Projektlaufzeit: seit 2016

Die Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH (MIBRAG) betreibt im Süden Leipzigs mehrere Tagebaue mit unterschiedlichen Schaufelradbaggern. Angetrieben werden diese Stahlkolosse von leistungsstarken Motoren, die ihre Kraft mittels mehrstufiger Getriebe übersetzen. Speziell die Wälzlager der Planetenstufe darin waren bisher nur schwer zu diagnostizieren, weshalb in Kooperation die MIBRAG-Module entwickelt wurden und stetig weiterentwickelt werden. Sie bestehen grundsätzlich aus mehrachsigen Beschleunigungssensoren, einer kombinierten Temperatur-Feuchte-Messung, einem Mikrokontroller, einem Funk-Chip mit zugehöriger Antenne und einer Batterie. All dies muss in eine hohle Schraube aus dem 3D-Drucker passen und soll fünf Jahre lange eine dauerhafte, zuverlässige Getriebediagnose ermöglichen.

Hierfür werden sämtliche Komponenten auf drei bis vier kreisförmige, 17 mm breiten Platinen verteilt. Dabei spielt die Miniaturisierung der Schaltung aber auch das Abwägen zwischen Messgenauigkeit und Energiebedarf eine entscheidende Rolle. Weitere Herausforderungen stellen die Umgebungsbedingungen innerhalb des Getriebes dar. Die Funkstrecke wird beispielsweise durch die vielen Metallteile und den Ölnebel gestört, während Temperaturen von teils über 90°C einen deutlich erhöhten Ruhestrombedarf der Schaltung nach sich ziehen. Nur spezielle Elektronikbauteile können eingesetzt werden, um die Funktionalität überhaupt sicherstellen und die benötigte Batterielaufzeit auch unter diesen Bedingungen realisieren zu können.

Im Anschluss daran erfolgt die Datenauswertung mittels unterschiedlicher mathematischer Methoden und eine Prognose der Ausfallwahrscheinlichkeit in Abhängigkeit des diagnostizierten Zustandes inklusive Handlungsempfehlung.

MIBRAG Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft mbH