Ausgabe - 17 - Produktion

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14 · Konstruktion · Produktion · 25. April 2013 · Nr. 17 Kleinstantriebe Wo genau kommt der Lärm her? Produktion Nr. 17, 2013 Für Kleinstantriebe, die in Labor-, Medizintechnik oder bei Büromaschinen eingesetzt werden, ist ein leiser Lauf sehr wichtig. Auch in der Automatisierungstechnik stellt sich immer öfter die Frage: Wo genau kommt der Lärm her und wie lässt er sich vermeiden? Quellen für Schwingungen und Geräusche Schönaich (pd). Geräusche, die der Mensch wahrnimmt, werden in den meisten Fällen über die Luft übertragen. Um Produkte für das menschliche Empfinden als laufruhig, leise oder ‚smooth‘ zu gestalten, sind immer physikalische, biologische und psychische Komponenten aufeinander abzustimmen. Der Kleinantriebsspezialist Faulhaber analysiert daher nicht nur physikalisch die einzelnen Schwingungen und Geräusche der Kleinstantriebe, die Spezialisten bewerten die so ermittelten Daten auch nach den Gesichtspunkten der menschlichen Wahrnehmung. So entsteht als Endprodukt ein Antrieb, der die Bezeichnung laufruhig tatsächlich verdient. Da Schall auf Schwingungen von Gasen oder festen Körpern basiert, kommen für die Schwingungs-Anregung der Materie eine ganze Reihe von Ursachen in Frage. Teilweise werden die einzelnen Schwingungsformen ineinander umgewandelt und ergeben so besonders störende Anteile. Im Allgemeinen lässt sich die Anregung Hörempfinden des Menschen als Diagramm Quelle: Intro Hörempfinden als Digramm: Kurven gleicher Lautheit. © Produktion Die Abbildung zeit Quellen für Schwingungen und Geräusche in einem elektrischen Kleinstantrieb. zum Schwingen bei elektrischen Kleinantrieben auf folgende drei Ursachen zurückführen. Die elektrisch-magnetische Anregung wird durch Ausdehnung beziehungsweise Verformung über die Magnetfelddurchdringung von Draht und Magnetblech oder über die Kommutierung generiert. Die räumlich und zeitlich schwankende magnetische Energiedichte erzeugt Pendel- und Rastmomente sowie Biegeverformungen, z.B. an den Zähnen der Blechpakte von Stator und Rotor. Diese wiederum führen zu Körperschallschwingungen und in Folge davon auch zu Luftschall. Die Kommutierung führt ebenfalls zu radialen und tangentialen Kräften. Besonders bei rechteckigem Stromverlauf bilden sich lokal rechteckförmige Kräfte, die zu sprungartigen Schwingungsanregungen am Stator führen. Die so entstehenden Geräusche werden als ‚Kommutierungsgeräusch‘, bezeichnet. Bei Schleifkommutierung wiederum kommt es zu Schwingungen, die aus dem System Feder- Kohlebürste beim Übergang von Lamelle zu Lamelle entstehen. Wird die Bürste zu Schwingungen über unterschiedliche Reibwerte und damit Reibkräfte auf dem Kollektor angeregt, macht sich dies durch Pfeifgeräusche im Bereich 3 bis 10 kHz bemerkbar. Die mechanische Anregung durch Unwucht im Läufer oder nicht vollständig symmetrische Lagerung ist eine weitere Quelle für Schwingungen. Gleitlager können bei intermittierender mechanischer Berührung von Welle und Lauffläche Geräusche verursachen. Die Folge sind Schwingungen mit sehr vielen Frequenzen im Hörbereich. Spiel im Getriebe führt zu Stößen beim Einschalten Bei Kugellagern rollen Wälzkörper auf einem Innen- beziehungsweise Außenring mit mechanischer Berührung ab. Bei radialer Lagerluft, Schäden an den Oberflächen der Laufbahnen durch Fertigungsfehler oder Materialermüdung bzw. Überlastschäden können die Kugeln der idealen Laufbahn nicht mehr folgen. Bei manchen Drehzahlen laufen sie dann unter Umständen auf einer Wellenlinie statt auf einer Kreisbahn, was zu selbsterregten Axialschwingungen des Lagerschildes führt. Unvermeidbare Unwucht im Rotor führt durch die hohe Drehzahl von 10 000 bis 100 000 U/min zu umlaufenden Radialkräften. So ergeben sich größere oder kleinere radiale Auslenkungen der Lagerstelle, die ebenfalls schwingungsanregend wirken. Die rein mechanische Erregung durch Zusatzkomponenten wie Getriebe, bei denen Zahnflankenspiel, Lastwechsel an Zahnflanken mit elastischer Verformung zu mitunter erheblichen Laufgeräuschen führen können, ist eine weitere mögliche Schallquelle. So macht sich selbst ein nur minimal schwankendes Radienverhältnis deutlich bemerkbar und erzeugt Drehschwingungen an den Wellen und Radialschwingungen an den Lagern. Sie liegen im gut hörbaren Bereich. Spiel im Getriebe führt zu Stößen bei Einschalten und Drehrichtungsumkehr. Ein Flankenspiel der Zahnräder wirkt auch anregend. Tasten und Gehör sind die Sinne, mit denen der Mensch störende Schwingungen aus der Umgebung wahrnehmen kann. Hier spielt immer die subjektive Bewertung eine wichtige Rolle abhängig von der einzelnen Person. Es müssen daher bei der Betrachtung der Laufkultur von Kleinstantrieben immer die Einsatzbedingungen und das nähere Umfeld der Personen mit einbezogen werden. Der per Tastsinn direkt wahrgenommene Körperschall spielt bei Kleinantrieben eine eher untergeordnete Rolle. Das menschliche Quelle: Intro Gehör dagegen ist ein Präzisionssensor mit sehr großem Wahrnehmungsbereich. Es überstreicht etwa sechs Zehnerpotenzen der Schwingungsamplitude, von der frequenzabhängigen Wahrnehmungs- bis hin zur Schmerzgrenze. Hinzu kommen ein altersabhängiger Frequenzbereich, eine sehr individuelle Bewertung von Frequenzgemischen beziehungsweise zeitlichen Veränderungen von Geräuschen. Eine Möglichkeit dem natürlichen Hörempfinden möglichst nahe zu Breiter Erfahrungspool für gute Bewertung unabdingbar kommen ist die Kunstkopftechnik, damit können die für das Hörempfinden maßgeblichen Filterungen und Reflexionen am Schulter-Kopfbereich mitgemessen werden. Für eine gute Bewertung gemessener Schallwerte ist aber ein breiter Erfahrungspool wichtig. So steigt die Hörschwelle zu tiefen Frequenzen hin an; zwischen 1000 und 4000 Hz ist die durchschnittliche Empfindlichkeit am größten. Unter 15 Hz und über 20 kHz werden Schwingungen dagegen gar nicht registriert. Aus diesen und weiteren Randbedingungen lassen sich sogenannte Bewertungskurven erstellen, die bestimmte Frequenzbereiche dämpfen oder verstärken, um den physiologischen Gegebenheiten Rechnung zu tragen. www.faulhaber.de Nottrennkupplung Mit minimalem Druckverlust Produktion Nr. 17, 2013 RS Roman Seliger bietet eine Nottrennkupplung, bei der der Druckverlust auf ein Minimum reduziert ist. Somit können Energie und Zeit gespart werden. Norderstedt (pd). Als Weiterentwicklung seines Nottrennkupplungsprogramms hat RS Roman Seliger die ABVL-Serie auf den Markt gebracht. Der Druckverlust ist in dieser Baureihe auf ein Minimum reduziert, die Durchströmungsleistung ist dagegen sehr hoch. ABVL-Produkte sparen dadurch im Vergleich zu herkömmlichen Nottrennkupplungen enor- me Zeit und Energie. Insbesondere für Verladeprozesse, bei denen die Sicherheit einer Nottrennkupplung keinen Einfluss auf Druckverlust beziehungsweise Durchflussleistung haben darf, sind Nottrennkupplungen der ABVL-Serie geeignet. Anwendbar sind sie für alle Verladeprozesse zwischen stationärer und mobiler Einheit, für alle Fluide, auch mit hoher Viskosität. Nottrennkupplung ABVL-Serie. Bild: Roman Seliger www.rs-seliger.de Effizienz-Navi Preis Material Energie ✔ Service Handhabung Zeit ✔ Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Konstruktionssoftware BACnet-konform darstellen Produktion Nr. 17, 2013 Wiesbaden (pd). Die MSR-Planungssoftware Tric des Softwarespezialisten Mervisoft ist jetzt in der neuen Version 6 erhältlich. Wichtigste Neuerung ist die BACnet-konforme Darstellung von Funktionslisten gemäß VDI 3814. Da BACnet mehr Informationen zur Verfügung stellt als die Darstellung aller Datenpunkte eines Gerätes je Zeile in der Funktionsliste, ist die Darstellung so realisiert, dass für jede Funktion eines Objekts eine eigene Zeile in der Funktionsliste vorgesehen wird. Zusätzlich ist in TRIC V6 ein flexibler Benutzerschlüssel vorgesehen, der schon in der Planungsphase aus der Projektierung größtenteils automatisch die richtige Darstellung anlegt. Auch die automatische Nummerierung von Funktionscodes im Benutzerschlüssel wird unterstützt. Die MSR-Planungssoftware Tric, die auf der .dwg-basierten CAD- Software BricsCAD basiert, ermöglicht dem Fachplaner eine herstellerneutrale Planung seiner Anlagen und eine genaue Abrechnung des Projekts auf Basis der DIN EN ISO 16484-3 bzw. VDI 3814-1. www.mervisoft-gmbh.de
25. April 2013 · Nr. 17 · Produktion · Konstruktion · 15 Pumpentechnologie Neue Messlatte: Zu 100 % beschichtete Pumpen Produktion Nr. 17, 2013 Die zu 100 % beschichtete Blockpumpe herborner.F von Herborner hat nur ein Ziel: Eine zuverlässige Korrosionsbeständigkeit der Pumpen zu gewährleisten. Herborn (pd). Die Herborner Pumpenfabrik bietet Neues in der Pumpentechnik für den Trinkwasserbereich sowie industrielle Anforderungen – die 100 % beschichtete Blockpumpe herborner.F. Für die Pumpen wurden insgesamt über zwei Mio Euro Entwicklungskosten investiert. Alles für ein Ziel – eine zuverlässige Korrosionsbeständigkeit der Pumpen zu gewährleisten. Dass die neue Baureihe auch die Energie-Effizienz erhöht, ist ein nicht zu vernachlässigender Nebeneffekt. Die neue Pumpengeneration bietet 100 %igen Korrosionsschutz (Fördermedium frei von H 2 S, bis 1 000 mg/l Chloridionen), da die hydraulischen Pumpenkomponenten mittels Dickschichtbeschichtung innen wie außen vollständig beschichtet sind. Damit gehören Korrosionsprobleme der Vergangenheit an. Die extrem glatte Schicht über dem Grauguss ist bis zu 1 000 μm stark und sorgt für einen nahezu reibungslosen Fluss der Medien. Hierüber wird der Wirkungsgrad, pumpen- und betriebspunktabhängig, um bis zu 10 % verbessert und somit Energie gespart. Die Pumpen können durch die Zulassung der Beschichtung für Trinkwasser praktisch überall eingesetzt werden. Diese Anforderung kann auch für den einen oder anderen Anlagenbauer im Industriebereich interessant sein, um kritische Medien zu fördern. Zu den Ausstattungsmerkmalen der Pumpen gehören außerdem neue Pumpenhydrauliken für einen optimalen Wirkungsgrad. Die Ingenieure des Unternehmens haben sich im Vorfeld jede Hydraulik einzeln vorgenommen und überprüft, ob der erreichte Pumpenwirkungsgrad den Anforderungen entspricht oder verbessert werden muss. Hielt der Wirkungsgrad dem kritischen Blick nicht stand, wurde die Hydraulik überarbeitet. Der neu entwickelte Laufradprotektor aus widerstandsfähigem Kunststoff verhindert hierbei das Aufquellen und Festrosten des Laufrads – auch nach längerem Stillstand. Die 100 %ige HPC-Beschichtung, die die Wirkungsgrade verbessert, deckt auch unzugängliche Bereiche wie Spalte und Gewindegänge ab. Korrosive Medien haben so keine Angriffsflächen mehr im Inneren der Pumpenhydraulik. Einer Korrosion im O-Ring-Sitz der Mit der zu 100 % beschichteten Pumpe herborner.F will die Herborner Pumpenfabrik neue Maßstäbe für Blockpumpen setzen. Bild: Herborner Pumpenfabrik Pumpenrückwand wird vorgebeugt, in dem ein Gleitringdichtungsprotektor aus nichtrostenden Materialien entwickelt wurde, der eine Korrosion des Passungssitzes verhindert. So wird sichergestellt, dass der O-Ring-Sitz auch nach jahrelangem Betrieb dicht bleibt – früher hätten gegebenenfalls durch Korrosionsmulden hervorgerufene Undichtigkeiten zwangsläufig zum Austausch der ganzen Rück- wand geführt. Damit der Korrosionsschutz der kompletten Pumpe jederzeit gewährleistet ist, werden zudem nur Schrauben und Muttern aus Edelstahl verwendet. Zusätzlich beugt das optional erhältliche und wartungsfreie Seal- Guard-System der Zerstörung der primären Gleitringdichtung durch Trockenlauf vor. Gerade für vertikal aufgestellte Pumpen kann Trockenlauf zu einem Problem führen. Weitere Verbesserungen gab es unter anderem bei der Edelstahlmotorwelle mit verstärkter Lagerung, die die Lebensdauer mithilfe einer Nachschmiereinrichtung der Lager um ein Vielfaches erhöht. Der Umführungskanal zur Anspülung der Gleitflächen der Gleitringdichtung wurde ebenso in das Design der neuen Pumpengeneration übernommen, wie das Laufradmaterial, das standardmäßig in Aluminium-Mehrstoffbronze ausgeführt wird und hohe Festigkeiten sowie Kavitationsbeständigkeit aufweist. www.herborner-pumpen.de Effizienz-Navi Preis Material Energie ✔ Service Handhabung Zeit Lebensdauer ✔ Kosten senken mit Produktion Pneumatik Ruckfreie Zylinder durch Kolbenschiebe-Ventile Produktion Nr. 17, 2013 Fährt man ein pneumatisches System mit standfesten Kolbenschiebe-Ventilen und nicht mit Proportional-Ventilen oder getakteten Ventilen, ermöglicht dies einen ruck- und stoßfreien Bewegungsablauf für oszillierende Pneumatikzylinder. Feldkirchen-Westerham (pd). Jetzt kommt die Pneumatik der nächsten Generation: Das neue Komplettsystem Fox 1.0 von Inno- Motix wartet mit zahleichen Optimierungen auf. Speziell im Bereich der Usability, der Update-Möglichkeit und der Auswertungsverfahren wurden umfangreiche Verbesserungen umgesetzt. Das Grundprinzip bleibt jedoch gleich: Ein pneumatisches System ohne interne und externe Endlagendämpfer durch angepasste Abluftsteuerung. Dieses wird mit standfesten Kolbenschiebe-Ventilen und nicht mit störungsanfälligen Proportional-Ventilen oder getakteten Ventilen gefahren. Das neue Fox-1.0-Komplettsystem der Inno- Motix GmbH besteht aus der Steuerungselektronik und zwei Komplettventilen, die in drei Größen erhältlich sind. Bild: Innomotix Damit ermöglicht das patentierte System einen ruck- und stoßfreien Bewegungsablauf für oszillierende Pneumatikzylinder aller Art. Das Fox-1.0-Komplettsystem besteht aus der InnoMotix Steuerelektronik und zwei Komplettventilen, die in drei Versionen lieferbar sind (G1/8, G1/4 und G1/2). Bisher waren die Einsatzgebiete von pneumatischen Antrieben beschränkt – so wie beispielsweise beim Handling empfindlicher Güter. Das Fox-System hingegen bleibt der elektropneumatischen Steuerung treu, wartet jedoch mit einer entscheidenden Veränderung auf. Das Steuerungssystem ermöglicht einen stoßfreien und hochdynamischen Bewegungsablauf, da der Zylinderkolben mittels Gegenluft weich abgebremst wird. Bremsvorrichtungen wie Öldruckstoßdämpfer oder im Zylinder integrierte Endlagendämpfungen sind nicht erforderlich, somit wird der Einsatz in Branchen wie der Lebensmittelindustrie deutlich attraktiver. InnoMotix hat sein patentiertes Steuerungssystem in den vergangenen Jahren kontinuierlich verbessert und stellt nun mit Fox 1.0 die neue Produktgeneration vor. Zu den wichtigsten Veränderungen gehören die Bereiche Usability sowie Update der Steuerungs-Firmware über USB. In Zukunft sind weitere Features wie die Anbindung diverser Industrie-BUS-Standards und die Auswertung für Inkremental-Messsysteme über Software-Updates verfügbar. So ist es geplant, Inkremental-Messystemen standardmäßig einzubinden und so ein automatisches Teach-In Verfahren über verbesserte Regelalgorithmen einzubinden. www.innomotix.de Effizienz-Navi Preis Material Energie Service Handhabung ✔ Zeit Lebensdauer Kosten senken mit Produktion Totraumfreie Schnellkupplung Produktion Nr. 17, 2013 Stadtbergen (pd). Die Schnellkupplung UPC 05 von Stäubli verspricht freien Durchfluss ohne jedwede Toträume. Der Anwender profitiert in zweifacher Hinsicht von dieser Lösung: Die totraumfreie Ausführung erlaubt einen absolut sicheren, rückstandsfreien Betrieb mit hohen Durchflussraten und garantiert gleichzeitig eine effiziente Reinigung und Sterilisation der Kupplungen. Bei der Materialwahl entschied sich Stäubli für hochwertigen, säurebeständigen Edelstahl, dessen Feinbearbeitung einen Rauwert von lediglich Ra 0,6 im Durchflussstrom gewährleistet. www.staubli.com/de/connectors SLF. DA BEWEGT SICH WAS. Kugellager und Rollenlager von 30 mm bis 1600 mm Außendurchmesser in verschiedenen Ausführungen Spindeleinheiten Bohr-, Fräs- und Drehspindeln Spindeln mit angeflanschtem bzw. integriertem Motor Spindeln für spezielle Einsatzgebiete Spindel- und Lagerungstechnik Fraureuth GmbH Fabrikgelände 5 D-08427 Fraureuth Tel.: +49 (0) 37 61 / 80 10 Fax: +49 (0) 37 61 / 80 11 50 E-Mail: slf@slf-fraureuth.de www.slf-fraureuth.de NEU! Rekonditionierung von Wälzlagern
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