Mit robustem Gehäuse Maschinenausfall vorbeugen

Ungeplante Maschinenstillstände gehen ins Geld. Sie zu vermeiden gilt deswegen als das oberste Ziel der vorbeugenden Instandhaltung. Eine Möglichkeit, um die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Maschine zu bestimmen, ist die Schwingungsüberwachung an Lagern, Motoren und anderen beweglichen Verschleißteilen mithilfe schnurloser Vibrationssensoren. Diese senden die Schwingungsdaten per Funk an Vibrationsdatenlogger, die die Daten in eine Datenbank schreiben. Die softwareunterstützte Schwingungsanalyse der aufgezeichneten Daten ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Schäden und damit den rechtzeitigen, und vor allem geplanten Austausch einzelner Maschinenteile.

Ein Hersteller von Schwingungsmessgeräten für die vorbeugende Instandhaltung ist PCE aus Meschede. Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt 4000 verschiedene Mess- und Prüfgeräte sowie Laborgeräte und Waagen. Neben OEM-Produkten zählt dazu eine eigene Produktreihe von mobilen elektronischen Geräten – darunter der drahtlose Vibrationsdatenlogger PCE-VMS 504.

Funktionsprinzip der Schwingungsüberwachung mithilfe von Vibrationssensoren. Bopla

Bei diesem handelt es sich um ein drahtloses Schwingungs-Überwachungssystem mit externen Vibrationssensoren, das Vibration in einem Beschleunigungsbereich bis 30 G und in einem Frequenzbereich zwischen 5 Hz und 10 kHz misst. Die über Magnetfüße an die Maschinen angedockten externen Sensoren erfassen dabei auch die Geschwindigkeit, Verschiebung und Temperatur. Bis zu 60 dieser Messfühler lassen sich über einen Datenlogger erfassen. Das PCE-VMS 504 lädt die empfangenen Daten unmittelbar auf einen Server hoch. Ohne Verbindung zu einem Server speichert die Empfangseinheit die Daten zunächst, bis wieder eine Verbindung besteht.

Anpassung erfordert neues Gehäuse

Vor Kurzem hat PCE das Gerät in Sachen Bedienungssicherheit überarbeitet und um weitere Funktionen erweitert. Durch die Erweiterung des Funktionsumfangs nahm jedoch auch das für die Elektronikkomponenten erforderliche Volumen zu, sodass ein neues Gehäuse für den Vibrationslogger gefunden werden musste.

Das kabellose Schwingungsüberwachungssystem kommt vor allem im Energiesektor und Maschinenbau sowie in der Petrochemie und Stahlindustrie zum Einsatz. Dort ist es teils rauen Umgebungsbedingungen mit wechselnden Temperaturen und Vibrationsbelastungen ausgesetzt. Das Elektronikgehäuse musste also entsprechend robust sowie staub- und wasserdicht sein. PCE bemusterte eine Reihe möglicher Elektronikgehäuse, darunter auch Gehäuse der Baureihen Bocube und Bocube Alu des Herstellers Bopla.

Letztlich fiel die Entscheidung für ein besonders stabiles und robustes Aluminiumgehäuse aus der Bocube-Alu-Serie, an dem sich Gewindebohrungen unkompliziert anbringen lassen. Die Typenbezeichnung sowie die einzelnen Bedienelemente ließen sich per Laser auf den Deckel gravieren. Unter rauen Industriebedingungen ist dies ein Vorteil, da die Beschriftung dauerhaft sichtbar bleibt. Der Auftragggeber wählte ein graphitgraues Bocube-Alu-Gehäuse mit Foliendeckel, in der größten Größe, die Bopla standardmäßig anbietet: Es ist 299 mm lang, 173 mm breit und 90 mm hoch. Das integrierte Scharnier der Bocube-Alu-Gehäuse erleichtert dabei den Zugang bei Wartungs- und Installationsarbeiten.

Praktische Features inklusive

Die Bocube-Alu-Reihe von Bopla umfasst besonders robuste Gehäuse, die sich für den Einsatz in herausfordernder Umgebung eignen. Bopla

Insgesamt umfasst die Bocube-Alu-Baureihe acht verschiedene Größen. Alle Komponenten – auch die Scharniere – bestehen aus Metall und sind unverlierbar mit dem Gehäuse verbunden. Die robusten Elektronikgehäuse, die die Schutzarten IP66, IP67 und IP69 gewährleisten, bieten Einbauraum für rechteckige Platinen. Sie sind anwendungsgerecht gestaltet, was sich unter anderem an einer zurückgesetzten Stirnfläche zum besonderen Schutz elektronischer Bauteile bemerkbar macht, haben einen unverlierbaren und variabel montierbaren Deckel sowie einer spezielle Aufnahme für Druckausgleichselemente in den Gehäuseunterteilen. Die Gehäuseschrauben sind verdeckt. Naturfarben eloxierte Scharniere und Abdeckungen bilden einen Kontrast zur graphitgrauen Pulverlackierung (ähnlich RAL 7024), die PCE wählte. Alternativ sind die Gehäuse in Lichtgrau (ähnlich RAL 7035) und die Scharniere auf Wunsch in Sonderfarben lieferbar.

Die Bocube-Alu-Gehäuse sind mechanisch hochstabil, besitzen eine gute EMV-Abschirmung und sind beständig gegenüber Chemikalien. Dank ihrer UV- und Temperaturwechselbeständigkeit eignen sie sich für den Außeneinsatz beispielsweise im Bereich erneuerbare Energien. Zum Zubehör zählen neben Druckausgleichselementen auch Montageplatten aus Hartpapier und verschiedene Tragschienenausführungen.

Unkomplizierte Elektronikmontage

Für die Montage der Antennen, Stecker und Kabel des Vibrationsloggers benötigte das Gehäuse entsprechende Gewinde und Durchgangsbohrungen. Diese anwendungsspezifische Bearbeitung und auch die Gravur übernahm Bopla. Die Nachbearbeitung sowie die Elektronik- und Endmontage erfolgte in den Werkstätten von PCE. Die Elektronik für den Vibrationslogger ließ sich nach Kundenangaben problemlos in das Gehäuse integrieren. Dank der Montageplatte aus Hartpapier für die Elektronik ließen sich die Komponenten außerhalb des Gehäuses montieren und konnten anschließend einfach die komplett bestückte Platte im Gehäuse verschraubt werden.

Der Schwingungsdatenlogger im neuen Design und mit erweitertem Funktionsbereich sind seit Herbst 2017 verfügbar.

(tm)