Da Drehgeber und Messsysteme in unterschiedlichen Applikationen zum Einsatz kommen, werden im Hause Wachendorff umfangreiche Umweltsimulationen durchgeführt. Ziel ist es, die zuverlässige und präzise Funktionalität der Geräte auch unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen über viele Jahre hinweg sicherzustellen. Für jede neue Produktfamilie gilt eine umfassende Verifizierungs- und Validierungsstrategie, die bereits bei der Auswahl der Lieferanten und Bauteile ansetzt. Baugruppen wie auch fertige Produkte durchlaufen Langzeittests, die den weiten Einsatzbereich der Geräte abbilden. Dabei wird nicht ausschließlich auf Zuliefererangaben vertraut, sondern in eigenen Prüflaboren nachgeprüft – beispielsweise hinsichtlich Temperaturschwankungen, Temperaturfestigkeit in Halt-Kammern, Vibrations- und Schockbeständigkeit in Shakern, IP-Schutzart oder EMV-Eigenschaften.
Fokus auf Lagerpakete
Ein zentrales Element eines Drehgebers ist das Kugellager mit dem zugehörigen Lagerpaket. Dessen Dimensionierung und Qualifizierung sind entscheidend für die Qualität und Lebensdauer des Produkts und stellen eine Kernkompetenz des Herstellers dar. Die von Wachendorff gewährte Garantie von fünf Jahren erfordert eine besonders gründliche Validierung, die über reine Lieferantendaten oder rechnerische Prognosen hinausgeht. Entsprechend wird die Robustheit der Drehgeber betont, die hohe radiale und axiale Lagerlasten aufnehmen können und damit auch in anspruchsvollen Industrie- und Mobilanwendungen zuverlässig arbeiten.
Auswahl und Berechnung der Lager
Die Auswahl geeigneter Kugellager ist ein komplexer Prozess. Zwar stellen Hersteller Haltbarkeitsangaben zur Verfügung, diese bleiben jedoch oft allgemein. Standardisierte Formeln, etwa nach DIN ISO281, dienen zur Lebensdauerberechnung. In der Praxis wirken jedoch zusätzliche Faktoren, die nur eingeschränkt berücksichtigt werden können – darunter Temperaturschwankungen, dynamische Belastungen oder Montagetoleranzen. In der Intralogistik ist die Maximierung der Lagerkapazität entscheidend. Kompakte Sensoren spielen dabei eine Schlüsselrolle: Höchste Leistung in kompakter Bauform schafft mehr Platz für die Ware, denn die Technik macht sich klein. ‣ weiterlesen
Intralogistik: Neue Baumer ToF-Sensoren machen sich klein
Bei der Entwicklung der Absolutwert-Drehgeber mit Industrial-Ethernet-Schnittstellen wie Profinet oder Ethercat bestand die Herausforderung darin, den weltweit kompaktesten Drehgeber zu realisieren, der gleichzeitig ausreichende Lagerlasten verträgt. Der Drehgeber WDAG58F ist hierfür ein Beispiel: Bei einer maximalen Drehzahl von 8.000U/min können Lagerlasten bis axial 50N und radial 60N aufgenommen werden – ausreichend, um in industriellen Anwendungen und auch in mobilen Arbeitsmaschinen langfristig zuverlässig eingesetzt zu werden.
Prüfplatz für Lagerpakete
Zur Absicherung dieser Anforderungen wurde ein spezieller Prüfplatz für Lagerpakete entwickelt und automatisiert. Dieser dient dazu, die berechnete Lebensdauer der im Flansch montierten Lagerpakete zu verifizieren. Der Prüfstand ist vollständig eingehaust, um entstehende Geräusche zu dämpfen und das Personal im Falle eines Defekts zu schützen. Die Lasten werden über Pneumatikzylinder auf die Prüflingswellen aufgebracht, wobei jeder Zylinder über einen separaten Druckregler gesteuert bzw. eingestellt wird. Die resultierenden Kräfte werden bei der Inbetriebnahme mit einem Druckkraftsensor überprüft. Grundsätzlich lassen sich radiale und axiale Kräfte gleichzeitig aufbringen, wobei für die Lebensdauerberechnung vor allem die radiale Belastung ausschlaggebend ist. In der Berechnung wird die axiale Last erst ab einem gewissen Verhältnis zur radialen Kraft berücksichtigt, ansonsten wird sie mit dem Wert 0 angenommen. Diese Bedingung trifft in diesem Beispiel zu und reduziert den Test auf eine rein radiale Belastung. Bis zu fünf Prüflinge können parallel getestet werden, was statistisch aussagekräftigere Ergebnisse ermöglicht und Vergleichstests erlaubt. Der Antrieb der Prüflinge erfolgt über einen Elektromotor, der über Übersetzung und Zahnriemen die erforderliche Drehzahl erzeugt. Drehzahl und Umdrehungszahl werden über einen Drehgeber erfasst. Digitale Souveränität in der Automation: Fraunhofer IOSB-INA entwickelt einen KI-Assistenten für die SPS-Programmierung. ‣ weiterlesen
Automatisierung neu gedacht
Messung und Auswertung der Testergebnisse
Die Auswertung und Überwachung des Prüfprozesses geschieht über eine bei Wachendorff geschriebene Anwendung, basierend auf dem grafischen Programmiersystem LabView von National Instruments. Bei jedem Prüfling werden permanent die Temperatur und die Vibration direkt am Lagerpaket gemessen. Die Anwendung liefert eine Anzeige der aktuell erfassten Messwerte (Temperatur, Drehzahl, Vibration, Last, Anzahl Umdrehungen) und einen Verlauf der Messwerte über die letzten 24 Stunden. Neben aktuellen Werten werden auch Referenzmessungen vom Start des Testlaufs angezeigt, sodass Abweichungen frühzeitig erkennbar sind.
Alle Daten werden zudem in Dateien protokolliert, um eine detaillierte Analyse, etwa in Excel, zu ermöglichen. Je nach Drehzahl und angenommener Lagerlast dauert die Verifizierung eines Lagerpakets etwa zwölf bis 15 Wochen. Im Fall der Industrial-Ethernet-Drehgeber konnte die erfolgreiche Validierung nach rund 13 Wochen abgeschlossen werden – ein objektiver Nachweis für die Zuverlässigkeit der gewählten Lagerpakete.
