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f+h fördern und heben 5/2021

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f+h fördern und heben 5/2021

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG SERIE 06 Veränderung der Ellipsenhauptachse über die Seillebensdauer [10] 05 Optimierung der Randerkennung für Seildurchmessermessung (oben ursprünglicher Algorithmus, unten optimierter Algorithmus) [10] ÜBERWACHUNG UND ABLEGEREIFE VON HOCHFESTEN FASERSEILEN Value of major ellipse axis [mm] 10,8 10,6 10,4 10,2 Seile, hochfeste Faserseile und Drahtseile, 9 müssen im Betrieb überwacht und geprüft 8,8 werden. Für Drahtseile ist das wichtigste Kriterium die Anzahl an Drahtbrüchen auf einer bestimmten Bezugslänge. Die Drahtbrüche können dabei auf der Seilaußenseite und im Inneren des Seils auftreten. Für die Detektion der Innendrahtbrüche wird seit mehreren Jahrzehnten vor allem im Seilbahn- und Schachtförderbereich die magnetinduktive Seilprüfung (MRT) angewendet, die auch vermehrt Anwendung in der Fördertechnik findet [7]. Für hochfeste Faserseile kommt diese Art der Zustandsbeurteilung aufgrund der nicht-leitfähigen Faserwerkstoffe allerdings nicht in Frage. Alternativen können das Röntgenverfahren und die Magnetresonanztomographie umfassen, die jedoch nur in speziellen Fällen und wenig eingesetzt werden. Das Röntgenverfahren wird z. B. im Seilbahnbereich zur Bewertung von kritischen Tragseilbereichen in Stützenbereichen angewandt. Nachteile der beiden genannten Technologien sind vor allem der große, und auch für Menschen gefährliche, Aufwand und die geringen Prüfgeschwindigkeiten. Außenliegende Drahtbrüche lassen sich visuell durch eine Person oder mithilfe eines Kamerasystems detektieren. Bei Seilbahnen z. B., ist eine regelmäßige Inspektion der Seile vorgeschrieben, durchgeführt von Bahnmitarbeitern über mehrere Stunden in teils gefährlichen Umgebungen und im Freien. Das IFT hat zusammen mit der Automation bzw. Winspect GmbH ein visuelles Seilprüfgerät für eine derartige Anwendung entwickelt. Damit ist eine automatisierte Detektion von Außendrahtbrüchen und 07 Veränderung der Farbintensität über die Lebensdauer [11] 10 9,8 9,6 9,4 9,2 0 10 30 40 50 60 70 80 90 100 Rope lifetime [%] sonstigen Fehlstellen wie Blitzschäden möglich. Darüber hinaus lassen sich Veränderungen der Schlaglänge und des Durchmessers feststellen [8]. Das Winspect-System ist heutzutage z. B. auch für Schachtförderanlagen verfügbar. Für hochmodulare Faserseile ist zurzeit keine automatisierte zerstörungsfreie Seilprüfung verfügbar. Die von Liebherr/Teufelberger und Manitowoc/Samson Ropes entwickelten Faserseile werden mithilfe einer visuellen Prüfung in Kombination mit einem Rope-Monitoring-System überwacht [9]. Um eine generelle Nachverfolgbarkeit sicherstellen zu können, wäre es jedoch vorteilhaft, die visuelle Prüfung mit einem softwarebasierten System durchzuführen. Dies war die Ausgangsidee das bei Seilbahnen erprobte Winspect-System für laufende hochfeste Faserseile in fördertechnischen Anlagen weiterzuentwickeln. In mehreren Forschungsprojekten und Studienarbeiten am IFT wurde die automatisierte visuelle Seilprüfung für Faserseile mit dem Winspect-System analysiert. Für diese Untersuchungen wurden eine oder mehrere Standardkameras des Winspect-Systems in Kombination mit der Standardbeleuchtung und der Standardaufzeichnungssoftware eingesetzt. Im Folgenden werden Auszüge der Ergebnisse zweier Projekte vorgestellt: Dem ZIM-geförderten Forschungsprojekt „Entwicklung einer bildgebundenen Methode (CCD Kameratechnik) inklusive Beleuchtung und Analysesoftware zur Ablegereifeerkennung bei hochfesten Faserseilen“ [10] und ein studentisches Projekt [11], das im Rahmen eines größeren, vom Land Baden-Württemberg finanzierten Forschungsprojekts durchgeführt wurde. Über die Versuchsdauer wurden mehrere Aufnahmen mit den Winspect-Kameras gemacht. Mit deren Hilfe ließen sich Aussagen über die Durchmesserreduktion und die Schlaglänge treffen, aber auch neue Ansätze untersuchen. Bild 05 zeigt ein Beispiel für die Durchmessermessung und Bild 06 ein entsprechendes Diagramm solch einer Auswertung. In diesem Beispiel wurde nicht der Seildurchmesser erfasst, sondern, da die Kamera „von unten“ auf das Seil gerichtet war, die Hauptellipsenachse des Seils. Aus diesem Grund ist die Linie im Diagramm ansteigend. Bei 80 Prozent steigt die Linie steiler an, was sich als Ablegezeitpunkt interpretieren lässt. Bild 07 zeigt die Entwicklung der Farbintensität über die Lebensdauer eines Offenen Geflechts und Bild 08 das entsprechen- 38 f+h 2021/05 www.foerdern-und-heben.de

SERIE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 08 Colour intensity 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 Verlauf der Änderung der Farbintensität über die Seillebensdauer [11] 58 0 20 40 60 80 100 Lifetime [%] [6] Brehm, R.: Untersuchung der Lebensdauer laufender hochmodularer Faserseile bei verschiedenen Umschlingungswinkeln auf Seilscheiben. Bachelorarbeit. Universität Stuttgart. Stuttgart. 2017 [7] Novak, G.: Die zerstörungsfreie Seilprüfung. Betriebliche Prävention 11.18, S. 443-447. Berlin, 2018 [8] Harrach, A.: Die Weiterentwicklung des Winpsect-Seilprüfgerätes vom Einsatz bei Seilbahnen bis zur Qualitätssicherung in der Produktion von Seilen. Tagungsband Stuttgarter Seiltage 2018. Stuttgart, 2018 [9] Mupende, I.: Hochfestes Faserseil als Hubseil in Kranen mit Mehrlagenwicklung. Tagungsband Stuttgarter Seiltage 2018. Stuttgart, 2018 [10] Hansch, M.: Entwicklung einer bildgebundenen Methode zur Ablegereifeerkennung bei hochfesten Faserseilen. Tagungsband Stuttgarter Seiltage 2018. Stuttgart, 2018 [11] Schnepf, B.: Bestimmung der Ablegereife laufender hochmodularer Faserseile. Bachelor Thesis University of Stuttgart. Stuttgart, 2020 Autor: Dr.-Ing. Gregor Novak, Abteilungsleiter Seiltechnologie am Institut für Fördertechnik und Logistik (IFT) der Universität Stuttgart Foto/Grafiken: Autor de Diagramm. In Bild 08 ist der Anstieg der Werte über die Lebensdauer als Funktion des RGB-Werts zu sehen. Nach einem steilen Anstieg zu Beginn, verlangsamt sich die Rate zum Ende der Lebensdauer hin. Der Wendepunkt der Linie (in diesem Beispiel bei ca. 50 Prozent) könnte dabei z. B. als Ablegezeitpunkt verwendet werden. (Ende) Teil I des Beitrags ist in f+h 4/2021 erschienen. www.uni-stuttgart.de/ift Literaturhinweise: [1] Feyrer, K.: Drahtseile – Bemessung, Betrieb, Sicherheit. Heidelberg: Springer-Verlag, 2018 [2] Steinbach, G.: Betriebsdauer in Seiltrieben – Berechnung der Biegewechselzahl – Methode „Leipzig“; Hebezeuge Fördermittel 5/2018, S. 34-35 [3] Novak, G.: Die Abschätzung der Lebensdauer laufender hochmodularer Faserseile. In: Proceedings Stuttgarter Seiltage 2018. Stuttgart, 2018 [4] Novak, G.: Entwicklung eines hochfesten Faserseiles für Regalbediengeräte. ZIM-Abschlussbericht. Stuttgart, 2014 [5] Franck, B.: Biegeversuche an Faserseilen. Studienarbeit. Universität Stuttgart. Stuttgart. 2016 E-PAPER Sie möchten Teil I der Serie lesen? Nichts einfacher als das. Geben Sie den u. s. Link in Ihren Browser ein oder scannen den QR-Code mit Ihrem Smartphone ein und schon können Sie in unserem E-Paper den ersten Teil studieren. Viel Spaß bei der Lektüre! MECHANIK HYDRAULIK LASTAUFNAHMEMITTEL KRANE & ZUBEHÖR ANSCHLAGMITTEL PRÜFUNGEN & REPARATUR MIETSERVICE WIR HÄTTEN SIE BESSER BERATEN. Seit über 80 Jahren liefern wir alles was man zum Heben, Bewegen und Sichern von Lasten benötigt. Mit großer Erfahrung prüfen und reparieren wir und beraten Sie zuverlässig als Großhändler. Rufen Sie uns an und nutzen Sie unser Know-how. Alle Infos zu unserem Service und mehr als 8.500 Produkten fi nden Sie im Internet. www.heidkamp-hebezeuge.de Prüfungen nach DGUV Bei Ihnen vor Ort oder bei uns! Jetzt Termine sichern. bit.ly/fuh-ifl-teil-01 Dieselstraße 14 | D-42579 Heiligenhaus | Telefon 0 20 56 / 98 02-43 www.foerdern-und-heben.de f+h 2021/05 39

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