Online Getriebe­über­wachung

Ein beginnender Getriebeschaden äußert sich in der Regel durch mikroskopisch kleine Abriebpartikel, die bei der Zerstörung von Oberflächenschichten an Lagerringen, Wälzkörpern oder Verzahnungen entstehen. Diese Partikel sind im ersten Stadium weder durch akustische Veränderungen noch durch klassische Vibrationsmessungen zuverlässig erkennbar – insbesondere nicht an schwer zugänglichen Stellen wie Planetenträgern oder langsam laufenden Stufen.

Hier setzt die metallische Partikelüberwachung im Öl an. Systeme wie MetalSCAN analysieren kontinuierlich den Ölstrom auf das Vorkommen von Eisen- und Nichteisenpartikeln. Ein Sensor im Rücklaufbereich – vor dem Filter – erfasst jede partikelbedingte Signalveränderung im induktiven Feld. So lässt sich selbst bei sehr langsamer Schadensentwicklung eine Tendenz erkennen.

Die entscheidende Stärke liegt in der langfristigen Trendbeobachtung: Der Anstieg der Partikelmenge über definierte Zeitintervalle hinweg ermöglicht eine sichere Aussage über den Schadensfortschritt – und erlaubt es, Instandhaltungsmaßnahmen rechtzeitig einzuplanen, bevor es zum ungeplanten Stillstand kommt.

Lagerschäden sind eine der häufigsten Ursachen für ungeplante Stillstände in antriebstechnischen Anlagen. Das Problem: Viele dieser Schäden verlaufen zunächst schleichend – ohne hör- oder messbare Symptome. Sie entstehen durch Überlast, Mangelschmierung, Einlaufprobleme oder Materialermüdung und setzen dabei mikroskopisch kleine Partikel frei, die sich im Schmieröl verteilen.

Ein Partikelsensor wie MetalSCAN erkennt exakt diese Frühindikatoren. Er ist direkt im Ölkreislauf positioniert und analysiert dort permanent die Partikelkonzentration. Durch die kontinuierliche Erfassung und Auswertung kann festgestellt werden, ob es sich um normalen Verschleiß oder eine auffällige Schadensentwicklung handelt.

So wird ein Lagerschaden nicht erst erkannt, wenn er bereits andere Bauteile in Mitleidenschaft gezogen hat. Stattdessen kann gezielt eingegriffen werden – bevor weitere Verzahnungen, Dichtungen oder Gehäuseteile beschädigt werden. Das verhindert nicht nur teure Folgefehler, sondern auch Stillstandzeiten von mehreren Tagen oder Wochen.

Bei Getrieben mit Zwangsschmierung ist eine sensorbasierte Echtzeitüberwachung der Abriebpartikel im Öl die derzeit effizienteste Methode zur Zustandsüberwachung. Systeme wie MetalSCAN kombinieren induktive Sensortechnik mit digitaler Auswerteelektronik und liefern verlässliche, kontinuierliche Messwerte – 24/7, ohne Bedienereingriff.

Im Unterschied zu periodisch durchgeführten Ölanalysen oder stichpunktartigen Schwingungsmessungen funktioniert MetalSCAN vollautomatisch und liefert einen durchgängigen Datensatz. Das ist insbesondere dann relevant, wenn Getriebe unter wechselnden Last- oder Temperaturbedingungen betrieben werden, etwa in Fertigungslinien, Walzwerken, Extrudern oder Windkraftanlagen.

Durch die Kommunikation via Modbus TCP/RTU, analoge oder digitale Signale lässt sich das System problemlos in bestehende Steuerungssysteme oder SCADA-Umgebungen integrieren. Alternativ kann die Alarmierung auch über dezentrale Anzeigeeinheiten oder Mobilfunk erfolgen. Damit ist MetalSCAN sowohl für neue Anlagen als auch für Retrofit-Anwendungen optimal geeignet.

Bei Getrieben mit Ölumlauf- oder Zwangsschmierung haben sich Systeme bewährt, die direkt im Ölfluss messen – und nicht auf indirekte Schwingungsdaten oder manuelle Ölproben angewiesen sind. Der MetalSCAN Sensor wurde speziell für diesen Anwendungsbereich entwickelt und bietet eine autarke Überwachung auf Basis der Partikelanzahl und -größe im Rücklauföl.

Im Gegensatz zu Vibrationssensoren, die vor allem an gut zugänglichen Stellen zuverlässig arbeiten, erfassen induktive Partikelsensoren auch Schäden in planetaren Untersetzungen, Nebentrieben oder bei getakteten Lastwechseln, wie sie z. B. in Pressen, Mühlen oder Kunststoffverarbeitungsanlagen vorkommen.

Zudem benötigt MetalSCAN keine beweglichen Bauteile, ist wartungsfrei und lässt sich mit wenig Aufwand nachrüsten – auch bei beengten Platzverhältnissen oder komplexen Schmierverläufen. Die Signale können über analoge Ausgänge, Digitalschnittstellen oder Netzwerkmodule direkt an bestehende CM- oder ERP-Systeme angebunden werden.

Ja – MetalSCAN ist ein speziell für Industriegetriebe entwickelter Sensor, der Abriebpartikel aus Eisen und Nichteisenmetallen im Schmieröl sofort detektiert und die erfassten Daten in Echtzeit verarbeitet. Die im Sensor integrierte Auswerteelektronik klassifiziert die Partikel nach Anzahl, Größe und Masse und vergleicht sie mit individuell definierten Warn- und Alarmgrenzen.

Sobald die Partikelbelastung über einen kritischen Wert steigt, wird automatisch ein Warnsignal generiert. Bei anhaltendem oder sprunghaftem Anstieg erfolgt eine Alarmmeldung. Beide Schwellenwerte können anlagenspezifisch angepasst werden – je nach Getriebetyp, Ölvolumen, Bauart und Belastung.

Dank der induktiven Messtechnik ist die MetalSCAN-Sensorik äußerst robust gegenüber Temperaturdifferenzen, Vibrationen und Strömungsschwankungen. Die Übertragung der Zustandsinformation kann sowohl über SPS-Eingänge (z. B. S7, Beckhoff, Allen Bradley) als auch über Netzwerk- oder Feldbussysteme erfolgen. Optional stehen Schnittstellen für GSM, E-Mail oder SMS zur Verfügung – für sofortige Weitergabe der Information an Instandhaltung oder Leitwarte.

Die Nachrüstung bestehender Industriegetriebe mit einer zuverlässigen Online-Überwachung stellt in vielen Betrieben eine Herausforderung dar – vor allem dann, wenn keine passenden Sensoraufnahmen vorhanden sind oder Umbauten an der Schmierführung vermieden werden sollen. Genau für diesen Zweck wurden die MetalSCAN Kompakteinheiten entwickelt: Diese anschlussfertigen Einheiten kombinieren Sensor, Filter, Pumpe und Auswerteelektronik in einem kompakten Gehäuse, das sich direkt mit dem Ölkreislauf verbinden lässt.

Die Installation erfolgt häufig über den Ölablassanschluss des Getriebes. Das Öl wird über eine Nebenstromleitung durch den Sensor geführt, dort analysiert und anschließend wieder zurückgeführt – etwa über das Belüftungsventil oder eine optionale Rücklaufleitung. Es sind keine Eingriffe in das Getriebegehäuse notwendig, keine Anpassungen an der Mechanik. So bleibt die Getriebezulassung erhalten, und der Betrieb kann nach minimaler Stillstandszeit wieder aufgenommen werden.

Für kleinere Anlagen stehen zudem Sensoren mit Schlauchanschluss zur Verfügung, die mittels Schnellkupplung installiert und auch temporär für Zustandsprüfungen eingesetzt werden können. Diese Flexibilität macht MetalSCAN zur bevorzugten Lösung für Retrofit-Projekte in der vorbeugenden Instandhaltung.

Zur präzisen Erfassung metallischer Abriebpartikel im Schmieröl werden bei MetalSCAN hochauflösende induktive Sensoren eingesetzt. Diese nutzen ein dreispuliges Messverfahren, bei dem Partikel im Ölstrom eine messbare Änderung des Magnetfelds verursachen. Je nach Größe, Material und Geschwindigkeit erzeugt jeder Partikel ein spezifisches Signal, das von der integrierten Elektronik analysiert wird.

Dabei unterscheidet das System zwischen ferromagnetischen (z. B. Stahl) und nicht-ferromagnetischen (z. B. Aluminium, Messing) Partikeln. Zusätzlich werden Partikelgrößen in frei definierbaren Bins (Größenklassen) gesammelt und als Trenddaten gespeichert. Dies erlaubt eine detaillierte Aussage über den Verschleißmechanismus – etwa ob es sich um ein schleichendes Pitting, eine fortschreitende Rissbildung oder akute Spänefreisetzung handelt.

Im Gegensatz zu optischen Partikelzählern oder Ölprobenanalysen liefert MetalSCAN eine physikalisch saubere und zuverlässige Aussage – unabhängig von Luftblasen, Ölalterung oder Viskositätsschwankungen. Das macht die Technologie zur idealen Lösung für eine objektive, störsichere Getriebeanalyse unter realen Betriebsbedingungen.

Die Beurteilung der Restlebensdauer eines Industriegetriebes ist eine der zentralen Fragen in der Instandhaltungsplanung. Hier bietet die kontinuierliche Erfassung der Partikelentwicklung im Öl eine verlässliche Grundlage für belastbare Prognosen. Entscheidend ist dabei nicht allein die absolute Anzahl metallischer Partikel, sondern die zeitliche Dynamik ihrer Zunahme.

Ein stabiles System zeigt über Wochen oder Monate hinweg ein gleichbleibendes Abriebbild. Kommt es hingegen zu einem sprunghaften Anstieg – etwa von 100 auf 1.500 Partikel pro Tag –, ist dies ein eindeutiges Signal für eine fortschreitende Schädigung. Die Auswertung solcher Daten erlaubt es, einen Handlungszeitraum zwischen Alarmmeldung und erforderlicher Instandsetzung zu definieren – mitunter über mehrere Wochen oder Monate.

Die Möglichkeit, anhand von Trendverläufen die Schadensentwicklung zu bewerten, führt zu mehr Sicherheit in der Planung, reduzierten Ersatzteilbeständen und minimiertem Risiko bei weiterem Betrieb. In der Praxis ermöglicht dies eine fundierte Entscheidung zwischen sofortigem Austausch oder dem gezielten Weiterbetrieb bis zum geplanten Stillstand.

Fehlalarme gehören zu den häufigsten Ursachen für Misstrauen gegenüber Zustandsüberwachungssystemen – und sind meist Folge unscharfer Schwellwerte oder unklarer Messsignale. MetalSCAN setzt hier auf definierte, individuell justierbare Warn- und Alarmgrenzen, die sich exakt auf das überwachte Getriebe anpassen lassen. Dabei wird nicht nur die absolute Partikelzahl, sondern auch deren Entwicklung über definierte Zeitintervalle berücksichtigt.

Durch diese Kombination aus Schwellenwert und Trendanalyse lassen sich typische Betriebszustände (z. B. Einlauf, saisonale Lastwechsel, Spülvorgänge) von echten Schadensverläufen sicher unterscheiden. So entstehen belastbare Aussagen, ohne dass jedes Signal vom Instandhaltungsteam hinterfragt werden muss.

Zudem ist MetalSCAN vollständig selbstüberwachend (BIT – Built-in-Test) und signalisiert mögliche Messfehler oder Unterbrechungen selbstständig. Die Daten lassen sich lokal oder zentral visualisieren und bei Bedarf automatisiert an übergeordnete Systeme oder externe Dienstleister weitergeben – inklusive E-Mail, SMS oder Cloud-Anbindung.

Die Überwachung des Schmieröls ist ein zentraler Baustein jeder modernen Instandhaltungsstrategie. Sie liefert nicht nur Informationen über den Zustand des Öls selbst, sondern insbesondere über den technischen Zustand der mechanischen Komponenten im System. Denn nahezu jeder beginnende Schaden – ob an Lagern, Wellen oder Verzahnungen – hinterlässt seine Spuren zuerst im Öl.

Im Unterschied zu Laboranalysen oder optischen Systemen misst MetalSCAN kontinuierlich im realen Ölstrom und erkennt metallischen Abrieb unmittelbar. Damit werden früh drohende Getriebeausfälle erkannt, und die Instandsetzung planbar. Insbesondere in Anlagen mit hoher Auslastung oder fehlender Redundanz ist diese Echtzeiterkennung entscheidend, um Produktionssicherheit und Anlagenverfügbarkeit auf hohem Niveau zu halten.

Zusätzlich lassen sich mit MetalSCAN auch Aussagen über die Qualität der Ölfilterung oder die Qualität des Spülens nach Wartungseingriffen treffen – alles ohne Ölprobe, ohne Labor und ohne Interpretationsspielraum.