Kunnen remblokken aangeven hoe goed ze zijn? Experts van het Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrum Darmstadt van het Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) hebben, samen met de firma LF uit Leverkusen, sensoren in remvoeringen geïntegreerd. In het project willen ze op basis van hierna volgende dataverwerking informatie verkrijgen over de bedrijfsstatus.
Dankzij de integratie van de sensoren kunnen gegevens van de binnenkant van de frictievoering worden bepaald over de laagdikte en de slijtage. Op de lange termijn moet het mogelijk zijn om zelfoptimaliserende remsystemen te leren en conclusies te trekken over remdruk, wrijvingswaarden, remkoppels en het regelgedrag van het remsysteem.
Remblokken
LF ontwikkelt en produceert wrijvingsmaterialen voor industriële koppelingen en remvoeringen. In tegenstelling tot gevestigde technologieën maakt het speciale manier van produceren het mogelijk om ‘intelligente’ frictievoeringen te vervaardigen. Ze worden gemaakt in de vloeistoffase, drukloos en in het lage temperatuurbereik (RT-120°C).
Als onderdeel van het implementatieproject selecteerden de onderzoekers eerst geschikte sensoren, die ze vóór het fabricageproces voorzagen van contacten en vervolgens in de vloeistoffase integreerden. Op deze manier konden de sensoren gegevens van binnenuit de remblokken leveren, die zowel voor als na het remmen en tijdens uitgebreide remtests werd bepaald.
Integratie van sensoren
De voorbereidende tests lieten al zien hoe gevoelig de geïntegreerde sensoren waren voor externe belastingen en drukveranderingen. Door verschillende sensoren in een remblok te integreren, kon het team ook omstandigheden van ongelijke drukverdeling in het remblok identificeren. Door de trillingseigenschappen van de sensoren in combinatie met de frictievoering te meten, konden de onderzoekers ook uitspraken doen over de laagdikte van de frictievoering.
Dit betekent dat het gebruikte evaluatie-algoritme in de toekomst de slijtage van de wrijvingsvoeringen kan beoordelen en schade te identificeren die wordt veroorzaakt door veranderingen in de stijfheid van de wrijvingslaag. Op de lange termijn zien de wetenschappers de mogelijkheid om met dergelijke informatie zelfoptimaliserende remsystemen te leren.
Gedrag van rem- of koppelingstoepassingen
Bij de laatste tests op een remtester stelden de onderzoekers de sensoren in de remvoeringen bloot aan de belastingen en temperaturen die typisch zijn voor het remmen. De interacties tussen verschillende remdrukken en de remhydrauliek werden geanalyseerd zodat de onderzoekers de optimale krachtintroductie konden bepalen voor de verschillende drukbereiken.
In de toekomst zullen de ingebouwde sensoren het mogelijk maken conclusies te trekken over de eigenlijke remvoering. Op deze manier kan het typische gedrag van rem- of koppelingstoepassingen worden geïdentificeerd en indien nodig worden verbeterd.
De resultaten van het project openen kansen voor industriële toepassingen. In de volgende stap zullen de experts onderzoeken in hoeverre het mogelijk is om met behulp van geschikte AI-algoritmen parameters en informatie te bepalen die niet direct kunnen worden gemeten en welke andere sensoren geschikt zijn voor integratie in de bijbehorende frictievoeringen.
Onderstaande video laat zien hoe de twee projectpartners de intelligente frictievoering implementeerden.