierung zurück. Neben Mangelschmierung und Schmierstoffalterung sind Verunreinigungen die häufigsten Schadensursachen. Eine sensorbasierte Echtzeitüberwachung des Schmierungszustands, wie sie HCP Sense präsentiert, bietet daher großes Potenzial, diese Ausfälle zu vermeiden.
Klassische Sensortechnologie versucht, einen Schaden frühzeitig zu erkennen und die Restlebensdauer so präzise wie möglich vorherzusagen. Die weit verbreiteten Schwingungssensoren detektieren die Unwucht, die durch Masseverluste in den Kontaktflächen ausgelöst wird, also Ausbrüche und Verschleiß der Lagerschalen oder Wälzkörper. Obwohl damit der vorzeitige Ausfall des Lagers besiegelt ist, war seinerzeit die Einführung dieser Sensortechnik ein großer Fortschritt. Der Vorteil liegt auf der Hand: Statt eines unerwarteten Produktionsausfalls und Feuerwehreinsatzes der Instandsetzung kann die Reparatur vorbereitet und in einen günstigen Zeitraum verlegt werden.
HCP Sense geht den nächsten Schritt und hat sich zum Ziel gesetzt, vorzeitige Lagerausfälle zu verhindern. Der Ansatz: die Ursache eines möglichen Schadens frühzeitig zu identifizieren. Denn wer kritische Zustände erkennt, kann gezielt gegensteuern.
Das Lager wird zum Sensor
Mit seiner innovativen Sensortechnologie ermöglicht HCP Sense die direkte Überwachung des Schmierungszustands während des Betriebs und liefert kontinuierliche Daten in Echtzeit. Die Sensortechnologie basiert auf hochpräziser Impedanzmessung. Dabei wird das elektrische Verhalten des Wälzlagers erfasst, um zuverlässig zu bestimmen, ob ein stabiler Schmierfilm vorhanden ist oder metallischer Kontakt zwischen den Lagerflächen auftritt – ein eindeutiges Zeichen für Misch- oder Grenzreibung. So wird das Lager zum Sensor.
Mit Impedanz den Schmierfilm analysieren
Elektrotechnisch betrachtet lässt sich ein Lager erstaunlich einfach beschreiben: als Kombination aus Widerstand und Kondensator. Im Zustand der Grenzreibung kommt es zu direktem Metallkontakt – elektrisch entspricht das einem Kurzschluß bzw. Ohm`schen Widerstand. Bildet sich ein Schmierfilm aus, werden diese Kontakte zunehmend unterbrochen. Stattdessen entstehen viele kleine Bereiche, in denen die metallischen Oberflächen durch den Schmierstoff voneinander getrennt sind. Diese wirken wie winzige Kondensatoren. In der Praxis bedeutet das: Im Bereich der Mischreibung wechselt das elektrische Verhalten ständig zwischen leitenden und isolierenden Zuständen. Das Lager verhält sich dann wie eine Parallelschaltung aus Widerständen und Kondensatoren. Erst wenn der Schmierfilm vollständig aufgebaut ist und kein Metallkontakt mehr auftritt, zeigt das Lager ein stabiles, kapazitives Verhalten mit hohem Widerstand – ein klares Zeichen für hydrodynamische Schmierung. Das Gute dabei: Dieses Meßsystem ist auf alle Lagertypen anwendbar, die aus metallischen Werkstoffen bestehen, also nicht nur auf Wälzlager, sondern auch auf Gleitlager.
Eine Sensortechnologie für Zustandsüberwachung und F&E
Um Veränderungen im Schmierfilm besser nachvollziehen zu können, hat HCP Sense spezielle Kennwerte entwickelt. Mit ihnen lässt sich klar unterscheiden, ob sich ein Lager in Grenz-, Misch- oder Flüssigkeitsreibung befindet. Für den Anwender bedeutet das einen echten Mehrwert: Kritische Entwicklungen werden frühzeitig sichtbar, bevor es zu Schäden kommt. Gleichzeitig lassen sich auf Basis dieser Daten konkrete Grenzwerte für einen sicheren Betrieb festlegen – eine wichtige Grundlage für zuverlässige Maschinen und optimierte Wartungsstrategien.
Die Sensortechnologie stellt ihre Tauglichkeit täglich bei vielen namhaften Unternehmen unter Beweis. Die Anwendungen reichen von Prüfständen über Systemträger zu kompletten Maschinen, von Wälz- und Gleitlagern über Motoren, Hydraulik und Getriebe zu Fahrzeugen, Holzbearbeitungsmaschinen und Windkraftanlagen.
Klare Vorteile für Industrie und Wartung:
- Frühzeitige Schadenerkennung: Über 75 % aller Lagerschäden entstehen durch unzureichende Schmierung. Die Technologie von HCP Sense erkennt kritische Veränderungen frühzeitig und hilft, kostspielige Ausfälle zu vermeiden.
- Höhere Produktivität durch Predictive Maintenance: Die Sensorlager lassen sich nahtlos in moderne Wartungskonzepte integrieren und ermöglichen eine zustandsbasierte Planung von Wartungsmaßnahmen. Ungeplante Stillstände können so deutlich reduziert werden.
- Kostenreduktion und höhere Wirtschaftlichkeit: Längere Wartungsintervalle und eine höhere Anlagenverfügbarkeit senken den Instandhaltungsaufwand und steigern gleichzeitig die Effizienz der Produktion.
- Universelle Sensortechnologie für Wälz- und Gleitlager: Zustandsüberwachung aller Lagertypen, auch Gleitlager, für die bisher keine zuverlässige Sensortechnik im Markt ist.
Mit dieser zukunftsweisenden Entwicklung leistet HCP Sense einen wichtigen Beitrag zur Effizienzsteigerung in industriellen Anwendungen und setzt neue Maßstäbe in der Zustandsüberwachung von Wälz- und Gleitlagern.
Über HCP Sense
HCP Sense ist 2021 aus dem Lehrstuhl für Maschinenelemente der TU Darmstadt gegründet worden. Das innovative Technologieunternehmen mit Sitz in Darmstadt hat sich auf die Entwicklung smarter Sensorlösungen zur Überwachung des Schmierungszustandes für den Maschinenbau spezialisiert. Die patentierte Impedanzmessung im Lager ist ein Meilenstein in der Zustandsdiagnose und bietet Kunden aus Industrie und Forschung einen echten Mehrwert in Sachen Zuverlässigkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit.
Text-/Bildquelle: HCP Sense
