Tonnenkupplungsüberwachung - Automatisches Condition Monitoring an Kranen

Tonnenkupplungen sind in der Lage, große Drehmomente zu übertragen, während Winkel- und Axialversatz durch die Bauform von vornherein hinreichend kompensiert werden. Sie eignen sich für den Einsatz an Seiltrommeln von Hubwerken an Kranen, weil mit ihnen eine statisch überbestimmte Anordnung der Antriebselemente leicht vermieden werden kann. Dennoch unterliegen auch diese Bauteile Verschleißprozessen, die zwar je nach praktischem Einsatz unterschiedlich intensiv sind, aber nicht vollständig vermieden werden können. Im Sinne der Anlagenzuverlässigkeit und ‑sicherheit ist eine Überwachung des Verschleißzustandes erforderlich. Dies kann im Einzelfall durch visuelle Begutachtung direkt an der Kupplung erfolgen. Die GfM bietet eine Lösung an, dies vollautomatisiert und per Fernüberwachung zu realisieren.

An den Kupplungsseiten sind jeweils eine Fahne aus Metall anzubringen, zueinander tangential versetzt um vorzugsweise circa 90 Grad. Darüber hinaus ist ein Drehzahlsensorhalter zu installieren. Die Flächen der Fahnen sollen so angebracht sein, dass sie den Messbereich des Drehzahlsensors passieren. Sind die Fahnen nicht so positionierbar, dass beide mit einem Sensor erfasst werden können, ist die Verwendung von zwei Drehzahlsensoren möglich.

Die Messung und Analyse der Daten erfolgt im Peakanalyzer der GfM, einem skalierbaren Online Condition Monitoring System, das ursprünglich für die Diagnose komplexer mechanischer Antriebe entwickelt wurde. In der zugehörigen Software Peakanalyzer Manager ist die Tonnenkupplungsüberwachung vorkonfiguriert. Der letztlich gemessene und angezeigte Wert ist die Änderung des tangentialen Abstands zwischen der Fahne an der Kupplungsnabe und der Fahne am Flanschgehäuse, welcher ein Maß für den mechanischen Verschleiß der Tonnenrollen und der Verzahnung ist. Dieser Wert kann über diverse Wege ausgegeben werden:

• 4 - 20 mA-Schnittstelle zur Ausgabe des Verschleißwertes
• Digitaler Schaltkontakt zur Signalisierung eines Alarms
• Profibus- oder Profinet-Ansteuerung zur Ausgabe des Verschleißwertes und separate Alarmierung
• Ausgabe der Informationen über Datenschnittstellen (MQTT, WCF, OPC UA)
• Versenden einer E-Mail im Alarmfall.

So kann diese Information direkt als Warn- oder Alarmparameter genutzt werden.

Die automatisierte Tonnenkupplungsüberwachung führt zu einer besseren Verfügbarkeit der überwachten Krane. Instandsetzungsmaßnahmen sind besser planbar, und ungeplanter Stillstand ist vermeidbar. Letztlich wird aber auch eine bessere Ausnutzung des Abnutzungsvorrats der Tonnenkupplungen erreicht, was direkt zur Kosteneinsparung und zur Ressourcenschonung beiträgt.