VIBEcontrol - Entwicklung eines Energy Harvesters mit temperaturunabhängiger Resonanzfrequenz

In diesem Kooperationsprojekt entwickeln die Unternehmen plastec Kunststofftechnikum Oberberg GmbH und Scemtec Sensor Technology GmbH gemeinsam mit dem Institut für Allgemeinen Maschinenbau der TH Köln ein energieautarkes Sensorsystem zur Maschinenüberwachung schwingender Maschinen mit konstanter Schwingfrequenz, z.B. Siebmaschinen.

Ein Sensorsystem, soll schwingende Maschinen dauerhaft im laufenden Prozess überwachen. Die Energieversorgung des Sensorsystems kann durch Kabelverbindungen oder Akkus nicht zuverlässig gewährleistet werden, da Kabel durch die schwingende Dauerbelastung beschädigt werden und Batterien zu häufig ausgetauscht werden müssen. Damit das Sensorsystem kabellos und energieautark betrieben werden kann, wird es von einem Vibration Energy Harvester mit Energie versorgt. Vibration Energy Harvester sind Systeme, die mechanische Schwingungen in elektrische Energie umwandeln. Schwingungstechnisch handelt es sich dabei um Masse-Feder-Systeme, die in ihrer Resonanzfrequenz betrieben werden, um den höchsten Wirkungsgrad zu erreichen. Die Resonanzfrequenz herkömmlicher Vibration Energy Harvester sind temperaturabhängig. Bei einer Änderung der Maschinen- und Außentemperatur kann daher nicht mehr ausreichend Energie für das Sensorsystem umgewandelt werden, so dass eine kontinuierliche Überwachung der Maschinen nicht mehr möglich ist.

Deshalb wird ein innovativer Vibration Energy Harvester mit temperaturstabilen Resonanzfrequenz entwickelt, der unabhängig von der Maschinen- und Außentemperatur ausreichend kinetische Energie der vorhandenen Schwingungen in elektrische Energie umwandeln. Dadurch können die zur Maschinenüberwachung benötigten Sensorik-, Analyse- und Kommunikationskomponenten kontinuierlich und langfristig betrieben werden.