Session 9: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-mobaverm 18. August 2015, Gütersloh.

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1 Session 9: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-mobaverm 18. August 2015, Gütersloh

2 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-mobaverm Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

3 Einführung Ruberg-Mischtechnik GmbH + Co. KG Ringschichtmischer RM Mischtrockner / Reaktor AMT Konusmischer AM Kontinuierlich- Mischer AMK Mischtrockner/ Reaktor VMT Container Mischer COM Vertikal-Doppelwellenmischer HM Vertikal-Einwellenmischer VM it s OWL Clustermanagement GmbH

4 Einführung Standort Paderborn Expertise für intelligente Mechatronik Fraunhofer-Projektgruppe Entwurfstechnik Mechatronik Projektgruppe des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT, Aachen Start im 1. März Mitarbeiter Heinz Nixdorf Institut Forschungszentrum der Universität Paderborn 1987 gegründet ca. 200 Mitarbeiter, 8 Professoren it s OWL Clustermanagement GmbH

5 Einführung Ausgangssituation und Motivation Aufbau Strömungsbild it s OWL Clustermanagement GmbH

6 Einführung Ausgangssituation und Motivation Die Leistungsauslegung von vertikalen Schneckenmischern beruht bisher auf einer einfachen ähnlichkeitsanalytischen Betrachtung. Betriebsdaten sowie Fließeigenschaften der Produkte werden bisher unzureichend berücksichtigt. Die Kenntnis von charakteristischen Spannungsverläufen an signifikanten Positionen des Mischgefäßes sowie des Werkzeuges würde die Auslegung optimieren. Die Mischwerke bisher sehr einfach drehzahlgeregelt. Das Mischergebnis wird dabei nicht im Betrieb erfasst. Durch eine Messdatenerfassung (z.b. Drehmomentmessung) kann eine Online- Analyse während des Mischvorgangs (z.b. Verdichtungszustände) durchgeführt werden. Condition Monitoring sowie zeit- und energieminimierende Mischprofile im Sinne einer Selbstoptimierung it s OWL Clustermanagement GmbH

7 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-mobaverm Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

8 Zielsetzung Entwicklung einer Messvorrichtung zur modellbasierten Auslegung und zum selbstoptimierenden Betrieb von vertikalen Schraubenbandmischwerkzeugen Entwicklung einer geeigneten Messvorrichtung und Integration in Mischwerk für z.b. Krafteinwirkungen, Motorleistung, Motordrehzahl, Füllstände etc. Experimentelle Untersuchungen an einem vertikalen Schneckenmischwerkzeug, um Einblicke in die Strömungstechnik verschiedener Schüttgüter zu geben Anpassung bisheriger Modellrechnungen zur Auslegungsoptimierung von Mischwerkzeugen Ermittlung von Ansätzen zur Online-Analyse von Mischzustand und Mischwerk um Zeit- und Energiebedarfe zu minimieren und ein Condition-Monitoring zu ermöglichen it s OWL Clustermanagement GmbH

9 Vorgehensweise 1. Phase: Messtechnik Anforderungen an Messtechnik ermitteln Messtechnik konzipieren, aufbauen, integrieren Messtechnik kalibrieren 2. Phase: Versuchsdurchführung und Modellrechnung Versuchsdurchführung Validierung Modellrechnung 3. Phase: Potentialanalyse Potentialanalyse Selbstoptimierung Condition- Monitoring it s OWL Clustermanagement GmbH

10 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-mobaverm Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

11 Ergebnisse Messtechnik Integration und Inbetriebnahme Messtechnik Integration einer 6-D-Messzelle in das Schraubenband der rotierenden Mischwelle einschließlich telemetrischer Datenübertragung Integration von 6-D-Messzellen in den Mischbehälter (3 Stück im Behälterboden sowie 3 Stück in die Wandung des Mischbehälters) Synchrone online Messwerterfassung der Messzellen Lage, Drehzahl und Drehmoment Mischwelle Schwingung und Temperatur oberes Lagerschild Mischwelle Phasenströme und innere Wicklungstemperatur Antriebsmotor Mischwelle Füllgewicht it s OWL Clustermanagement GmbH

12 Ergebnisse Kalibrierung der 6-D-Messzellen Kalibriervorrichtung Kalibrierung Kalibrierung der 6-D-Messzellen erforderlich Aufbau einer Kalibiervorrichtung Erstellung einer Kalibriermatrix Berechnung: Kraft/Moment = Kalibriermatrix * Messwert Kalibrierbelastung 6-D-Messzellen it s OWL Clustermanagement GmbH

13 Ergebnisse Messergebnisse it s OWL Clustermanagement GmbH

14 Ergebnisse Modellrechnung Kräftegleichgewicht an einem differentiellen Volumenelement radiale Richtung azimutaler Richtung axialer Richtung it s OWL Clustermanagement GmbH

15 Ergebnisse Modellrechnung Vertikallast aus der Modellgleichung Messwert ca. 15N it s OWL Clustermanagement GmbH

16 Ergebnisse Messtechnische Auswertung und Condition Monitoring Auswertung der Messdaten Trendverläufe und Grenzwertüberwachung Klassifizierung von Ereignissen Regelung Drehzahl und Ablaufsteuerung Mischprofile Erzeugung von Daten-Files zur Modellbildung it s OWL Clustermanagement GmbH

17 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-mobaverm Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

18 Resümee und Ausblick Resümee Messtechnik konnte erfolgreich integriert werden. Modellrechnung wurde verifiziert und validiert. Potentialanalyse aufgrund umfangreicher messtechnischer Untersuchungen noch nicht abgeschlossen. Messergebnisse haben einen hohen Informationsgrad für die Firma Ruberg-Mischtechnik. Ausblick Arbeiten an diesem Thema werden nach Abschluss des Transferprojektes weitergeführt. Wie verhalten sich stark differierende Produkteigenschaften, wie Schüttdichte, Reibungseigenschaften? Ruberg-Mischtechnik hat Zugang zum Themengebiet Mechatronik durch das Fraunhofer IPT (Messtechnik, modellbasierte Entwicklung, Robotik) erhalten. Pulverkeramik Schüttdichte: 3,0 kg/dm³ Nutzinhalt: Liter Batchmasse: 45000kg Energie- und Zeitoptimierung it s OWL Clustermanagement GmbH

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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