Forschung im hohen Norden
Die Zusammenarbeit zwischen SKF und der Technischen Hochschule im nordschwedischen Luleå ist ein Gewinn für beide Seiten. SKF kann neue Möglichkeiten für seine Technologien erforschen und die Universität sammelt Erfahrungen bei der Lösung von praxisbezogenen Problemen.
Luleå liegt an der Nordostküste Schwedens nur 120 km südlich des Polarkreises. In diesen Breiten sind die Winter lang, und im Sommer ist es fast rund um die Uhr hell.
Die ursprünglich um die Bergbau- und Schifffahrtsindustrie errichtete Stadt ist heute auch ein florierendes Forschungs- und Technologiezentrum, das dank seiner hohen Investitionen in die Computer- und IT-Infrastruktur auch „The Node Pole“ genannt wird.
SKF eröffnete 2012 an der Technischen Universität Luleå (LTU) ein University Technology Centre (UTC) – weltweit das fünfte dieser Art. Im Rahmen der inzwischen intensiven Zusammenarbeit zwischen SKF und der Hochschule arbeiten Wissenschaftler an verschiedenen Projekten im Bereich der Zustandsüberwachung. Unter anderem geht es um die Untersuchung weiterer Möglichkeiten für die intelligente Lagertechnik SKF InsightTM, die auf der Hannover Messe 2013 erstmals vorgestellt wurde. Es ist ein neuartiges Konzept, mit dem Lager fortlaufend ihre Betriebsbedingungen kommunizieren können.
Wie Jerker Delsing, Professor für industrielle Elektronik an der LTU, erklärt, profitieren alle Beteiligten von SKFs University Technology Centre. „Die Zusammenarbeit mit der Industrie verleiht unserer Forschung mehr Fokus“, sagt er. „Außerdem macht die Arbeit mehr Spaß.“
Per-Erik Larsson, SKFs Verbindungsmann zum UTC, sieht einen Gewinn für beide Seiten. „Zwischen uns herrscht ein offenes und ehrliches Verhältnis, und wir haben das gemeinsame Ziel, die besten technischen Lösungen für bestimmte Probleme zu finden.“
Zurzeit arbeiten im UTC acht Wissenschaftler an unterschiedlichen Projekten. Sie werden unterstützt von sechs Doktoranden aus Finnland, Mexiko, Nepal, Schweden und den USA.
Neben den eigenen Ressourcen nutzt das UTC Verbindungen zu drei weiteren Lehrstühlen der Universität: Maschinenelemente; Embedded Internet Systems Laboratory (EISLAB) und Betriebs- und Instandhaltungstechnik. Das heißt, SKF kann sich die Fachkompetenz von Wissenschaftlern zunutze machen, die nicht vom UTC finanziert werden. Andererseits hat das Engagement von SKF positive Auswirkungen auf die Universität – nicht nur in finanzieller, sondern auch in wissenschaftlicher Hinsicht.
Laut Delsing sind vor allem die praktischen Erfahrungen von großem Nutzen. „Das macht unsere Zusammenarbeit so interessant. Wir erfahren, was die Industrie braucht“, erklärt er. Praktische Belange werden manchmal von Wissenschaftlern übersehen, meint er. Es ist zum Beispiel weitaus komplizierter, ein Lager weiterzuentwickeln, das seine Betriebsbedingungen kontinuierlich kommunizieren kann, als einfach nur Wege zu finden, wie sich Informationen von Punkt A nach Punkt B übertragen lassen.
Bevor das UTC eingerichtet wurde, legte SKF der Universität in Luleå seine Bedürfnisse vor. Die LTU präsentierte daraufhin 16 verschiedene Projektvorschläge. SKF analysierte die Vorschläge und erstellte in der Reihenfolge ihrer Bedeutung eine Rangordnung. Die Vorschläge der LTU stimmten mit den Erfordernissen von SKF eng überein, erinnert sich Larsson.
Noch gibt es keine aus der Zusammenarbeit resultierenden Produkte, die bereits Marktreife erlangt hätten, aber der Tag ist nicht mehr fern. Das UTC leistet auch einen Beitrag zu Europas größtem Automationsprojekt, Arrowhead, und erhofft sich Vorteile davon. Das Projekt, an dem insgesamt 78 Unternehmen und Institutionen, darunter auch SKF, beteiligt sind, steht unter der Leitung der LTU.
„Im Rahmen der Zusammenarbeit für Arrowhead testen wir intelligente Lager für Radsätze von Schienenfahrzeugen. Wir wollen feststellen, ob die Technologie auch unter realen Bedingungen funktioniert“, schließt Delsing.
SKF Insight ist ein Warenzeichen der SKF Gruppe
SKF Insight
Lager galten schon immer als Herzstück von rotierenden Maschinen, aber mit der 2013 auf der Hannover Messe vorgestellten SKF Insight-Technik werden sie nun auch zum Gehirn.
Bisher konnten Zustandsüberwachungssysteme für Lager erst Schäden melden, wenn sie bereits eingetreten waren. SKF Insight ermöglicht es, durch direkt am Lager eingesetzte Sensoren mögliche Schäden im Anfangsstadium zu erfassen und zu melden. Durch frühzeitige Abhilfemaßnahmen wie zusätzliches Schmieren oder die Reduzierung extremer Kurzzeitbelastungen kann der Kunde vorzeitige Ausfälle und Betriebsstörungen vermeiden.
Statt anzugeben, für welche Belastungen eine Lageranordnung ausgelegt ist, misst SKF Insight die tatsächliche Lagerbelastung – eine wichtige Information für die Konstruktion zukünftiger Produkte.
Die neuartige Lagertechnik steht noch nicht als Standardprodukt zur Verfügung, ist jedoch bei Interesse als kundenspezifische Lösung erhältlich.
Brian Murray, der bei SKF als Innovationsleiter für den industriellen Markt tätig ist, legte vor circa fünf Jahren die Idee der SKF Insight-Technik dem Innovationsausschuss des Unternehmens vor.
„SKF ist weltweit führend bei der Konstruktion und Auswahl von Lagern“, sagt er. „Gleichzeitig ist SKF Weltmarktführer im Bereich der Zustandsüberwachung. Wir wollten diese beiden Kompetenzen in einem innovativen und einzigartigen Konzept miteinander verknüpfen.“
Murray hatte den richtigen Zeitpunkt gewählt. Die Entwicklung der drahtlosen Technik in der Industrie hat wesentlich dazu beigetragen, die Idee eines „intelligenten Lagers“ in der Praxis umzusetzen. Vor der Lancierung des Konzepts war es bei großen Kunden unter anderem in der Windenergie-, Eisenbahn- und Metallindustrie, eingehend getestet worden.
Nachdem nun die Vorzüge von SKF Insight feststehen, untersucht SKF zurzeit, wie sich die Technik optimal nutzen lässt.
Das EISLAB (Embedded Internet Systems Laboratory) an der technischen Universität von Luleå (LTU) arbeitet an der Erforschung von Lösungen zur Erfassung und Übertragung von Signalen, die von intelligenten Lagern ausgesendet werden.
„An dem Lager wird ein Sensor von der ungefähren Größe eines Zuckerwürfels angebracht“, erklärt Jerker Delsing, Professor für industrielle Elektronik an der LTU. „Der verwandelt das Lager in einen Webserver, der drahtlos mit seiner Umgebung kommunizieren kann.“
Gleichzeitig arbeitet der Lehrstuhl für Maschinenelemente der Universität an der Auswertung der empfangenen Signale. Professor Roland Larsson meint dazu: „Wir konvertieren sie in ‚Zustandsdaten‘, die uns sagen, was gerade im Inneren des Lagers geschieht.“
Professor Uday Kumar der Fakultät für Betriebs- und Instandhaltungstechnik an der LTU konzentriert sich auf die Deutung der Informationen, die die Lagerbesitzer erhalten, um die richtigen Entscheidungen treffen zu können.
