Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mehr Sicherheit auf See: IPH entwickelt Fernüberwachung für Schiffsgetriebe

25.01.2017

Fällt ein Schiffsgetriebe auf hoher See aus, kann das sehr gefährlich für die Besatzung werden – und teuer für den Reeder, der sein Schiff abschleppen lassen muss und die Fracht nicht pünktlich ans Ziel bringt. Deshalb werden kritische Bauteile regelmäßig ausgetauscht. Günstiger und sicherer wäre es, Schiffsgetriebe rund um die Uhr aus der Ferne zu überwachen. Das Institut für Integrierte Produktion Hannover gGmbH (IPH) entwickelt deshalb gemeinsam mit Partnern ein sogenanntes Condition-Monitoring-System für Schiffsgetriebe. Das Besondere: Das System funktioniert kabellos und ohne Batterien, die nötige Energie generiert es aus der Umgebung.

Temperaturen, Drehzahlen, Drehmomente und Schwingungen können die Wissenschaftler bereits drahtlos messen und mithilfe der Daten Lagerschäden im Getriebe erkennen. Nun wollen sie das System so weiterentwickeln, dass erstmals auch der Verschleißzustand der drehmomentübertragenden Bauteile im laufenden Betrieb überwacht werden kann – beispielsweise von Kupplungen, Wellen oder Verzahnungen. Dafür existieren bisher noch keinerlei Technologien.


Containerschiff im Hafen: Schiffe wie dieses sollen künftig mit einem Condition-Monitoring-System ausgestattet werden.

Bildlizenz: CC0 Public Domain – Freie kommerzielle Nutzung, kein Bildnachweis nötig


Öltanker auf See: Fällt das Getriebe aus, kann das verheerende Folgen haben. Fernüberwachung soll Ausfälle verhindern.

Bildlizenz: CC0 Public Domain – Freie kommerzielle Nutzung, kein Bildnachweis nötig

Zunächst wollen sich die Forscher der Lamellenkupplung widmen, die die Kraft des Motors an das Getriebe überträgt. In dem Fall, dass sich die Reibbeläge auf den Lamellen abnutzen, funktioniert die Kraftübertragung nur noch schlecht oder überhaupt nicht mehr.

Die Forscher suchen deshalb nach Möglichkeiten, den Verschleiß zu messen. Mit einem Ferndiagnosesystem, das den Verschleißzustand dauerhaft überwacht, wäre es möglich, die Wartung beziehungsweise den Austausch von Komponenten zeitlich exakt zu planen – das spart Kosten. Zudem ließe sich damit praktisch ausschließen, dass Komponenten während der Fahrt ausfallen.

Die Sicherheit auf See zu erhöhen hat sich auch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie zum Ziel gesetzt. Deshalb fördert es das Forschungsprojekt „CoMoGear – Condition Monitoring of Marine Gearboxes“ mit rund 350.000 Euro und finanziert so die Entwicklung des Condition-Monitoring-Systems.

Kern des Systems sind miniaturisierte Sensorknoten, die im Getriebe installiert werden und Messwerte an den Bordcomputer senden. Bei der Entwicklung stehen die Forscher vor zwei Herausforderungen: Erstens müssen die Sensoren im ölumspülten Getriebe funktionieren. Bisher haben die Forscher lediglich außen am Getriebegehäuse Sensoren installiert und beispielsweise Schwingungen gemessen, mit denen sich unter anderem Lagerschäden detektieren lassen. Innerhalb des Getriebes sind derzeit keine Messungen möglich.

Zweitens muss die Energieversorgung sichergestellt werden, obwohl im Getriebe keine Stromkabel verlegt und im laufenden Betrieb auch keine Batterien ausgetauscht werden können. Deshalb soll das Condition-Monitoring-System drahtlos und energieautark funktionieren und mithilfe von Energy-Harvesting-Technologien die nötige Energie aus der Umgebung generieren.

Dass die drahtlose Energieversorgung funktioniert, haben die Forscher bereits im Vorgängerprojekt „DriveCoM“ bewiesen. Die Sensoren, die sie in diesem Projekt entwickelt haben, nutzen zur Energiegewinnung den Temperaturunterschied zwischen Getriebe und Meerwasser. Thermische Energiewandler erzeugen daraus genug Strom, um alle 20 Minuten Temperaturen, Drehzahlen, Drehmomente und Schwingungen zu erfassen und an den Bordcomputer zu senden.

Die Technologie hat das IPH gemeinsam mit der REINTJES GmbH, der Bachmann Monitoring GmbH, der Microsensys GmbH und der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. entwickelt und auf dem Getriebeprüfstand der REINTJES GmbH getestet: Mithilfe der Schwingungsdaten konnten erfolgreich Lagerschäden detektiert werden.

Im neuen Projekt „CoMoGear“ wollen die Partner das System so weiterentwickeln, dass zusätzlich auch der Verschleiß von rotierenden Bauteilen innerhalb des Getriebes gemessen werden kann. Dazu ist eine neue Art der Energiegewinnung nötig, denn innerhalb des Getriebes gibt es keine großen Temperaturunterschiede, die sich ausnutzen lassen. Deshalb wollen die Forscher die Rotationsenergie im Getriebe nutzen, um Strom für die Sensoren zu erzeugen. Die Messdaten sollen nicht nur regelmäßig an den Bordcomputer übertragen werden, sondern sich zusätzlich per Bluetooth mit dem Smartphone auslesen lassen.

In den kommenden zwei Jahren wollen die Forscher einen Demonstrator entwickeln und erneut auf dem Getriebeprüfstand der REINTJES GmbH testen.

Weitere Informationen:

http://www.comogear.iph-hannover.de Weitere Informationen zum Forschungsprojekt CoMoGear

Susann Reichert | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.iph-hannover.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Metamolds: Eine Gussform für eine Gussform
20.08.2018 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker
17.08.2018 | Institute of Science and Technology Austria

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Oktober 2018

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

IHP-Technologie darf in den Weltraum fliegen

20.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Eröffnung des neuen Produktionsgebäudes bei Heraeus Medical in Wehrheim

20.08.2018 | Unternehmensmeldung

Universum Studie: Internationalität und Praxisbezug sind Erfolgsfaktoren der ISM

20.08.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics