SmartSpring – die intelligente Feder

Ausgangslage

Die Firma
Leader in Form und Funktion. Lange Tradition und hochste Oualitat machen die Federnfabrik Schmid AG so besonders. Der Markenname gilt als der lnbegriff für erfolgreiche Produkte.

Das Prinzip von mechanischen Bauteilen, wie Federn, hat sich grundsatzlich nicht verändert, entwickelt hat sich aber die Technologie rund um die Herstellung, die Oualitat der Materialien und deren Oberflachen .Seit mehr als 100 Jahren haben wir, von der Federnfabrik Schmid AG, Erfahrung mit Federn, Stanz-, Stanzbiege- und Drahtbiegeteilen. Das macht uns zum Marktführer in der hochprazisen Federntechnik .

Angefangen hat die Erfolgsgeschichte mit der Entwicklung von Federwickelmaschinen bis zur lnbetriebnahme des ersten automatischen Härteofens. Heute setzen sich mehr als 60 qualifizierte Techniker, lngenieure und Produktionsexperten dafür ein, hochwertige Technologien für verschiedene lndustrien zu fertigen. Wir wachsen mit den Anforderungen unserer Kunden, indem wir immer komplexere Aufgaben Iösen. Dabei entwickeln wir innovative Produkte, die wir an unsere Kunden weitergeben können.

Das Problem
Technische Federn werden in der Industrie in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, welche eins gemeinsam haben: die realen Beanspruchungen der Feder im Betrieb sind meist nicht genau genug bekannt, um eine zuverlässige Aussage über ihren Zustand treffen zu können. Die Auslegung von Federn basieren oft auf theoretischen Annahmen und Modellen. Versuche, die diesen Modellen zugrunde liegen, werden unter Laborbedingungen durchgeführt und lassen sich nicht immer 1:1 auf die konkrete Anwendung übertragen.

Das Ziel
Mit der SmartSpring eröffnen sich viele neue Möglichkeiten für die Optimierung von Federn in deren Anwendung. Die Gefahr eines unvorhergesehenen Ausfalles wird so minimiert, der Endkunde kann seine Anwendung störungsfrei und kostenoptimiert nutzen.

Umsetzung

Ein innovativer Sensor mit integrierter Elektronik überwacht die Feder in der Applikation. Er überträgt auf Anforderung, über eine Funkschnittstelle, alle wichtigen Daten zur Beurteilung Ihres aktuellen Ist-Zustandes. Eine App wertet diese realen Daten online aus und stellt Informationen, z.B. für die vorbeugende Instandhaltung, zur Verfügung.

Diese Neuentwicklung der Federnfabrik Schmid AG schlägt die Brücke zwischen einer herkömmlichen mechanischen Feder und dem digitalen Zeitalter und ist mit dem Innovationspreis 2019 des CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique) ausgezeichnet worden.

Das Überwachungsmodul, bestehend aus einem Dehnungsmessstreifen zur Ermittlung der Verformungen und damit der Spannungen auf der Ober­fläche, einem Temperatursensor, einem Beschleunigungssensor, einem Speichermodul, das die erfassten Daten zwischenspeichert und einem Ausgabemodul, das die gespeicherten Daten über eine Schnittstelle (Bluetooth) überträgt.

Hinzu kommt die Software, die die gewonnenen Daten aufbereitet und auf einem mobilen Endgerät darstellt. Hier besteht die Möglichkeit, dynamische, statische Anwendungen zu analysieren oder Extremwertbetrachtungen durchzuführen. Mit den gewonnenen Daten können über die Software neben einer online Anzeige der Daten verschiedene Kennzahlen ermittelt werden, wie z.B. die Restlebensdauer bis zum theoretischen Ausfall in einer dynamischen Anwendung, die verbleibende Federkraft bis eine kritische Grenze erreicht wird oder die Angabe von Minimal- oder Maximalwerten während des Betriebs.

Nutzen

• Kontrollierte Anwendung durch Überwachung des Federelements
• Eindeutige Meldung des Zustandes der Feder (Federverhalten kritisch, Ende der Lebensdauer wird in Kürze erreicht,…)
• Vorausschauende Wartung und kürzere Stillstandzeiten durch planbaren Austausch der Feder
• Kontrollierbare Wiederaufnahme des Betriebs (Extrembelastungen der Feder beim Hochfahren des Systems werden erkannt)
• Kostenersparnis und Vorteile:
• unerwartete Ausfälle aufgrund von Federversagen werden verhindert
• Sicherheitsgewinn in der Anwendung
• Federstatus jederzeit mobil abrufbar