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Praxisnahe Lösungen des Fraunhofer LBF beruhigen Schwingungen auf einfache Art

15.05.2020

Wenn Unternehmen Daten vernetzter Produktionssysteme geschickt erfassen und nutzen, können sie ihre Prozesse effizient führen und die Wettbewerbsfähigkeit steigern. Schwingungstechnische Fragestellungen spielen eine besonders große Rolle, wenn es darum geht, Produkte und Prozesse zu optimieren, da sie entscheidende Informationen über die für die Prozesscharakteristik relevanten Einflussgrößen liefern. Daher sind praxisnahe Lösungen gefragt, die auch kleine und mittlere Unternehmen mit vertretbarem Aufwand umsetzen können. Das Fraunhofer LBF hat einen Demonstrator entwickelt, der zeigt, wie schwingungsberuhigende Maßnahmen mit einfachen Mitteln umgesetzt werden können.

Die Digitalisierung bietet ein breites Spektrum an Optimierungsmaßnahmen für bestehende und neu entwickelte Systeme. Durch die zunehmenden Möglichkeiten, Prozesse und Produkte sensorisch zu vernetzen und zu automatisieren, steigt die Menge theoretisch erfassbarer Daten und gleichzeitig die Herausforderung, diese hinsichtlich ihrer Aussagekraft über Prozess- und Produktcharakteristiken sinnvoll auszuwerten.


Mehrmassenschwinger als Demonstrator für strukturdynamische Optimierungsmaßnahmen (statisch)

Ursula Raapke


Mehrmassenschwinger als Demonstrator für strukturdynamische Optimierungsmaßnahmen (schwingend)

Ursula Raapke

Für kleine und mittelständische Unternehmen stellt diese Entwicklung eine besondere Herausforderung dar, da diese, im Vergleich zu Großunternehmen, über weniger Ressourcen verfügen und meist ein heterogeneres Produktionsumfeld in über die Zeit gewachsenen Maschinenparks aufweisen. Daraus entsteht ein Bedarf an praxisnahen und anwendungsorientierten Lösungen mit vertretbarem Aufwand zur Umsetzung im Bestand.

Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF bietet in diesem Zusammenhang Lösungswege für die Umsetzung intelligenter vernetzter Systeme an. Das Darmstädter Institut greift auf langjährige Erfahrung in der anwendungsorientierten Entwicklung intelligenter Lösungen im Kontext der Strukturdynamik zurück.

Ein neu entwickeltes System zeigt, wie ein Sensorsystem die dynamische Anregung eines Mehrmassenschwingers erfasst und sich in der Folge die Auswirkung der Anregung durch einen adaptiven Tilger reduzieren lässt. Die mechanischen und digitalen Komponenten sind autark und der Ort der Wirkung jeweils modular wechselbar. Dabei ist die Eingabe durch den Nutzer und die Ausgabe der aktuellen Zustände über Smartphone-Anwendungen realisiert, während die Gerätekommunikation über bestehende Standards abgedeckt wird.

Systeme dieser Art bieten sich für den Transfer in eine Vielzahl potenzieller industrieller Anwendungen an. So lassen sich derartige schwingungstechnische Optimierungsmaßnahmen auf rotatorische Systeme wie Pumpen, Extruder, Turbinen sowie stationäre und mobile Antriebsstränge im Allgemeinen anwenden.

Gleiches gilt für Systeme mit dynamischen Betriebslasten, um die Dauerfestigkeit zu erhöhen oder Effizienzsteigerung durch höhere Taktzahlen zu erzielen. Beispiele hierfür sind etwa Fördersysteme, Webanlagen oder Druckeranlagen.

Dabei bietet das Fraunhofer LBF interdisziplinäre Lösungen für vibrationsarme Systeme mit hoher Zuverlässigkeit und greift dabei auf moderne und virtuelle Entwicklungsmethoden zurück. Somit lassen sich hohe Kundenanforderungen auch auf niedrigschwelligen Hardwarelösungen umsetzen.

Kunden erhalten auf diesem Weg maßgeschneiderte und anwendungsorientierte Lösungen, mit denen sie die Zuverlässigkeit ihrer Fertigungsprozesse und Produkte erhöhen und auf diese Weise ihre Wettbewerbsfähigkeit verbessern können.

Durch die Erhöhung des Digitalisierungs- und Automatisierungsniveaus können sie sich zudem neue Geschäftsfelder erschließen. Darüber hinaus besteht für KMU die Möglichkeit zu einer methodenorientierten Weiterbildung des Personals im Rahmen des Kompetenzzentrums Mittelstand 4.0.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Jonas Martin Brandt, jonas.martin.brandt@lbf.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.lbf.fraunhofer.de/de/projekte-produkte/iot-sensorsysteme-prozessueber... - Weitere Informationen zu dem Projekt

Anke Zeidler-Finsel | Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

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