Checkliste für die Lastprofilaufnahme an Werkzeugmaschinen und Förderern

Das Wichtigste auf einen Blick

• Messstellen vor dem ersten Start festlegen: jede Antriebswelle, jeder Motor und jede Umlenkung einzeln.
• Abtastrate je Messgröße getrennt wählen, nicht pauschal für alle Kanäle.
• Messdauer über mindestens einen vollständigen Produktionszyklus führen, bei Förderern über drei Schichten.
• Bezugstemperatur von 20 Grad Celsius vereinbaren und die Umgebungstemperatur mitschreiben.
• Messmittel vor und nach der Aufnahme prüfen und die Prüfung protokollieren.

Welche Größen mit welcher Einheit erfasst werden

Jedes Lastprofil braucht vier Größen: Drehmoment in Newtonmeter, Strom in Ampere, Drehzahl in Umdrehungen pro Minute und Temperatur in Grad Celsius. Fehlt eine davon, ist weder eine belastbare Auslegung noch eine gezielte Fehlersuche möglich.

Größe	Einheit	Typische Messstelle	Abtastrate
Drehmoment	Newtonmeter	Antriebswelle, Getriebeausgang	2 kHz
Strom	Ampere	Motorspeisung, Umrichterausgang	2 kHz
Drehzahl	Umdrehungen pro Minute	Motorlager, Drehgeber	10 Hz
Temperatur	Grad Celsius	Wicklung, Lager, Getriebeöl	1 Hz

Am Getriebeausgang liegt das Drehmoment um das Übersetzungsverhältnis höher als an der Motorwelle. Messen Sie deshalb an beiden Stellen, sonst bleiben Lastspitzen am Abtrieb unentdeckt.

Für die Drehmomentmessung an der Welle eignen sich Dehnungsmessstreifen oder ein Drehmomentmessflansch. Beides liefert den Momentanwert, während der Umrichter nur einen geschätzten Wert ausgibt.

Der Motorstrom enthält Taktfrequenzanteile des Umrichters. Filtern Sie erst nach der Aufnahme, sonst verlieren Sie die Aussage über Spitzenlast und Kurzzeitüberlast.

Abtastrate, Messdauer und Bezugstemperatur festlegen

1. Höchste relevante Signalfrequenz abschätzen. Bei umrichtergespeisten Motoren ist mit Anteilen bis zum Fünffachen der Statorfrequenz zu rechnen.
2. Abtastrate auf mindestens das Doppelte dieser Frequenz setzen, in der Praxis mit dem Fünf- bis Zehnfachen arbeiten.
3. Messdauer auf drei vollständige Produktionszyklen auslegen, bei Förderern auf drei Schichten mit je acht Stunden.
4. Bezugstemperatur von 20 Grad Celsius und den Einbauort der Temperaturfühler im Protokoll festhalten.
5. Zeitstempel von Messsystem und Steuerung abgleichen, damit Zyklen eindeutig zuzuordnen sind.

Ein einmaliger Messlauf über wenige Sekunden genügt nicht. Lastspitzen treten beim Anfahren und beim Werkzeugwechsel auf, und genau sie entscheiden über die Dimensionierung.

Zu niedrige Abtastraten kosten die Entscheidungsgrundlage. Ein Antrieb, dessen Beschleunigungsspitzen im Mittelwert verschwinden, wird zu schwach ausgelegt.

In Förderanlagen mit mehreren Antrieben laufen die Messungen parallel. Synchronisieren Sie die Kanäle über einen gemeinsamen Trigger, sonst lassen sich Lastspitzen nicht zuordnen.

Messmittel, Normen und Bewertungsgrenzen

Die Prüfung der elektrischen Ausrüstung vor der ersten Inbetriebnahme regelt DIN EN 60204-1. Sie verlangt unter anderem den Nachweis der Schutzleiterverbindungen und der Isolationswiderstände. Die DGUV Vorschrift 3 fordert zusätzlich wiederkehrende Prüfungen durch Elektrofachkräfte.

Die Unfallverhütungsvorschrift Elektrische Anlagen und Betriebsmittel gilt für alle gewerblichen Anlagen. Wie Prüfpflichten und Betreiberpflichten zusammenspielen, zeigt die Übersicht der BAuA zu Maschinen und Betriebssicherheit.

Schwingungen an Lagern und Gehäusen bewerten Sie nach DIN ISO 10816-3. Die Norm gilt für industrielle Maschinen mit Nennleistungen über 15 Kilowatt und nennt Grenzwerte für den Effektivwert der Schwinggeschwindigkeit.

Messungen an drehenden Teilen erfordern je nach Einbauort eine Freigabe der Anlage. Klären Sie vorher, ob der Antrieb im Handbetrieb gefahren werden darf.

Dokumentationspflichten und Ablage

• Anlagenkennzeichen, Messstelle, Messrichtung und Messgröße mit Einheit eintragen.
• Messmittel mit Seriennummer, Kalibrierdatum und Messunsicherheit aufführen.
• Abtastrate, Messdauer, Datum und Bezugstemperatur im Kopf des Protokolls festhalten.
• Rohdaten und Auswertung gemeinsam ablegen, damit jede Kennzahl nachrechenbar bleibt.
• Abweichungen mit Ursache, Maßnahme und Verantwortlichem ergänzen.

Bewahren Sie Rohdaten und Auswertung am Anlagenstandort oder im zentralen Instandhaltungssystem auf. Entscheidend ist, dass die Datei zur Anlage auffindbar ist.

Ohne diese Angaben ist eine Wiederholungsmessung wertlos. Die DGUV Vorschrift 3 verlangt nachvollziehbare Prüfunterlagen, eine feste Aufbewahrungsfrist nennt sie nicht.

Häufige Fragen

Wie viele Messstellen brauche ich pro Werkzeugmaschine?

Eine pro Antriebsstrang: Motorwelle, Getriebeeingang und Getriebeausgang. Bei Werkzeugmaschinen kommen die Vorschubachsen hinzu, bei Förderern jede Antriebsstation und jede Umlenkstation.

Reicht eine Abtastrate für alle Messgrößen?

Nein. Drehmoment und Strom brauchen die hohe Rate, Drehzahl und Temperatur kommen mit deutlich weniger aus.

Welche Bezugstemperatur ist für die Auswertung maßgeblich?

20 Grad Celsius als Bezug, dazu die tatsächliche Umgebungstemperatur am Einbauort. Nur so lassen sich Temperaturgänge vom Lastprofil trennen.

Wo finde ich die angewandten Normen im Überblick?

DIN EN 60204-1 und DIN ISO 10816-3 sind die zentralen Regelwerke für elektrische Ausrüstung und Schwingungsbewertung. Wie Normen aufgebaut sind und wie sie gelten, erklärt das DIN in seinen Grundlagen zu DIN-Normen.

Wer darf die Messung an der elektrischen Ausrüstung durchführen?

Elektrofachkräfte nach DGUV Vorschrift 3. Für Schwingungs- und Temperaturmessungen genügt eingewiesenes Personal.