DER KONSTRUKTEUR 4/2016
DER KONSTRUKTEUR 4/2016
DER KONSTRUKTEUR 4/2016
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- konstrukteur
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19073<br />
4<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
April <strong>2016</strong><br />
Digitaler Zwilling<br />
Ein Muss im Maschinen-,<br />
Steuerungs- und Schaltanlagenbau<br />
Fokusthema Industrie 4.0<br />
Smarte Sensortags bringen<br />
Motoren in die 4.0-Welt<br />
Automatisierungstechnik<br />
Warum Dienstleistungen rund<br />
um die Maschinensicherheit?<br />
Antriebstechnik<br />
Linearmotor ermöglicht<br />
schnellen Profilwechsel
Halle 17 · Stand A37<br />
Your Easy Access To Predictable Success<br />
Instandhaltung 4.0: Ein komplexes Thema, für das Schaeffler Ihnen jedoch einen einfachen<br />
Einstieg bietet. Besuchen Sie dazu unseren Messestand! Hier erwartet Sie ein<br />
Antriebsstrang 4.0, in dem unser markterprobter FAG SmartCheck vom Stand-alone-<br />
Überwachungssystem zur cloudbasierten Lösung geworden ist. Erstmals können Wartungsintervalle<br />
belastungsabhängig bestimmt werden. Das Wälzlagerleben wird damit<br />
vorhersehbar, die Ersatzteilbeschaffung planbar – wovon Sie und Ihre Kunden profitieren.<br />
www.schaeffler.de/hannover-messe
EDITORIAL<br />
Ein Thema für Sie<br />
Industrie 4.0 ist in aller Munde. Mit Integrated Industry ist sie das<br />
große Thema der Hannover Messe <strong>2016</strong>. Und sie steht auch im Fokus<br />
dieser Ausgabe Ihrer Fachzeitschrift „Der Konstrukteur“ – denn<br />
Industrie 4.0 ist auch und ganz besonders ein Thema für die<br />
Konstruktion. Neue Geschäftsmodelle, Losgröße 1 oder Predictive<br />
Maintenance sind vielleicht die Aspekte, die im Zusammenhang mit<br />
Industrie 4.0 zurzeit am häufigsten genannt werden. Hier sind wir<br />
aber bereits mitten oder eher nahe am Ende der Wertschöpfungskette.<br />
Industrie 4.0 beginnt woanders, nämlich bei Ihnen in der<br />
Entwicklungs- und Konstruktionsabteilung, egal ob Ihr Augenmerk<br />
auf Komponenten oder auf Maschinen und Anlagen liegt.<br />
Der Weg zum Ziel – der digitalen Abbildung der Maschine – beginnt<br />
mit den Simulations- und CAD-Daten, die Sie generieren. Er beginnt<br />
mit der Konstruktion von Bauteilen und Maschinen mit fein skalierbarer<br />
Modularität, mit der Entwicklung Industrie-4.0-fähiger<br />
Komponenten, die in der Lage sind, digitale Informationen über sich<br />
und ihren Betrieb zu erzeugen und diese zu kommunizieren. Aus<br />
Konstruk tionssicht ist hier der mechatronische Entwicklungsansatz<br />
die Basis von Industrie-4.0-Lösungen.<br />
Aus meiner Sicht gibt es für Sie als Konstrukteure aber noch einen<br />
anderen interessanten Industrie-4.0-Ansatz. Sie könnten auf die<br />
„Lebensdaten“ ihrer Produkte zugreifen und diese in Ihre Entwicklung<br />
einfließen lassen – nennen wir das ganz einfach einmal „Predictive<br />
Design“! Das wäre dann im Sinne einer Closed-Loop-Strategie<br />
durchgängig gelebte Industrie 4.0 in der Konstruktion.<br />
„Integrated Industry – Discover Solutions“ ist das Motto der diesjährigen<br />
Hannover Messe. Discover Solutions, das wünschen wir uns<br />
auch für Sie bei der Lektüre von „Der Konstrukteur“.<br />
Dr. Michael Döppert<br />
Chefredakteur<br />
m.doeppert@vfmz.de<br />
SENSOREN<br />
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INHALT<br />
10<br />
30<br />
68<br />
Industrie 4.0: Digital Factory, Cloud, Pre -<br />
dictive Maintenance – die Hannover Messe<br />
wird zur Weltbühne für vernetzte Industrie<br />
Virtual Reality: Simulation als Entwicklungstreiber<br />
– wie viel Individualisierung<br />
bereits möglich ist, zeigt die Medizintechnik<br />
Elektromobilität: Planetengetriebe für<br />
einen vollintegrierten Pedelec-Antrieb<br />
konstruiert für ein Start-up-Unternehmen<br />
RUBRIKEN<br />
3 Editorial<br />
5 Aktuell<br />
6 KOMMENTAR Know-how statt Pakete von der Stange:<br />
Von effizienten Komponenten zur effizienten<br />
Antriebslösung<br />
8 KOMMENTAR Reise in eine digitalisierte Fertigung:<br />
Industrie 4.0 agil erfinden und Schritt für Schritt profitieren<br />
76 Impressum<br />
89 Inserentenverzeichnis<br />
98 SERIE Mit Experten im Dialog:<br />
Die totale Digitalisierung – Chancen und Risiken<br />
99 Vorschau auf Der Konstrukteur 5/<strong>2016</strong><br />
FOKUSTHEMA INDUSTRIE 4.0<br />
10 Hannover Messe <strong>2016</strong>:<br />
Schaufenster und Treffpunkt für Industrie 4.0<br />
12 TITEL Der Datenhunger steigt: Der Digitale Zwilling<br />
wird zum Muss im Maschinen-, Steuerungs- und<br />
Schaltanlagenbau<br />
16 Quantensprung bei der Motoranalyse: Smarte Sensortags<br />
bringen Motoren in die Industrie-4.0-Welt<br />
18 Wie lässt sich die Teillast beherrschen? Ein Ausblick auf die<br />
Entwicklungen der Energieeffizienz in der Industrie 4.0<br />
22 Für die Zukunft gerüstet: Transportsystem öffnet den Weg<br />
zu neuen Maschinenkonzepten<br />
26 Vorausschauen statt vorbeugen: Predictive Maintenance<br />
– ein Beispiel für den sinnvollen Einsatz von Industrie 4.0<br />
30 Simulation pusht Produktentwicklung: Softwaretools<br />
unterstützen die Konstruktion auf dem Weg zu<br />
Losgröße Eins<br />
32 STATEMENTS 3D-Druck im Trend:<br />
Chancen und Grenzen additiver Fertigung<br />
11 Produkte<br />
62 Blau ist das neue Rot:<br />
Trends in der Barcode-Identifikationstechnologie<br />
66 INTERVIEW Der Unterschied steckt im Detail: Ein<br />
Lineartechnikanbieter erklärt die technischen Finessen<br />
bei Teleskopschienen und Rollenführungen<br />
41 Produkte<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
68 Rahmenplanung funktioniert: Planetengetriebe für Pedelec<br />
eines Start-up-Unternehmens<br />
72 Anwendungsspezifisch aus dem Baukasten:<br />
Zuverlässige Antriebe für die Papierherstellung<br />
74 Antrieb pusht Kreissäge: Linearmotor ermöglicht in<br />
Sägezentrum schnellen Profilwechsel<br />
78 Packende Lösungen: Zahnstangengetriebe unterstützt die<br />
transportsichere Verpackung empfindlicher Lebensmittel<br />
71 Produkte<br />
FLUIDTECHNIK<br />
84 Produkte<br />
CAD/PLM<br />
86 Präzise im Ziel: CAD/CAM-Prozesskette in der Entwicklung<br />
von Sportwaffen für Biathleten<br />
89 Produkte<br />
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
90 Schrauben oder Stecken?<br />
Anschlusstechnik von Schutzschaltern – ein Vergleich<br />
92 Produkte<br />
WERKSTOFFTECHNIK<br />
94 Digitale Berechenbarkeit: Was genaue Materialdaten<br />
in der Konzeptphase einer Bauteilentwicklung bedeuten<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
38 INTERVIEW Wissen – Planung – Umsetzung: Warum<br />
Dienstleistungen rund um die Maschinensicherheit?<br />
56 Schneller automatisieren: Auf CC-Link folgt CC-Link IE<br />
60 Absolut autark: Drehgeber mit spezieller Multiturn-Technologie<br />
erschließen in fahrerlosen Transportsystemen Vorteile<br />
Titelbild: Rittal GmbH & Co. KG, Herborn<br />
4 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
3. Technologietag Hybrider Leichtbau befasst<br />
sich mit Konstruktion und Auslegung<br />
Was hat Windsurfen mit Leichtbau<br />
zu tun, wieso spart der Ersatz von<br />
Kreide durch Hohlkugeln entscheidende<br />
Kilos und warum nutzen<br />
Maschinenbauer bislang lieber<br />
Stahl anstatt Kunststoff in ihren<br />
Produkten? Auf diese und viele weitere<br />
Fragen gibt der 3. Technologietag<br />
Hybrider Leichtbau am 7. Juni<br />
in Stuttgart Antworten und richtet<br />
dabei ein besonderes Augenmerk<br />
auf Konstruktion und Auslegung.<br />
Denn im Konzept eines Produkts<br />
werden bereits bis zu 80 % des späteren Gesamtgewichts festgelegt.<br />
Die Auswahl der Konferenzvorträge hat in diesem Jahr erstmals ein Fachbeirat übernommen,<br />
dem 17 Leichtbau-Experten aus dem In- und Ausland angehören. Zu einem Expertengespräch<br />
über das Thema Prozessinnovation & Digitalisierung kommen unter anderem<br />
Vertreter von Siemens, Festo sowie vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.<br />
Unter dem Motto „Leichtbau zum Anfassen“ präsentieren Firmen und Forschungseinrichtungen<br />
in der begleitenden Fachausstellung konkrete Anwendungsbeispiele. Auf<br />
der Schau ist auch Österreich als Partnerland vertreten.<br />
Organisiert wird der 3. Technologietag Hybrider Leichtbau von der Landesagentur für<br />
Leichtbau Baden-Württemberg zusammen mit der Allianz Faserbasierte Werkstoffe Baden-<br />
Württemberg (AFBW), mit Carbon Composites Baden-Württemberg (CCBW) sowie dem<br />
Leichtbauzentrum Baden-Württemberg (LBZ). Partner sind der VDMA Baden-Württemberg<br />
und der LVI − Landesverband der Baden-Württembergischen Industrie.<br />
www.leichtbau-bw.de/technologietag<br />
Forum Industrie 4.0: Kommunikationsstandards im Fokus<br />
VDMA, ZVEI und die Plattform Industrie 4.0<br />
kooperieren in diesem Jahr erstmals mit dem<br />
Industrial Internet Consortium (IIC) bei der<br />
Ausrichtung des Forums Industrie 4.0 im Rahmen<br />
der Hannover Messe. Ein Schwerpunkt des<br />
Forums zur Digitalisierung in der Produktion<br />
wird die Diskussion über Standards für die<br />
Kommunikation im industriellen Internet der<br />
Dinge sein. Beiträge widmen sich dabei Cloud-<br />
Lösungen und der Frage, wie Unternehmensdaten<br />
gesichert werden können. Auch das Auswerten und Zusammenbringen der Daten,<br />
die im IT-gesteuerten Produktionsprozess entstehen, werden Thema sein.<br />
www.hannovermesse.de<br />
Technia und Transcat PLM bündeln Kompetenzen<br />
Die schwedische Technia AB und die deutsche Transcat PLM, beides Tochtergesellschaften<br />
der Addnode Group, haben sich zu einem Anbieter für Lösungen und Dienstleistungen<br />
im Bereich CAD und PLM zusammengeschlossen. Das neue Unternehmen Technia<br />
Transcat mit zwei Hauptstandorten in Stockholm und Karlsruhe beschäftigt damit mehr<br />
als 360 Experten für Catia, Enovia, Simulia und Delmia. Es verbindet Know-how für die<br />
digitale Produktentstehung mit Wissen über kollaborative Produktentwicklung. Neben<br />
einem eigenen Software- und Dienstleistungsangebot bietet es auch das Produktportfolio<br />
von Dassault Systèmes mit dem Funktionsumfang der 3D Experience Plattform an. Gemeinsam<br />
könne man globale Unternehmen der meisten Industriezweige bedienen. Die<br />
beiden Unternehmen hatten schon vorher partnerschaftlich zusammengearbeitet.<br />
www.techniatranscat.com
AKTUELL<br />
KOMMENTAR<br />
Know-how statt Pakete von der Stange<br />
Von effizienten Komponenten zur effizienten Antriebslösung<br />
Welcher ist der sichere Weg zu effizienten Antriebslösungen?<br />
Motor-/Umrichter-Paketlösungen eines Anbieters oder die<br />
Kombination von Best-in-Class-Komponenten?<br />
Dipl.-Ing. Michael Burghardt, Direktor<br />
Produktmanagement, Danfoss Drives,<br />
Offenbach<br />
Wirkungsgradklassen ermöglichen<br />
einen schnellen energetischen<br />
Vergleich von Elektromotoren, Frequenzumrichtern<br />
und deren Kombination.<br />
Auf Basis der definierten Wirkungsgradklassen<br />
werden gesetzliche Vorgaben<br />
geschaffen um die Verwendung von<br />
energieeffizienten Produkten sicherzustellen.<br />
In Europa wird der gesetzliche<br />
Rahmen, der diese Gesetzgebung treibt,<br />
als Ecodesign bezeichnet und soll u. a.<br />
für den Einsatz bzw. die Kombination<br />
energieeffizienter Antriebslösungen<br />
sorgen. Die Ecodesign-Richtlinie beschreibt<br />
deswegen die wichtigsten<br />
Merkmale, der für die elektrische Antriebstechnik<br />
relevanten Wirkungsgradklassen<br />
und ihre gesetz liche Relevanz.<br />
Bei der optimalen Zusammenstellung<br />
eines Antriebssystems ist dessen Effizienz<br />
selbstverständlich neben der<br />
zuverlässigen und für die Anwendung<br />
optimalen Funktion ein wichtiger Faktor.<br />
Für ein effektives und wirtschaftliches<br />
Gesamtsystem muss der Anwen<br />
der aber mehr berücksichtigen als die<br />
Wirkungsgradklassen: Das Zusammenspiel<br />
aller Komponenten als Systemlösung<br />
entscheidet letztlich über die Effizienz<br />
seiner Anwendung.<br />
So kann beispielsweise nicht pauschal<br />
gesagt werden, dass eine bestimmte feste<br />
Kombination aus etwa einem Synchronreluktanz-Motor<br />
plus Umrichter eines<br />
Herstellers für jede Applikation stets optimal<br />
sein wird. Betrachtet man am Markt<br />
angebotene vorkonfektionierte Kombinationen<br />
aus Motor und Umrichter sind diese<br />
üblicherweise für einen bestimmten Bereich<br />
unter bestimmten Rahmenbedingungen<br />
optimiert. Jede Änderung, die<br />
diese Rahmenbedingungen nicht erfüllt,<br />
kann zu einer schlechteren Effizienz<br />
führen. Man sollte deswegen stets für die<br />
eigene Anwendung genau untersuchen,<br />
wie sich eine vordefinierte Kombination<br />
aus Motor und Umrichter in den spezifischen<br />
möglichen verschiedenen Applikations-<br />
und Lastverhältnissen verhält.<br />
Bei vielen Herstellern, die feste Kombinationen<br />
aus Umrichtern und Motoren verkaufen,<br />
überwiegt in der Regel entweder<br />
Motoren sind die Basis –<br />
Umrichter bringen den Mehrwert<br />
das Motor- oder das Umrichter-Knowhow.<br />
Sehr wahrscheinlich sind beide Produkte<br />
im Normalfall auch erstmal getrennt<br />
entwickelt worden. Dieses Verhalten<br />
kommt daher, dass die Hersteller der unterschiedlichen<br />
Produkte sich auf die Lösung<br />
ganz unterschiedlicher Anforderung<br />
konzentrieren müssen. Der Motor muss<br />
robust und zuverlässig in allen möglichen<br />
Anwendungen mit den unterschiedlichsten<br />
Anforderungen funktionieren. Dies gilt<br />
selbstverständlich auch für den Umrichter.<br />
Sein Focus liegt aber auf der Ansteuerung<br />
des Motors und die Kommunikation zur<br />
Steuerung. Weiterhin kann er selber<br />
Funktionen aus der Steuerung übernehmen<br />
und diese so entlasten oder<br />
gar überflüssig machen.<br />
Da Motoren und Umrichter in der Regel<br />
nicht für bestimmte Pakete entwickelt<br />
werden, müssen sie auch in Kombination<br />
mit Komponenten anderer Hersteller<br />
zusammen arbeiten. Aus diesem<br />
Grund bietet ein reiner Anbieter von<br />
Frequenzumrichtern wie Danfoss klare<br />
Vorteile für den Anwender: Da kein<br />
bestimmter Motor aus dem eigenen<br />
Portfolio mit verkauft werden muss,<br />
bekommt ein Anwender herstellerneutral<br />
den für seine Anwendungsauslegung<br />
optimalen Motor angemessen.<br />
Dies funktioniert deshalb, weil VLT<br />
Frequenzumrichter den optimalen<br />
Betrieb aller Motorarten mit einem Umrichter<br />
für alle Anwendungen ermöglichen<br />
– einfach, flexibel und Technologieunabhängig.<br />
Verbunden mit einer<br />
automatischen Motoranpassung bzw.<br />
automatischen Energieoptimierung<br />
geschieht dies zudem ohne große Spezialkenntnisse<br />
beim Inbetriebnehmer.<br />
Der Vorteil einer solchen Lösung liegt<br />
auf der Hand: Es gibt keine Abhängigkeit<br />
von einer bestimmten Motor-/Umrichterkombination,<br />
bei der z. B. im<br />
Einzelfall bei einem Defekt der Motor<br />
nicht schnell verfügbar ist. Durch Technologieunabhängigkeit<br />
im Nicht-Paket-<br />
Fall kann eine Anlage so zudem bis zur<br />
Lieferung des speziellen Paketmotors<br />
auch übergangsweise mit einem völlig<br />
anderen Motor optimal – in Bezug auf<br />
die Konstellation – betrieben werden.<br />
www.danfoss.de/drives<br />
6 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
HEIDENHAIN auf der<br />
CONTROL – Stuttgart<br />
Halle 1 – Stand 1409<br />
Winkelmessmodule – Die perfekte Kombination von<br />
hochgenauen Messgeräten und Präzisionslagern<br />
Die neuen Winkelmessmodule verbinden die bewährte Messtechnik von HEIDENHAIN mit einer hochpräzisen<br />
HEIDENHAIN-Lagerung. Die Komponenten sind optimal aufeinander abgestimmt und bilden eine hochintegrierte<br />
Baugruppe mit spezifizierter Genauigkeit. Auf diese Weise vereinfachen HEIDENHAIN-Winkelmessmodule den<br />
Aufbau hochgenauer Rundachsen. Denn als Einheit mit kompakten Abmessungen reduzieren sie den Einbau- und<br />
Abstimmungsaufwand deutlich. Montage, Justage und Abgleich aller Einzelkomponenten hat HEIDENHAIN bereits<br />
vorgenommen. So sparen Sie Zeit und Geld bei optimaler Messqualität.<br />
DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH, 83292 Traunreut, Germany, Telefon +49 8669 31-0, www.heidenhain.de<br />
Winkelmessgeräte Längenmessgeräte Bahnsteuerungen Positionsanzeigen Messtaster Drehgeber
AKTUELL<br />
KOMMENTAR<br />
Reise in eine digitalisierte Fertigung<br />
Industrie 4.0 agil erfinden und Schritt für Schritt profitieren<br />
Dr.-Ing. Marco Münchhof, M.S./SUNY,<br />
Vorstand der Eckelmann AG und Leiter<br />
Maschinenautomation<br />
Industrie 4.0 ist eine Reise. Ihr Weg windet sich durch die Smart<br />
Products, Smart Production Equipment und Smart Production Services.<br />
Als Fernziel gilt allgemein die vollständig digitalisierte, teilautonome<br />
Fertigung in Netzwerken mittels Cyber-Physical Systems, kurz CPS.<br />
Der Begriff „Industrie 4.0“ will historische<br />
Entwicklungen antizipieren.<br />
Teilweise weckt er so falsche Erwartungen,<br />
aber auch Ängste, etwas falsch zu<br />
machen oder abgehängt zu werden.<br />
Vielleicht gerade deshalb, weil ihn die<br />
politische Diskussion zu Recht mit der<br />
globalen Konkurrenzfähigkeit des Hightech-<br />
und Industrie-Standorts Deutschland<br />
in Zusammenhang setzt. Aus meiner<br />
Sicht ist das eine generelle Gefahr<br />
komplexer Zukunftsvisionen – man kann<br />
leicht überfordert sein, angesichts der<br />
vielfältigen Möglichkeiten und Risiken.<br />
Bei einer Reise erwarten wir heute einen<br />
detaillierten Reiseplan. Schon vor dem<br />
Start reicht der Pilot seinen Flugplan<br />
bei der Flugsicherung ein und kennt die<br />
Ankunftszeit nahezu auf die Sekunde<br />
genau. So suggeriert auch bei Industrie<br />
4.0 eben jener Zusatz 4.0, der Logik von<br />
Software-Releases folgend, dass man<br />
von einer Version 3.x auf 4.0 upgraden<br />
könne und es somit einen Stichtag gäbe,<br />
an dem die Version ausgerollt wird.<br />
Dabei sind dank agiler Entwicklung gegenwärtig<br />
auch andere Wege denkbar. Deshalb<br />
erschließen wir Industrie 4.0 gemeinsam<br />
mit unseren Kunden in nutzenorientierten<br />
Schritten. Unsere Lösungen werden sukzessive<br />
um Industrie-4.0-Funktionen erweitert,<br />
ähnlich wie man dies von versionslosen<br />
Entwicklungsmodellen (z. B. HTML 5)<br />
oder Continous Delivery (z. B. Windows 10)<br />
kennt. Hier wird die Software fortlaufend<br />
verbessert und um neue Features erweitert.<br />
Schritt für Schritt werden so Mehrwert und<br />
neue Möglichkeiten erschlossen – eine<br />
Revolution in evolutionären Schritten.<br />
In einem iterativen Prozess schauen wir,<br />
welche Aspekte von Industrie 4.0 sich heute<br />
mit vertretbarem Aufwand realisieren<br />
lassen und generieren in überschaubaren<br />
Etappen, quasi in Tagesmärschen, jeweils<br />
einen konkreten Nutzen und Mehrwert.<br />
Durch Feedback wird der Regelkreis geschlossen<br />
und es wird vermieden, am<br />
Bedarf vorbei Lösungen zu erarbeiten.<br />
Diese Gefahr sehe ich, wenn man versucht,<br />
mit umfassenden Spezifikationen<br />
zunächst alle hypothetischen Anforderungen<br />
abzubilden.<br />
Das heißt nicht, dass wir keine Standards<br />
bräuchten. Doch während an<br />
Architekturen und Normen gefeilt wird,<br />
können wir heute bereits einiges bewirken<br />
und Erfahrungen sammeln. Dabei<br />
fokussieren wir uns auf die greifbaren<br />
Vorteile, welche ein Maschinenbauer<br />
hat, wenn er seine Maschine in einem<br />
ersten Schritt z. B. für Big Data Analytics<br />
öffnet. In den großen Datenmengen, die<br />
ständig in der Steuerung anfallen, steckt<br />
ein noch kaum erschlossenes Potential,<br />
um Maschinen und Anlagen zu optimieren.<br />
Die Erkennung von Mustern und<br />
Kausalitäten ist ein wichtiger Schritt, um<br />
die Produktivität und Effizienz zu steigern.<br />
Daher machen wir unsere Controller<br />
für den unabhängigen Datenaustausch<br />
und die Vernetzung fit. Und natürlich<br />
stellt sich immer die Frage, wie<br />
viel Industrie 4.0 für einen einzelnen<br />
Anwendungsfall überhaupt sinnvoll ist.<br />
Wie sieht nun Ihr persönlicher Reiseplan<br />
aus? Dazu kann ich Ihnen folgenden<br />
praktischen Reisetipp geben: Viele Wege<br />
führen zu Industrie 4.0. Es gibt diverse<br />
Ansätze, mit denen Sie schon heute<br />
erfolgreich in Richtung Industrie 4.0<br />
navigieren und die Zukunft erfinden<br />
können. Nur bleiben Sie unterwegs flexibel.<br />
Es ist noch nicht abzusehen, welche<br />
Standards sich am Markt etablieren. Es<br />
setzen sich übrigens nicht zwangsläufig<br />
die technisch besten Lösungen durch.<br />
Schon bei der ersten industriellen Revolution<br />
musste die Dampfmaschine lange<br />
auf ihren Durchbruch warten. Den erzielte<br />
sie erst mit dem passenden Geschäftsmodell:<br />
James Watt stellte mit<br />
seinem Partner Dampfmaschinen zur<br />
Verfügung und ließ sich einen Teil der<br />
eingesparten Brennstoffkosten auszahlen.<br />
In dem Sinne: Jede Reise beginnt<br />
mit dem ersten Schritt – brechen Sie auf,<br />
Sie können wenig verkehrt, aber vieles<br />
richtig machen.<br />
www.eckelmann.de<br />
8 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
13. Optatec auf Erfolgskurs<br />
Die 13. Optatec – Internationale Fachmesse für optische<br />
Technologien, Komponenten und Systeme<br />
findet vom 7. bis 9. Juni <strong>2016</strong> im Messezentrum<br />
Frankfurt statt. Die Ausstellerzahlen steigen, die<br />
Internationalität nimmt zu, das Rahmenprogramm<br />
steht, die Halle 3.0 im Internationalen Messezentrum<br />
Frankfurt war rund 100 Tage vor Messebeginn<br />
nahezu voll belegt. Tatsache ist, dass sich „Optische Technologien und Verfahren“ in<br />
Gestalt von Komponenten, Baugruppen, Subsystemen und Komplettlösungen in vielen<br />
Bereichen des Arbeitslebens wiederfinden, ohne dass die Nutzer davon überhaupt Kenntnis<br />
haben bzw. nehmen. In diesem Zusammenhang fällt auch immer wieder der Begriff<br />
„Laser“, was zwar grundsätzlich seine Richtigkeit hat, das Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten<br />
Optischer Technologien jedoch tatsächlich nur teilweise widergibt.<br />
Das Informations- und Kommunikationsangebot zur Messe präsentiert sich in einer<br />
neuen Dimension, realisiert in enger Zusammenarbeit mit bewährten und neuen Kooperationspartnern:<br />
Die Branchen- und Netzwerk-Organisationen Spectaris und OptecNet<br />
stehen für das Rahmenprogramm.<br />
SINEO<br />
SETZEN SIE SIGNALE.<br />
www.optatec-messe.de<br />
Drei Fachkongresse zur Sensor+Test<br />
Die Sensor+Test vom 10. bis 12. Mai in Nürnberg<br />
mit voraussichtlich rund 580 Ausstellern<br />
wird von drei Fachkongressen begleitet: Die<br />
18. GMA/ITG-Fachtagung „Sensoren und<br />
Messsysteme“ wird gemeinsam von der VDI/<br />
VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik<br />
(GMA) und der Informationstechnischen<br />
Gesellschaft im VDE (ITG) getragen.<br />
Zum zweiten Mal findet außerdem die<br />
„European Telemetry and Test Conference –<br />
etc<strong>2016</strong>“ in Kooperation mit der European<br />
Society of Telemetry statt. Die etc<strong>2016</strong>, mit begleitender Ausstellung, ist die Plattform für<br />
Telemetrie, Telecontrol, Test-Instrumentierung und Datenverarbeitung, in deren Rahmen<br />
auch das "3rd Advanced In-Flight Measurement Techniques Symposium AIM<strong>2016</strong>" und<br />
das "27th Symposium of the Society of Flight Test Engineers SFTE - European Chapter" tagen.<br />
Zum diesjährigen Messe-Sonderthema „Messtechnik in der Cloud“ findet darüber<br />
hinaus am dritten Messetag eine internationale Internet of Things Conference statt.<br />
www.sensor-test.com<br />
Parker Hannifin: Dichtungssparten unter einem Dach<br />
Das Unternehmen Parker Hannifin hat seine Sparten für statische<br />
und dynamische Dichtungsprodukte in der neuen<br />
„Prädifa Technology Division“ zusammengeführt. Mit dem<br />
Zusammenschluss gehen eine Vergrößerung des Anwendungstechnik-Teams<br />
und die Stärkung weiterer kundennaher<br />
Bereiche wie Labor, Marketing und Engineering einher. Das<br />
Kerngeschäft liege weiter im Bereich dichtungstechnischer<br />
Produkte, das Produkt- und Leistungsspektrum im Bereich<br />
der Polymertechnik wachse jedoch. Dabei erschließen sich<br />
durch neue Materialentwicklungen neue Märkte, z. B. mit<br />
dem im vergangenen Jahr vorgestellten Werkstoff Nobrox für<br />
Dichtungen und andere technische Bauteile. Im Jahr 2013<br />
war die Parker-Dichtungsgruppe in Engineered Materials<br />
Group umbenannt worden. Leiter der neuen Division ist Thomas Ottawa (Bild), ihr<br />
Stammsitz ist in Bietigheim-Bissingen, Fertigungsstandorte befinden sich in Deutschland,<br />
Belgien, Dänemark, Italien, Schottland und Tschechien.<br />
www.parker.com<br />
• Innovative Lichtleitertechnologie<br />
und Varianten mit<br />
IO - Link- Schnittstelle<br />
• Drei oder vier Signalstufen mit<br />
einstellbaren Farben und<br />
Leuchtbildern dank RGB - LEDs<br />
• Varianten mit hoher Schutzar t<br />
(IP 65) für Umgebungstempe -<br />
raturen von - 20° C bis 50° C<br />
• Einfacher Anschluss mittels<br />
M12-Steckverbindung<br />
Herbert Waldmann GmbH & Co.KG<br />
sales.germany@waldmann.com,<br />
www.waldmann.com/sineo
INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
Dr. Jochen Köckler, Mitglied des<br />
Vorstands der Deutschen Messe AG:<br />
„Um wettbewerbsfähig zu bleiben,<br />
müssen Unternehmen die<br />
Potenziale der Digitalisierung<br />
jetzt erkennen und voll ausschöpfen.<br />
Wie das geht, wird die<br />
Hannover Messe <strong>2016</strong> zeigen.“<br />
Hannover Messe <strong>2016</strong><br />
Schaufenster und Treffpunkt für Industrie 4.0<br />
Michael Döppert<br />
Integrated Industry – Discover<br />
Solutions, so lautet das Leitthema<br />
der Hannover Messe <strong>2016</strong>. Die<br />
Zukunftsvision der vernetzten<br />
Industrie findet sich in dem Begriff<br />
Industrie 4.0 wieder. Und dieser<br />
Begriff füllt sich mit Leben, mit<br />
Konzepten, Verfahren und<br />
Produkten in physischer und<br />
digitaler Gestalt. Das werden<br />
Besucher der Messe erleben.<br />
Auf der diesjährigen Hannover Messe<br />
vom 25. bis 29. April sind Angebote für<br />
die Digitalisierung von Fabriken das bestimmende<br />
Thema. Gezeigt werden Lösungen<br />
aus und für das produzierende<br />
Gewerbe, um Produktionsanlagen Schritt<br />
für Schritt zur Industrie-4.0-Fabrik ausbauen.<br />
Die physische und digitale Welt der<br />
indus triellen Produktion treffen sich in<br />
Hannover unter anderem in den Ausstellungsbereichen<br />
der Digital Factory und der<br />
Industrial Automation. Besucher werden<br />
erleben, dass Industrie 4.0 nicht mehr nur<br />
Vision ist, sondern bereits heute in einsetzbaren<br />
An lagen, Systemen und Komponenten<br />
zum Teil schon handfeste Realität geworden<br />
ist. Sie werden spüren, dass die Entwicklung<br />
Fahrt aufgenommen hat, nicht nur<br />
bei den Technologien sondern auch bei den<br />
sich daraus ergebenden neuen Geschäftsmodellen.<br />
Industrie 4.0 – das sind Lösungen, die<br />
flexible, einfach zu handhabende, energieeffiziente<br />
Maschinen möglich machen.<br />
Inbegriffen sind moderne Interaktionsmöglichkeiten,<br />
die Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten<br />
wesentlich verkürzen<br />
werden und Technologie-Ansatzpunkte für<br />
nachhaltige und energieeffiziente Produk-<br />
tionen. Industrie 4.0 – das sind aber auch<br />
Modularisierung und Mechatronik sowie<br />
die Beherrschung von Schnittstellen, die<br />
Maschinenbauer flexibler machen. Und<br />
nicht zuletzt gehört auch das Thema Cloud<br />
dazu und die Beantwortung der Frage: Wie<br />
können Daten sicher aus der Maschine in<br />
die Cloud und zurück gebracht werden, um<br />
zum Beispiel Predictive Maintenance oder<br />
auch ein Predictive Design zu ermöglichen?<br />
Industrie 4.0 ist längst nicht mehr nur ein<br />
Thema in Deutschland. Es war von Anfang<br />
an ein Internationales, nicht überall mit dem<br />
gleichen Namen – aber mit mehr oder weniger<br />
gleichen Inhalten. Auch aus diesem Grund<br />
ist die Hannover Messe und speziell die diesjährige<br />
das Fenster für dieses Thema. <strong>2016</strong><br />
kommt mit dem Partnerland USA zudem die<br />
weltgrößte Volkswirtschaft nach Hannover<br />
und mit ihr – in dem Umfeld von IoT (Internet<br />
of Things) – interessante Aussteller. Ist es<br />
in Deutschland die Plattform Industrie 4.0,<br />
die hier versucht Standards zu definieren, so<br />
ist es international das Industrial Internet<br />
Consortium ICC. Auf dem Weg hin zur vernetzten<br />
Industrie treffen sich in Hannover<br />
zwei Protagonisten. Durch die Kombination<br />
beider Standards könnten sich für viele<br />
Unternehmen zahlreiche neue Geschäftsmöglichkeiten<br />
mit Industrie-4.0-Lösungen<br />
über Landesgrenzen hinweg ergeben.<br />
Erneut ist es hier die Hannover Messe, die<br />
ihre Internationalität jetzt ausspielen kann.<br />
In Hannover kommen alle Taktgeber der<br />
industriellen Digitalisierung zusammen:<br />
Die deutschen Unternehmen mit Kernkompetenzen<br />
im Maschinenbau und der Elektrotechnik,<br />
US-IoT-Anbieter und Unternehmen<br />
aus China und Japan, die ihrerseits die<br />
Vernetzung in der Industrie vorantreiben.<br />
Daraus können neue Partnerschaften, Ideen<br />
und Lösungen auf dem Weg hin zur Industrie<br />
4.0 entstehen – vielleicht initiiert auf der<br />
Hannover Messe.<br />
Bild: Deutsche Messe<br />
www.messe.de<br />
10 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Vielseitige und hochpräzise<br />
Optosensoren<br />
Detektierende und<br />
messende Optosensoren<br />
bieten die Serien<br />
R100 und R101 von<br />
Pepperl+Fuchs. Einsetzbar<br />
sind sie als<br />
Einweg-Lichtschranken,<br />
Reflex-Lichtschranken<br />
mit Polfilter,<br />
Vordergrundausblendung<br />
oder für die Detektion<br />
transparenter<br />
Objekte, energetische<br />
Reflex-Lichttaster und<br />
solche mit Hintergrundausblendung sowie als messende Lichtschranken<br />
und Distanzsensoren. Sie sind mit einer Power-Beam-<br />
LED oder einer neuen Lasertechnologie verfügbar, die Eigenschaften<br />
von LED-Sendern und Laserdioden vereint. Damit werden<br />
Arbeitsabstände optimiert und eine sehr präzise Detektion<br />
und Abstandsmessung selbst kleiner Objekte wird ermöglicht. Die<br />
Multi-Pixel-Technologie und ein Opto-ASIC ermöglichen es, für<br />
Nahbereichsapplikationen eine höchst präzise Distanzmessung in<br />
standardisierte Kleingehäuse zu integrieren. Beide Reihen sind<br />
durchgängig mit IO-Link ausgestattet, was die Vernetzung von<br />
Produktionsprozessen im Rahmen von Industrie 4.0 ermöglicht.<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
Fit für Industrie 4.0:<br />
Intelligente Kennzeichnung<br />
Für die Produktidentifikation,<br />
die Fertigungssteuerung<br />
oder den technischen<br />
Plagiatsschutz bietet<br />
Schreiner ProTech intelligente<br />
Kennzeichnungen<br />
an. Für den Fälschungsschutz<br />
setzt das Unternehmen<br />
ein digitales<br />
Kopierschutz muster ein,<br />
das kaum sichtbar in Typenschilder,<br />
Logistiketiketten<br />
oder andere<br />
Podukt ausstattungsetiketten<br />
inte griert wird. Damit können relevante Sicherheitsmerkmale<br />
per 2D-Scanner oder Smartphone-App auf ihre Echtheit<br />
überprüft werden. Auch per Lasergravur können Bauteile<br />
gekennzeichnet werden. Inte grierte RFID-Etiketten erlauben<br />
neben der Optimierung von Logistikprozessen auch die Abspeicherung<br />
von Lebenslauf-Fakten für Bauteile. Führen Unternehmen<br />
neue Kennzeichnungstechnologien ein, bietet Schreiner<br />
Services Beratung und Engineering für Druck-, Applikations-<br />
und Prüfsysteme an. Komplettlösungen reichen von der<br />
Lohn-Applikation von Funktionsetiketten in Bauteile bis zur<br />
Installa tion von Fertigungsinseln.<br />
www.schreiner-protech.com<br />
THE HEARTBEAT OF INDUSTRY 4.0<br />
Sind Sie bereit für die vierte industrielle Revolution? Bereit für intelligente Fertigungssysteme, die flexibel auf neue Anforderungen reagieren?<br />
Wir bewegen Produkte, Prozesse und Menschen, denn unsere Sensorlösungen und Systeme sind intelligent vernetzte Schrittmacher von Industrie 4.0.<br />
Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie unser Herz auch Ihr Unternehmen belebt, besuchen Sie uns auf der Hannover Messe<br />
(25. – 29. April <strong>2016</strong>, Halle 9, Stand F53) oder unter www.balluff.de/industrie-4.0<br />
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INDUSTRIE 4.0 I TITEL<br />
Der Datenhunger steigt<br />
Der Digitale Zwilling wird zum Muss im Maschinen-, Steuerungs- und Schaltanlagenbau<br />
Produktinformationen<br />
Bestückung<br />
Bearbeitung<br />
Natascha Treml, Thomas Laforce<br />
Das Thema Industrie 4.0 beherrscht seit einigen<br />
Jahren die Diskussion um die Zukunft der industriellen<br />
Fertigung. Auch wenn sich die Experten<br />
nicht einig sind, wie genau Industrie 4.0 im Detail<br />
aussehen soll und welche Voraussetzungen erfüllt<br />
sein müssen, steht doch eines unstrittig fest: Daten<br />
spielen im industriellen Umfeld eine zentrale Rolle.<br />
Aber worauf haben Konstrukteure und Anlagenbauer<br />
beim Thema Daten zu achten?<br />
Handling<br />
Kontektionierung<br />
Verdrahtung<br />
Schaltschränke<br />
Automation<br />
Stromverteilung<br />
System<br />
Engineering<br />
Klimatisierung IT-Infrastruktur<br />
Tools und Software Schnittstellen<br />
Sowohl im Maschinenbau als auch im<br />
Steuerungs- und Schaltanlagenbau steigt<br />
der Bedarf nach Daten. Von besonderer Bedeutung<br />
sind hier Daten, die entlang der<br />
Wertschöpfungskette bei Entwicklung, Konstruktion,<br />
Fertigung und Inbetriebnahme<br />
von Maschinen sowie von Steuerungs- und<br />
Schaltanlagen benötigt werden. Dazu gehören<br />
etwa Planungsdaten für CAD- und CAE-<br />
Systeme aber auch kaufmännische Daten.<br />
Natascha Treml, Thomas Laforce,<br />
Rittal GmbH & Co. KG, Herborn<br />
01 Im Zentrum des digitalen Workflows<br />
steht der virtuelle Prototyp – der Digitale<br />
Zwilling<br />
Entscheidend ist hier eine möglichst hohe<br />
Durch-gängigkeit der Daten entlang der gesamten<br />
Wertschöpfungskette. Nur so ist es<br />
möglich, die Daten für alle Schritte nahtlos<br />
zu verwenden. Zusätzliche Arbeit durch<br />
doppelte Datenpflege kann so entfallen,<br />
und die Effizienz steigt deutlich an. Wie<br />
sehr der Bedarf nach solchen Daten zugenommen<br />
hat, betont Uwe Scharf, Geschäftsbereichsleiter<br />
Produktmanagement<br />
bei Rittal: „Unsere Kunden haben im vergangenen<br />
Jahr mechanische CAD-Daten<br />
von 1,2 Millionen Rittal-Produkten über<br />
unsere Websites angefragt und dabei über<br />
sieben Millionen CAD-Files heruntergeladen<br />
– ein deutliches Indiz dafür, wie<br />
wichtig Daten heute sind.“<br />
Wer braucht aber wann welche Daten?<br />
Zu Beginn der Entwicklung steht bei vielen<br />
Planern und Konstrukteuren zunächst die<br />
Auswahl der passenden Komponenten und<br />
Systeme. Früher waren hierbei die gedruckten<br />
Kataloge der Lieferanten ein unverzichtbares<br />
Medium. Im Zuge der Digitalisierung<br />
sind heute die Möglichkeiten vielfältiger:<br />
Kataloge stehen häufig auch in digitaler<br />
12 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
www.contitech.de/nextlevel<br />
SERVICE ERWEITERN<br />
KUNDENNÄHE AUSBAUEN<br />
LEIDENSCHAFT TEILEN<br />
AFFINITY NEXT LEVEL<br />
25. -29. April <strong>2016</strong><br />
Discover Next Level<br />
Halle 6, Stand F18<br />
ContiTech. Engineering Next Level
INDUSTRIE 4.0 I TITEL<br />
02 Die Elektro planung in<br />
Eplan Electric P8 und Eplan<br />
Pro Panel ist die Basis für<br />
eine Durchgängigkeit der<br />
Daten im gesamten<br />
Engineering-Prozess<br />
Form zur Verfügung – beispielsweise im<br />
PDF-Format oder im elektronischen Format<br />
inklusive einer Klassifizierung nach ETIM<br />
oder eC@lss. Außerdem besteht häufig die<br />
Möglichkeit, Produkte direkt auf der Lieferanten-Website<br />
auszuwählen oder zu konfigurieren.<br />
Bei Rittal sind eine Vielzahl an<br />
Konfiguratoren auf der Website integriert.<br />
Daten für den Maschinenbau<br />
Nach den grundlegenden Arbeiten und der<br />
Auswahl der benötigten Komponenten<br />
steht die Konstruktion als nächster Schritt<br />
innerhalb der Wertschöpfungskette an. Im<br />
Maschinenbau wird häufig mit der mechanischen<br />
Konstruktion begonnen, während<br />
im Steuerungs- und Schaltanlagenbau die<br />
Elektroplanung im Vordergrund steht. Die<br />
Herausforderung besteht darin, dem Kunden<br />
zu jedem Schritt innerhalb der Wertschöpfungskette<br />
die Daten zur Verfügung<br />
zu stellen, die er aktuell benötigt. Bei der<br />
mechanischen Konstruktion benötigt der<br />
Konstrukteur vom Lieferanten etwa die mechanischen<br />
Konstruktionsdaten der verwendeten<br />
Komponenten und Teile. Diese<br />
kann er dann direkt in seine CAD-Software<br />
importieren und verwenden.<br />
Rittal stellt von sämtlichen lieferbaren<br />
Komponenten seines Programm „Rittal –<br />
Das System“ die mechanischen Konstruktionsdaten<br />
über die Web-Plattform Partcommunity<br />
zur Verfügung. Dabei werden<br />
über 80 verschiedene Dateiformate unterstützt.<br />
Für die professionelle Konstruktionsplanung<br />
stehen qualitativ hochwertige und<br />
kontinuierlich validierte, detailgetreue 3Dund<br />
2D-Daten zur Verfügung. Auf der Web-<br />
Plattform, die schnell und einfach über die<br />
Rittal-Website zu erreichen ist (www.rittal.de/<br />
ricad3d), kann der Konstrukteur in einem<br />
komfortablen Dialog die benötigten Komponenten<br />
auswählen und die Konstruktionsdaten<br />
in dem für sein CAD-System<br />
passenden Format herunterladen und direkt<br />
in seiner Konstruktion verwenden.<br />
Daten für Steuerungsund<br />
Schaltanlagenbauer<br />
Bei der Elektroplanung kommt in aller Regel<br />
eine CAE-Software wie Eplan Electric P8<br />
Klassifikationssysteme ETIM und eCl@ss<br />
zum Einsatz. Auch hier benötigt der Elektroplaner<br />
wiederum die Daten der eingesetzten<br />
Komponenten. Zunächst sind hierbei<br />
die für die Elektroplanung relevanten Daten<br />
notwendig. Rittal stellt diese Planungsdaten<br />
auf dem Eplan Data Portal des Schwesterunternehmens<br />
Eplan bereit. Hier findet<br />
der Anwender die Planungsdaten der<br />
Rittal-Komponenten sowie die von über<br />
500 000 Komponenten führender Gerätehersteller.<br />
Nach dem Abschluss der Elektroplanung<br />
kann mit Eplan Pro Panel ein virtueller<br />
Der digitalen Kommunikation im Kunden-Lieferanten-Verhältnis kommt während<br />
des Engineering-Prozesses eine große Bedeutung zu. Der Sender muss seine Produktdaten<br />
möglichst so weitergeben, dass der Empfänger sie nahtlos weiterverarbeiten<br />
kann. Um Produktinformationen so zu ordnen, dass sie auf der Empfängerseite<br />
verstanden werden, verwendet man standardisierte Klassifikationssysteme. Rittal<br />
setzt u.a. auf die weit verbreiteten Standards ETIM und eCla@ss. Die Klassifikationen<br />
bestehen aus einer Hierarchie und den darin enthaltenen Klassen wie z. B. “Schaltschrank”.<br />
Jede Klasse hat ihre eigene Definition und ihre eigenen in der Klassifikation<br />
vorgegebenen Schlagwörter. So hat z.B. ein Schaltschrank Merkmale wie „Anzahl der<br />
Schlösser“, „Schutzart IP“ und „Ausführung der Oberfläche“. Die Klasse „Klimagerät“<br />
hat dagegen andere Merkmale wie „Spannungsart“ und „Temperaturrege-lung<br />
vorhanden“. Die einzelnen Merkmale werden über Wertelisten weiter definiert<br />
Das Klassifikationssystem ETIM beschränkt sich im Wesentlichen auf die Elektro-<br />
Industrie. Es wird vor allem vom Großhandel genutzt, der die Daten verwendet, um<br />
sie in Warenwirtschaftssysteme einzuspeisen, eigene Webshops zu erstellen und<br />
Kataloge zu drucken. Im Gegensatz zu ETIM gibt es im Klassifikationssystem eCl@ss<br />
eine advanced-Version mit Funktionen, die über die reine Klassenbeschreibung<br />
hinausgeht. Sie ist vor allem auf die Anforderung von CAE-Software abgestimmt und<br />
liefert entsprechende Daten mit, die direkt in der Elektroplanung eingesetzt werden<br />
können.<br />
14 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
TITEL I INDUSTRIE 4.0<br />
Prototyp der Anlage erzeugt werden. Selbstverständlich<br />
werden dazu die Daten aus der<br />
Elektroplanung wiederum direkt übernommen.<br />
Der Elektroplaner kann alle benötigten<br />
Komponenten im virtuellen Modell<br />
innerhalb des Schaltschranks platzieren.<br />
Hierzu sind allerdings zusätzliche Daten<br />
wie z. B. die geometrischen Abmessungen<br />
einer Komponente notwendig. Diese sowie<br />
weitere bis zu 200 Merkmale sind in einer<br />
sogenannten Makro-Datei im Eplan Data<br />
Portal hinterlegt. Dazu gehören z. B. Logik-<br />
Informationen, 2D- und 3D-Grafikmakros,<br />
Schaltplanmakros, Fertigungsinformationen<br />
sowie Zubehörinformationen. Dass die<br />
Nachfrage nach diesen Daten hoch ist,<br />
belegen Download-Zahlen aus 2015: Insgesamt<br />
gab es hier 600 000 Downloads von<br />
Rittal-Produkten.<br />
Mit den Informationen aus der Elektroplanung<br />
und dem virtuellen Prototyp lassen<br />
sich im nächsten Schritt Daten für die Fertigung<br />
erzeugen. Dazu gehören Verdrahtungslisten,<br />
die für die manuelle Konfektionierung<br />
der Leitungen oder zur Ansteuerung<br />
einer automatischen Konfektioniermaschine<br />
genutzt werden. Auch die Daten für die<br />
Bearbeitung von Flachteilen werden direkt<br />
aus den bestehenden Daten erzeugt. Diese<br />
kann mit dem Bearbeitungszentrum Perforex<br />
BC von Rittal Automation Systems<br />
erfolgen, das vollautomatisch Montageplatten,<br />
Türen und Seitenteile fräst, bohrt<br />
oder graviert.<br />
Nur mit den Daten ist ein<br />
Produkt komplett<br />
Neben den technischen Arbeitsschritten<br />
bei der mechanischen Konstruktion, der<br />
Elektroplanung, der Erstellung eines virtuellen<br />
Prototypen sowie der Fertigung<br />
ist die kaufmännische Abwicklung ein<br />
wesentlicher Teil innerhalb der Wertschöpfungskette.<br />
Auch hierbei kommt es<br />
auf eine hohe Effizienz an. Effizienzsteigerungen<br />
sind z. B. möglich, wenn die<br />
Stücklisten aus der mechanischen Konstruktion<br />
und der Elektroplanung nahtlos<br />
in die kaufmännischen Systeme übernommen<br />
werden können. Für die Kalkulation,<br />
Bestellung und Logistik sind allerdings<br />
wiederum andere Arten von Daten<br />
notwendig. Bestellnummern, Preise, Gewichte<br />
etc. sind hier die maßgeblichen<br />
Größen.<br />
Für den reibungslosen Austausch der<br />
Daten zwischen Lieferant und Kunde hat<br />
sich eine Klassifikation solcher Daten bewährt.<br />
Rittal unterstützt die Klassifikationen<br />
ETIM und eCl@ss, so dass Kunden<br />
auch hier auf die Daten zugreifen können,<br />
unabhängig davon, welche Klassifikation<br />
sie verwenden. Auch das ältere Datanorm-<br />
System wird unterstützt.<br />
„Die Digitalisierung in der Industrie<br />
schreitet stetig voran. Dabei kommt es verstärkt<br />
auf Daten in qualitativ hochwertiger<br />
Form an. Im Maschinen- und Anlagenbau<br />
sowie im Steuerungs- und Schaltanlagenbau<br />
können durch zunehmende Digitalisierung<br />
große Effizienzsteigerungen entlang<br />
der gesamten Wertschöpfungskette<br />
realisiert werden“, sagt Uwe Scharf und ergänzt,<br />
„Ein Produkt ist nur dann komplett,<br />
wenn alle Daten dazu vorliegen.“<br />
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Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 15
INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
Quantensprung bei der Motoranalyse<br />
Smarte Sensortags bringen Motoren in die Industrie-4.0-Welt<br />
Jonas Spoorendonk<br />
Elektromotoren können interessante<br />
Betriebsdaten liefern, die zur Prozessoptimierung<br />
beitragen. Das wissen wir<br />
schon länger, Wälzlagerhersteller zum<br />
Beispiel bieten hierfür ihre Sensorlager<br />
an. Ein Motoren-, Antriebs- und<br />
Automati sierungsanbieter geht da<br />
noch einige Schritte weiter und hat<br />
eine Sensorbox entwickelt, die technologisch<br />
und kostenseitig so konzipiert<br />
ist, dass mit ihr jeder Motor<br />
ausgerüstet werden kann.<br />
Jonas Spoorendonk, ABB Automation<br />
Products GmbH, Ladenburg<br />
Nicht weniger als eine neue Form der industriellen<br />
Wertschöpfung verspricht<br />
das Internet der Dinge, Dienstleistungen<br />
und Menschen (IoTSP, Internet of Things,<br />
Services and People). Internettechnologien<br />
sollen in Fabriken Einzug halten, Echtzeitdaten<br />
die Produktivität steigern und Kundenwünsche<br />
so flexibel wie nie zuvor befriedigt<br />
werden. Informations- und Kommunikationstechnik<br />
sowie Prozesse verschmelzen<br />
und die Intelligenz nimmt<br />
Einzug in die Maschinen.<br />
Welche Herausforderungen lassen sich<br />
mit dem Internet der Dinge, Dienstleistungen<br />
und Menschen besser lösen? Einige<br />
Beispiele dafür gibt es schon, wie die Augmented-Reality-Brille<br />
mit<br />
eingeblendeten Montageanweisungen<br />
oder<br />
der kollaborierende<br />
Roboter, der eine sichere<br />
Zusammenarbeit<br />
mit Menschen<br />
ermöglicht.<br />
Die Rolle der Motoren heute<br />
In der Diskussion bleibt ein weites Feld in<br />
der Fabrikautomation bislang noch außen<br />
vor: die Motoren. Anlagenbetreiber könnten<br />
ihre Produktivität durch eine bessere<br />
Überwachung und Wartung ihrer Niederspannungsmotoren<br />
merklich steigern. Bislang<br />
werden die allermeisten Motoren nicht<br />
überwacht und nur reaktiv gewartet. Störungen<br />
haben Verluste, eine schlechtere<br />
Effizienz bis hin zu Ausfällen zur Folge. Eine<br />
Ausfallstunde ist bekanntlich teuer – in der<br />
Prozessindustrie kommen leicht fünf- bis<br />
zehntausend Euro zusammen. Im Extremfall<br />
kann sie mit bis zu fünfzigtausend Euro<br />
zu Buche schlagen. Mit einer verbesserten<br />
Betriebsüberwachung ließen sich Stillstände<br />
vermeiden und somit Betriebskosten<br />
einsparen.<br />
Eine komplexe Überwachung von Niederspannungsmotoren<br />
macht heute jedoch<br />
wirtschaftlich meist keinen Sinn. Denn sie<br />
erfordert eine aufwendige Infrastruktur und<br />
das nötige Fachpersonal. Fehlen Informationen,<br />
geht eine lückenhafte bzw. unkoordinierte<br />
Wartung fast zwangsläufig einher.<br />
Serviceingenieure könnten eine umfassende<br />
Anlagenoptimierung zu erschwinglichen<br />
Kosten dann bieten, wenn sie die<br />
Statusinformationen einer großen Anzahl<br />
Motoren bekämen, komplexe Zustandsanalysen<br />
sich kostengünstig und einfach installieren<br />
ließen und eine verlässliche Datenanalyse<br />
zur Verfügung stünde. Von den<br />
damit verbundenen niedrigeren Betriebskosten<br />
und der höheren Produktivität würden<br />
auch die Anlagenbetreiber profitieren.<br />
Die Rolle der Motoren in Zukunft<br />
Zukunftsmusik? Bald nicht mehr! ABB stellt<br />
auf der Hannover Messe <strong>2016</strong> eine neuartige,<br />
innovative und zugleich hoch wirtschaftliche<br />
IoTSP-Lösung für Motoren vor.<br />
Bei dem Konzept, das zum Ende des Jahres<br />
<strong>2016</strong> in den Markt eingeführt wird, handelt<br />
es sich um eine „kleine Box“ mit intelligenten<br />
Sensorfunktionalitäten, die eine detaillierte,<br />
umfassende und kostengünstige<br />
Zustandsanalyse für Niederspannungsmotoren<br />
ermöglicht. Anlagenbetreiber können<br />
damit alle Vorteile der vorausschauenden<br />
Wartung nutzen und so Stillstandszeiten<br />
Jonas Spoorendonk, Geschäftsbereichsleitung Motors & Generators DE, ABB Automation Products GmbH,<br />
Ladenburg: „In den meisten Fällen macht heute eine komplexe Überwachung von Niederspannungsmotoren<br />
wirtschaftlich keinen Sinn. Das wird sich mit unserem smarten Sensor ändern.“
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
reduzieren oder sogar verhindern, den<br />
Energieverbrauch optimieren und Wartungs<br />
kosten senken.<br />
Für die Zustandsanalyse von Niederspannungsmotoren<br />
stellt diese Lösung einen<br />
echten Quantensprung dar. Mit dem ABB-<br />
Sensorsystem könnten in Zukunft Millionen<br />
Motoren ihren Wartungsbedarf melden.<br />
Nach Schätzungen sind derzeit allein<br />
mindestens 30 Millionen ABB-Niederspannungsmotoren<br />
im Feld. Auch Motoren<br />
anderer Hersteller können damit überwacht<br />
werden.<br />
Das Schlüsselelement ist ein kleines,<br />
smartes Sensortag mit einer drahtlosen<br />
Kommunikationsschnittstelle. Es wird direkt<br />
am Motor angebracht – ab Werk oder im<br />
Rahmen einer Nachrüstung. Das Sensorsystem<br />
liefert Informationen zu zentralen Parametern<br />
und ermittelt den Energieverbrauch<br />
mit einer Genauigkeit von ± 10 %. Durch die<br />
regelmäßige und präzise Überwachung der<br />
wichtigsten Zustandsparameter werden<br />
mögliche Probleme frühzeitig erkannt.<br />
Mit dem Sensorsystem könnten<br />
in Zukunft Millionen Motoren<br />
ihren Wartungsbedarf melden<br />
Rotor, Lager und Kühlung werden überwacht,<br />
ebenso Betriebsparameter wie Vibrationen,<br />
Temperatur und Überlastungen.<br />
Die neue Lösung bietet eine automatisierte<br />
und damit benutzerfreundliche Zustandsanalyse.<br />
Die Sensortags senden die<br />
Daten drahtlos an sichere cloud-basierte<br />
Server von ABB. Die ausgewerteten Daten<br />
werden den Anwendern auf PCs oder<br />
mobilen Endgeräten zur Verfügung gestellt.<br />
Diese Form der intelligenten Datenbearbeitung<br />
und -verwaltung ermöglicht dadurch<br />
moderne Instandhaltungskonzepte in der<br />
Smart Factory.<br />
Der Weg zu neuen<br />
Geschäftsmodellen<br />
Die IoTSP-Lösung von ABB macht den Weg<br />
auch frei für neuartige Geschäftsmodelle.<br />
Sie eröffnet eine völlig neue Instandhaltungs-,<br />
Dienstleistungs- und Servicewelt,<br />
in der unterschiedliche Dienstleister helfen,<br />
die Anlagenleistung zu erhöhen und<br />
gleichzeitig Kosten zu sparen. Dabei sind<br />
verschiedene Szenarien möglich: Ein Anlagenbetreiber<br />
kann beispielsweise einen<br />
Servicevertrag mit einem Wartungsteam<br />
abschließen, das alle seine Motoren wartet<br />
und optimiert. Die Bezahlung kann neben<br />
einer monatlichen Gebühr zusätzlich einen<br />
Anteil an den eingesparten Energiekosten<br />
beinhalten.<br />
Bei einem weiteren Ansatz montiert ein<br />
zertifizierter Partner von ABB die smarten<br />
Sensortags an die Motoren einer Anlage<br />
und führt auf Basis der Motordaten dann<br />
eine optimierte Wartung durch. Da man auf<br />
die Daten weltweit zugreifen kann, ist ein<br />
Servicedienstleister an keinen Ort gebunden.<br />
Er kann problemlos auch von einem<br />
anderen Kontinent aus potenzielle Energieeinsparungen<br />
berechnen und Wartungspläne<br />
optimieren. Unterm Strich kann man<br />
sagen: Wir haben es hier nicht nur mit einer<br />
Win-win-Situation zu tun, sondern mit<br />
Win-win-win-Szenarien.<br />
ABB bietet mit dem smarten Sensor eine<br />
echte Zukunftsvision, nämlich eine einfache,<br />
smarte und kostengünstige Lösung für<br />
STATEMENT<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Was hat ein Elektromotor mit<br />
Industrie 4.0 zu tun? Wie wird<br />
ein Industriemotor 4.0-fähig? Diese<br />
Fragen oder ähnliche hatten sich sicherlich<br />
die Konstrukteure und Entwickler<br />
der hier vorgestellten Sensorbox bei<br />
ABB gestellt. Und Sie haben mit Ihrer<br />
„kleinen Box“ die Antwort gegeben.<br />
Der Motor kann einen interessanten<br />
Part in der Industrie 4.0 einnehmen<br />
und viel neues Potenzial eröffnen –<br />
technologisch und wirtschaftlich.<br />
die Zustandsanalyse von Millionen Motoren.<br />
Durch die IoTSP-Fähigkeit der Motoren<br />
lassen sich Wartungskosten und außerplanmäßige<br />
Stillstandszeiten senken und die<br />
Betriebsplanung, die Auslastung und der<br />
Energieverbrauch der Motoren optimieren.<br />
Last, not least trägt die Lösung zur Entwicklung<br />
neuer Geschäftsmodelle bei. Effizientere<br />
Instandhaltungskonzepte in der Smart<br />
Factory sind das Ergebnis.<br />
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INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
Wie lässt sich die<br />
Teillast beherrschen?<br />
Ein Ausblick auf die Entwicklungen der Energieeffizienz in der Industrie 4.0<br />
Tim Bendig, Holger Borcherding<br />
Energieeffizienz im Maschinenbau<br />
hat viele Facetten und ist auch ein<br />
wichtiger Aspekt in der Industrie<br />
4.0 Diskussion. Wie die Antriebstechnik<br />
gestern, heute, morgen und<br />
übermorgen sich diesem Thema<br />
stellt bzw. stellen wird, beschreiben<br />
die Autoren im Folgenden aus Sicht<br />
eines innovativen Antriebs- und<br />
Automatisierungstechnik-Anbieters.<br />
IE2 und die Idee der Rück speisung:<br />
Das war gestern<br />
Der energetische Blick zurück auf die Antriebstechnik<br />
von gestern lässt sich in fünf<br />
Funktionsbereiche aufteilen, die sich durch<br />
die Komplexität der Anwendung unterscheiden.<br />
Waren auf Komponentenebene<br />
etwa IE2-Motoren gefragt, stand bei geregelten<br />
Antrieben der Servo im Mittelpunkt.<br />
Optimierungen hatten die Aufgabe, die Bewegungsführung<br />
effizienter zu gestalten,<br />
was bei Lenze zum Beispiel zur Entwicklung<br />
der Auslegungssoftware Drive Solution<br />
Designer (DSD) führte.<br />
Waren Antriebe in einem Mehrachsverbund<br />
miteinander gekoppelt, gab es erste<br />
Zwischenkreis-Lösungen, um die Bremsenergie<br />
als Folge des generatorischen Effekts<br />
wirkungsvoll zu nutzen. Rückspeisen,<br />
statt in Widerständen verheizen: Das Gestern<br />
der Antriebstechnik hielt auch erste<br />
Ideen bereit, die Bremsenergie größerer<br />
Einzelantriebe in das Netz zurückzuspeisen.<br />
Ein typisches Beispiel sind Regalbediengeräte<br />
mit Leistungen oberhalb von<br />
02<br />
01 Durchdachte Kombination: Die<br />
Kombination aus Lenze Smart Motor und<br />
g500-Getriebe sorgt für mehr Effizienz<br />
02 Erfüllt höchste Ansprüche an<br />
die Ressourceneffizenz: Die neue<br />
Frequenz umrichterreihe i500<br />
Dr. Tim Bendig, Lenze Hameln;<br />
Prof. Dr. Holger Borcherding,<br />
Hochschule Ostwestfalen-Lippe<br />
und fachlicher Leiter Bereich<br />
Innovation bei Lenze<br />
01<br />
18 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Hannover Messe<br />
25.–29. April<strong>2016</strong><br />
Halle9<br />
siemens.de/hm16<br />
PDMD-A10028-00<br />
Drehmoment steigern, Sicherheit<br />
erhöhen, Kosten senken<br />
Die neue FLEN<strong>DER</strong> Kupplung N-BIPEX setzt<br />
Maßstäbe bei den wichtigsten Anforderungen.<br />
Gerade in Pumpen- und Kompressorenanwendungen<br />
sind elastische Kupplungen<br />
oft großen Lastspitzen ausgesetzt.<br />
Um Ausfallrisiken vorzubeugen, wird in<br />
der Projektierung häufig auf die nächstgrößere<br />
Kupplung zurückgegriffen.<br />
Wir ändern das mit der neuen N-BIPEX®.<br />
Ihr innovatives Konzept mit einzigartigem<br />
Curved-Design, modernster Gusstechnologie<br />
und den auf Spitzenleistung<br />
getrimmten Elastomeren sorgt für Prozessstabilität<br />
und geringsten Verschleiß<br />
auch unter Höchstlast. Sie bietet Ihnen<br />
nicht nur größte Drehmomentreserven<br />
und Ausfallsicherheit. Sie verspricht auch<br />
eine längere Lebensdauer und spürbare<br />
Kostenvorteile gegenüber marktüblichen<br />
Lösungen.<br />
Die N-BIPEX fügt sich optimal<br />
in das weltgrößte Portfolio der<br />
FLEN<strong>DER</strong> Kupplungen ein.<br />
siemens.de/kupplungen
INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
STATEMENT<br />
Dr. Tim Bendig,<br />
Leiter Strategisches Marketing & Corporate Communications<br />
Nach wie vor werden Energieeffizienzbetrachtungen überwiegend auf Komponentenebene<br />
unternommen, resultierend aus staatlichen Vorgaben. Die IE-Einstufungen<br />
von Motoren sind dafür genauso ein Beleg, wie die Energielabel einzelner<br />
Haushaltsgeräte. Eine Bewertung der Energieeffizienz für die<br />
Erledigung einer definierten Aufgabe findet in der Regel jedoch<br />
nicht statt. Dabei lässt sich mit einer Systemoptimierung eine<br />
wesentlich bessere Ressourceneffizienz erreichen, als mit dem<br />
kostspieligen Herumfeilen an Wirkungsgrad im Bemessungspunkt,<br />
der sich nur auf homöopathischem Niveau verbessern lässt.<br />
Gesamtzusammenhänge sind gefragt – und Systeme, die sich<br />
selbst optimieren, um gerade auch bei Teillast so sparsam wie nur<br />
möglich zu arbeiten. Die Ressourceneffizienz ist deshalb aus Sicht<br />
von Lenze ein integraler Bestandteil der Industrie 4.0.<br />
03 Durch die Trennung von Einspeise- und Rückspeisepfad können beide Zweige separat<br />
ausgelegt werden, was eine exakte Dimensionierung je nach Bedarf der Anlage ermöglicht<br />
40 kW. Die dafür notwendige Technik gestaltete<br />
sich allerdings so komplex und<br />
kostspielig, dass sich Realisierung nur auf<br />
den kos-metischen und nicht auf den betriebswirtschaftlichen<br />
Nutzen des Anwenders<br />
abstützen ließ. Zudem treten auch<br />
heute noch immer wieder Fragestellung zur<br />
Netzverzerrung aufgrund von Oberschwingungen<br />
auf.<br />
IE3 und Teillastoptimierung:<br />
Das ist heute<br />
Was bietet das Heute für eine energieeffiziente<br />
Antriebstechnik? Ausgehend von<br />
der Komponentenebene beginnt sich der<br />
Blick langsam auf das Zusammenspiel<br />
mehrerer Elemente zu erweitern. Gestern<br />
war nur der Motor interessant, was durchaus<br />
dazu führte, einen vermeintlich effizienten<br />
IE2-Motor gerne mal mit einem<br />
wirkungsgradschwachen Schneckengetriebe<br />
zu kombinieren – normseitig völlig<br />
in Ordnung, effizienzseitig eine mittlere<br />
Katastrophe.<br />
Heute prägen bereits IE3-Motoren das<br />
Bild in Anwendungen mit festen Drehzahlen,<br />
und Lenze kombiniert diese bei der<br />
neuen Getriebebaureihe g500 mit höher<br />
übersetzten Stufen. Auch wenn der Verbundgedanke<br />
wächst – die rechtliche Seite<br />
betrachtet noch immer nicht den Energieverbrauch<br />
der Getriebe.<br />
Bei den geregelten Anrieben kommen<br />
ebenfalls verstärkt IE3-Motoren zum Einsatz.<br />
Lenze erweitert das Ganze aktuell mit<br />
weiteren Verbrauchsoptimierungen vor<br />
allem im Teillastbereich mit der Funktion<br />
VFCeco zur Anpassung des Magnetisierungsstroms.<br />
Heute lassen sich selbst anspruchsvolle<br />
Mehrachsanwendungen auf<br />
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SLF.indd 1 24.03.<strong>2016</strong> 13:43:02<br />
20 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
STATEMENT<br />
Prof. Dr. Holger Borcherding,<br />
Fachlicher Leiter Bereich Innovation Lenze<br />
Die Entwicklung der Antriebs- und<br />
Steuerungstechnik gestern, heute,<br />
morgen und übermorgen zeigt, dass<br />
vor allem mechatronische Integration,<br />
funktionale Vernetzung und Systemintegration<br />
ein wirksames Mittel sind zur<br />
Steigerung der Energieeffizienz. Mit<br />
den Möglichkeiten der Industrie 4.0<br />
werden Maschinen<br />
noch besser in<br />
der Lage sein, sich<br />
in einem Produktionsverbund<br />
auf<br />
Basis der situativen<br />
Auslastung<br />
selbstständig zu<br />
optimieren und<br />
miteinander<br />
abzustimmen.<br />
den Punkt genau auslegen und somit optimieren<br />
– was bei Lenze in der Weiterentwicklung<br />
des Antriebsauslegungstools Drive<br />
Solution Designer (DSD) sichtbar wird.<br />
Und der Zwischenkreisverbund von gestern?<br />
Lenze hat ihn – auch mit Hilfe des DSD – erweitert<br />
um dedizierte Berechnungsmöglichkeiten,<br />
die letztlich dazu dienen, Energieeinsparungen<br />
bis 30 % zu erzielen.<br />
Weniger Verschwendung durch<br />
Stand-by: Das kommt morgen<br />
Gestern und heute zeigen, wie sukzessive<br />
immer mehr Software, Mechatronik sowie<br />
das vernetzte Verständnis für eine Applikation<br />
Einzug halten, um die Antriebstechnik<br />
effizienter zu gestalten. Beim Morgen wird<br />
eine Herausforderung darin bestehen, wie<br />
sich vor allem die Standby-Leistungen<br />
gleichermaßen wirksam und betriebssicher<br />
eliminieren lassen. Dazu ist es notwendig,<br />
noch mehr den Kontext einer Gesamtproduktion<br />
in die Maschinenentwicklung einfließen<br />
zu lassen.<br />
Auf Komponentenebene rechnet Lenze<br />
damit, dass der sparsame Stand-by-<br />
Betrieb genauso Thema sein wird, wie die<br />
weitere Einsparung von Getriebestufen<br />
oder die Beerdigung des Schne-ckengetriebes.<br />
Bei drehzahlvariablen Antrieben<br />
bestimmen IE4-Motoren mit Regelung das<br />
Bild, neue Effizienzbewertungen von Systemen<br />
halten Einzug, was bereits mit der<br />
neuen Eco-Design-Norm DIN EN 50598<br />
erkennbar ist. Das Ganze wird begleitet<br />
durch neue Werkstoffe, die Möglichkeiten<br />
schaffen, Geräte noch kompakter zu bauen<br />
und die Eigenverluste weiter zu senken.<br />
Bestes Beispiel dafür: Die neuen Frequenzumrichter<br />
i500, die Lenze erstmals auf der<br />
SPS IPC Drives 2015 in Nürnberg der breiten<br />
Öffentlichkeit zeigte.<br />
Auch das Thema der Energierückspeisung<br />
erhält neue Dynamik. Bei Lenze mit<br />
einem ganz neuen Weg. Weil sich bei der<br />
Active Front End Technik (AFE) von Gestern<br />
die Energieeinsparungen nur zu einem<br />
recht hohen Preis, gepaart mit viel Arbeit<br />
erschließen ließen, hat Lenze gemeinsam<br />
mit Partnern aus dem Spitzencluster „it’s<br />
OWL“ ein ganz neues Rückspeisekonzept<br />
entwickelt, das auf der Hannover Messe<br />
<strong>2016</strong> erstmals als „echtes“ produkt präsentiert<br />
wird.<br />
Ein Konzept, welches sich vergleichen<br />
lässt mit einem verteilten, dezentralen DC-<br />
Netz – in dem der Zwischenkreis quasi<br />
seinen Schaltschrank verlässt und damit<br />
offener wird für alle Teilnehmer eines Systems.<br />
Die Bremsenergie wird zuerst einmal<br />
direkt zu Verbrauchern über das DC-Netz<br />
verteilt und der Rest wird durch eine skalierbare<br />
Rückspeisung, gerade so groß wie hierfür<br />
benötigt, genutzt und nicht in einem<br />
Bremswiderstand verheizt.<br />
Auf Auslegungsebene wird es zu einer<br />
Anbindung von Softwarewerkzeugen wie<br />
dem DSD an die Entwicklungsebene des<br />
Maschinenbaukunden kommen. Damit<br />
wird der Weg frei für weitere Optimierungen<br />
und eine besseren Orientierung an<br />
den tatsächlichen Bedürfnissen der Produktion<br />
an die eingesetzten Maschinen.<br />
Auf der Nutzungsebene führt diese Entwicklung<br />
zu neuen Messverfahren innerhalb<br />
eines übergreifenden Energiemanagements<br />
sowie individuellen Kennlinienfeldern,<br />
die alle Betriebszustände<br />
abdecken – umso die Teillastverluste zu<br />
senken.<br />
Energetische Selbstoptimierung:<br />
Das Ziel für übermorgen<br />
Industrie 4.0: Die Zusammenhänge cyberphysischer<br />
Systeme lassen sich übermorgen<br />
dafür nutzen, die Energieeffizienz weiter<br />
zu verbessern, weil Maschinen durch<br />
höhere Freiheitsgrade automatisch erkennen,<br />
wann und wie sie ihren Betrieb optimieren<br />
können. Die Herausforderungen<br />
der Zukunft werden folglich noch mehr<br />
darin bestehen, Maschinen und Anlagen<br />
nicht auf einen Nennpunkt hin auszulegen,<br />
sondern sie so auszurüsten, dass sie<br />
ihren für die Erledigung der definierten<br />
Aufgabe benötigten Energiebedarf unter<br />
Nebenbedingungen, wie beispielsweise<br />
Zeit, selbst minimieren können. Dann<br />
könnte von einer intelligenten, dynamischen<br />
Auslegung der Maschinen- und<br />
Anlagenperformance die Rede sein. Energetisch<br />
betrachtet handelte es sich dann<br />
um eine Industrie 4.1 Lösung.<br />
www.lenze.com/de<br />
09.–11. NOVEMBER <strong>2016</strong><br />
MESSEZENTRUM BAD SALZUFLEN<br />
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Elektrotechnik<br />
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Handhabungstechnik<br />
Messtech<br />
Mechatronische Systeme<br />
Mechatronische Systeme<br />
Antriebstechnik<br />
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Automatisierungstechnik<br />
Laser- und Plasmatechnologie<br />
Maschinenteile, Baugruppen und Systeme<br />
Laser- und Plasmatechnolo<br />
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Montage- und Messtechnik Handhabungstechnik<br />
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Besuchen Sie uns auf<br />
der Hannover Messe:<br />
Halle 16, Stand A04
INDUSTRIE 4.0<br />
I FOKUSTHEMA<br />
Zufriedener Anwender<br />
Für die Zukunft gerüstet<br />
Transportsystem öffnet den Weg zu neuen<br />
Maschinenkonzepten<br />
Marco Gierden<br />
Wie lassen sich häufig wechselnde,<br />
im Extremfall einzelne Produkte<br />
auf einer Linie flexibel und kosteneffizient<br />
abfüllen, verschließen,<br />
etikettieren und verpacken? Mit<br />
dem sogenannten Multi-Carrier-<br />
System gibt es die Antwort auf<br />
diese Frage und auf aktuelle und<br />
kommende Trends nicht nur in der<br />
Verpackungsindustrie.<br />
Marco Gierden, Siemens AG, Projektleiter<br />
Multi-Carrier-System, Factory<br />
Automation, Production Machines, Erlangen<br />
Individualisierte, beispielsweise über Online-Konfiguratoren<br />
„personalisierte“ Produkte<br />
– und damit Verpackungen – in<br />
kleinsten Stückzahlen bis hin zu Losgröße 1<br />
werden künftig eher die Regel denn die<br />
Ausnahme in immer mehr Branchen sein.<br />
Zu den Trendsettern im Verpackungssektor<br />
zählen dabei traditionell die Hersteller von<br />
Kosmetika und pharmazeutischen Produkten.<br />
Aber auch in anderen Bereichen stellen<br />
saisonal oder für Sonderkampagnen wechselnde<br />
Produkt- und/oder Verpackungsvarianten<br />
oder ganz allgemein immer kürzere<br />
Produktlebenszyklen immer höhere<br />
Anforderungen an die Variabilität der<br />
Produktionssysteme.<br />
Höchste Bedeutung kommt dabei einem<br />
der steigenden Variantenvielfalt gewachsenen<br />
Fertigungs- und Materialfluss in den<br />
Anlagen zu. Wobei weniger höchste Durchsatzraten,<br />
sondern hohe Flexibilität und<br />
Dynamik zwischen den Stationen sowie die<br />
Prozesssicherheit im Fokus stehen. Wunsch<br />
vieler Betreiber ist ein kontinuierlicher<br />
Materialfluss mit optimierten, das heißt<br />
kleinen, besser noch keinen Zwischenpuffern,<br />
um künftige Maschinengenerationen<br />
noch kompakter ausführen zu können. Angesichts<br />
der steigenden Zahl unterschiedlicher<br />
Produktformate sind zudem minimale<br />
Rüstzeiten erklärtes Ziel.<br />
Einer der ersten Anwender des<br />
Multi-Carrier-Systems im rauen<br />
Produktionsalltag ist die Dr. Kurt<br />
Wolff GmbH & Co. KG, Bielefeld.<br />
Das Unternehmen füllt, verschließt<br />
und etikettiert auf einer Anlage der<br />
Optima Consumer GmbH im ständigen<br />
Wechsel und in unterschiedlichen<br />
Gruppierungen knapp 20 Produktformate,<br />
unter anderem die Serien<br />
Schlüssel für das Erreichen der<br />
geforderten Ausbringung von<br />
mindestens 120 Flaschen pro Minute<br />
waren eine detaillierte Materialflussanalyse,<br />
sowie eine Simulation im<br />
Mechatronics Concept Designer und<br />
das perfekte Zusammenspiel der am<br />
Projekt beteiligten Partner Optima,<br />
Siemens, Festo und Dr. Kurt Wolff.<br />
Das realisierte Multi-Carrier-System<br />
umfasst mehr als 100 MCS-Linearmotoren<br />
und über 60 weitere, im<br />
(hier antriebsbasierten) Motion-<br />
Control-System darauf synchronisierte<br />
(Servo)Achsen an insgesamt neun<br />
Stationen. Damit konnte die gewünschte<br />
hohe Flexibilität erreicht<br />
werden und das die starre Verkettung<br />
früherer Maschinengenerationen<br />
gehört endgültig der Vergangenheit<br />
an, so die rundum zufriedenen<br />
Verantwortlichen des Betreibers.<br />
Modular zu optimiertem<br />
Materialfluss<br />
Für die dadurch veränderten Transportaufgaben<br />
innerhalb von Anlagen haben Siemens<br />
und Festo mit der gemeinschaftlichen<br />
Entwicklung des so genannten Multi-Carrier-<br />
Systems (MCS) eine innovative Lösung realisiert.<br />
Dabei handelt es sich um ein neues,<br />
modulares Linearantriebssystem, das den<br />
22 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Transport multiformatfähiger Waren- oder<br />
Werkstückträgerwagen (Carrier) flexibler<br />
und dynamischer macht. Kernkomponenten<br />
sind in mehreren Längen erhältliche<br />
Primärteile, woraus sich theoretisch beliebig<br />
lange Transportstrecken aufbauen lassen.<br />
Die dazugehörigen Sekundärteile sind<br />
in die Carrier integriert, die wahlweise einzeln<br />
geregelt oder in von Motorsegment zu<br />
Motorsegment veränderbaren Gruppen gesteuert,<br />
sowohl vor- als auch rückwärts<br />
verfahren werden können. Exakt so, wie es<br />
flexible Prozesse erfordern.<br />
Primär- und Sekundärteile der Linearmotoren<br />
von Festo sind vollständig verschlossen<br />
in hoher Schutzart ausgeführt<br />
und damit geschützt vor Verunreinigungen<br />
durch ein austretendes Produkt sowie einfach<br />
zu reinigen. Das ist in der Kosmetikund<br />
der Pharmaindustrie, aber auch in der<br />
Nahrungs- und Genussmittelbranche unabdingbar.<br />
Die auf den Sekundärteilen aufsetzenden<br />
Carrier können individuell gestaltet<br />
werden, was u. a. die einfache Adaption an<br />
veschiedene Führungssysteme oder spezielle<br />
Ausprägungen für besondere Hygieneanforderungen<br />
ermöglicht.<br />
Antriebs-Performance auf<br />
bewährter Basis<br />
Das performante Antriebs- und Regelungssystem<br />
für das MCS hat Siemens innerhalb<br />
weniger Monate umgesetzt. Entscheidend<br />
dafür waren die bereits vorhandenen Standards:<br />
das in vielen industriellen Anwendungen<br />
bewährte Motion-Control-System<br />
Simotion sowie das darauf abgestimmte,<br />
modulare Antriebssystem Sinamics S120<br />
und eine zuvor schon für High-End-An-<br />
01 Basis des Multi-Carrier-Systems sind das<br />
Motion-Control-System Simotion und das<br />
modulare Antriebssystem Sinamics<br />
STATEMENT<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Das ist heute schon gelebte<br />
Industrie 4.0. Nicht nur von<br />
Seiten des Anlagenbetreibers,<br />
sondern vor allem von Seiten der<br />
Entwicklungspartner des Multi-<br />
Carrier-Systems. Industrie 4.0 wird<br />
nicht nur technologische Grenzen<br />
aufheben sondern muss auch Unternehmensgrenzen<br />
öffnen. Interdisziplinäre<br />
Zusammenarbeit und<br />
firmenübergreifende Kooperationen<br />
in Entwicklung und Konstruktion<br />
sind essentielle Schritte zu<br />
Industrie 4.0-tauglichen Maschinen<br />
und Prozessen.<br />
wendungen patentierte Software-Lösung<br />
für die präzise, Motorsegmente übergreifende<br />
Regelung (closed-loop-Betrieb mit<br />
Geber) beziehungsweise Steuerung (geberloser<br />
open-loop-Betrieb) der Carrier. Damit<br />
sind Geschwindigkeiten von bis zu 4 m/s<br />
und Beschleunigungen von bis zu 50 m/s²<br />
möglich. Die in der Praxis erreichbaren<br />
Werte hängen von der Art und Masse des<br />
jeweiligen Produkts ab. Die Bewegungsführung<br />
lässt sich mit Bordmitteln von Sinamics<br />
und Simotion optimieren. Darüber<br />
hinaus ist auch die Kombination mit speziellen<br />
Antriebsfunktionen wie Vibration<br />
Extinction (VibX) möglich. Damit wirken<br />
ausgefeilte Regelungsalgorithmen auch<br />
dem Überschwappen flüssiger Medien<br />
beim schnellen Beschleunigen<br />
und Abbremsen<br />
aktiv entgegen.<br />
Das Multi-Carrier-System<br />
ist formatkompatibel<br />
zu etablierten Werkstückträgersystemen,<br />
es kann somit<br />
beliebig damit kombiniert<br />
werden; auch ein nachträgliches<br />
Erweitern bestehender<br />
Systeme ist einfach möglich.<br />
So lassen sich die Carrier auch<br />
außerhalb einer Linie (um)rüsten<br />
und bei Bedarf einfach ein- und ausschleusen,<br />
was Produktionswechsel wesentlich<br />
beschleunigt.<br />
C<br />
M<br />
Y<br />
CM<br />
MY<br />
CY<br />
CMY<br />
K<br />
Geschickt<br />
gekoppelt<br />
Genau das ist die Stärke des neuen<br />
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Sprechen Sie mit uns. Wir freuen<br />
uns auf den Dialog mit Ihnen.<br />
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Hannover Messe<br />
vom 25.-29. April <strong>2016</strong><br />
Halle 11, Stand A59<br />
E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH<br />
Industriestraße 2-8 . 90518 ALTDORF<br />
DEUTSCHLAND<br />
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INDUSTRIE 4.0<br />
I FOKUSTHEMA<br />
02 Das wahlweise antriebs- oder PC-basierte Motion-Control-System koordiniert<br />
neben den Achsen des Multi-Carrier-Systems auch alle weiteren Achsen der Anlage<br />
SIMATIC<br />
Panel<br />
Motion<br />
Control<br />
Basic<br />
Gleichlauf<br />
Interpolation/<br />
Handling<br />
Weitere<br />
Technologien<br />
SIMOTION P<br />
(SIMOTION SCOUT,<br />
Projectgenerator)<br />
SIMATIC<br />
S7-1518F<br />
(TIA Portal,<br />
Safety Integrated)<br />
SIMATIC<br />
ET 200SP<br />
Positionieren<br />
Kurvenscheibe<br />
Temperaturregelung<br />
PROFINET<br />
Industrial<br />
Ethernet<br />
DRIVE CLiQ<br />
SINAMICS S120<br />
Booksize Compact<br />
(OA Applikation<br />
Multi-Carrier-System)<br />
Multi-Carrier-System<br />
SIMOTICS S<br />
1FK7<br />
03 Die Sekundärteile der MCS-Linearmotoren sind<br />
in die Carrier integriert, ebenso FID-Transponder<br />
Für einen optimierten Fertigungsfluss und<br />
dessen lückenlose Nach- und Rückverfolgbarkeit<br />
sind die Carrier mit berührungslos<br />
les- und beschreibbaren RFID-(Radio FrequencyIdentification)-Transpondern<br />
ausgerüstet.<br />
Darüber hinaus können auch individuelle<br />
Leistungsdaten jedes einzelnen<br />
Carriers erfasst und analysiert werden. Mit<br />
Hilfe eines solchen Condition-Monitoring-<br />
Systems können sich anbahnende Probleme<br />
einzelner Carrier oder einer Transportstrecke<br />
schnell erkannt und behoben<br />
sowie die An lagenverfügbarkeit auf höchstem<br />
Niveau gehalten werden.<br />
Weil das Multi-Carrier-System auf den genannten<br />
Standards aufsetzt, kann es ohne<br />
Einschränkungen mit (Sin amics-)Antriebsachsen<br />
der Kernprozesse wie auch von<br />
Nebenaggregaten elektronisch verknüpft<br />
werden, mit allen Möglichkeiten von Simotion.<br />
Da jeder Carrier technisch einer virtuellen<br />
Achse im Antriebssystem entspricht<br />
sind perfekt aufeinander abgestimmte, z. B.<br />
auch über Kurvenscheiben synchronisierte,<br />
interpolierte Abläufe realisierbar. Und das<br />
im Idealfall ohne einen zusätzlichen Controller,<br />
wobei es aber grundsätzlich möglich<br />
ist, die Aufgaben auf mehrere Schultern zu<br />
verteilen. Die schnelle, auch Controllerübergreifende<br />
Kommunikation über Profinet<br />
mit IRT (Isochronous Realtime) steht in<br />
jedem Fall für kürzeste Taktzeiten und damit<br />
höchste (Antriebs)Performance.<br />
Virtuell validieren –<br />
automati-siert programmieren<br />
Die Umsetzung neuer, in der Regel immer<br />
komplexerer Maschinenkonzepte erleichtert<br />
und beschleunigt der Mechatronic Concept<br />
Designer, ein Simulationswerkzeug aus<br />
der Softwaresuite von Siemens. Damit lassen<br />
sich an sich statische Konstruktionen<br />
mit überschaubarem Aufwand zum Leben<br />
erwecken sowie unterschiedliche Fertigungs-<br />
und Materialflussszenarien virtuell<br />
Da jeder Carrier einer virtuellen Achse entspricht, sind perfekt<br />
aufeinander abgestimmte Abläufe realisierbar<br />
vergleichen und validieren. Durch Exportieren<br />
der Simulationsergebnisse in den Projektgenerator<br />
Simotion easy Project kann<br />
automatisiert und damit frei von Übertragungsfehlern<br />
ein ablauffähiges Maschinenprogramm<br />
generiert und direkt in das<br />
Motion-Control-System geladen werden.<br />
Bilder: Aufmacherbild Dr. Wolff,<br />
01 + 02 Siemens, 03 Festo<br />
www.siemens.com<br />
24 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Siemens baut Angebot für das Digital<br />
Enterprise weiter aus<br />
Siemens baut sein Angebot für das Digital Enterprise – das durchgängig<br />
digital arbeitende Unternehmen – weiter aus. Das Unternehmen<br />
stellt zahlreiche Innovationen in Energieverteilung, Automatisierungs-<br />
und Antriebstechnik sowie Industriesoftware vor.<br />
Die vier Eckpfeiler<br />
für<br />
eine digitale<br />
Transformation<br />
sind<br />
durchgängige<br />
Software-Tools<br />
und -Systeme,<br />
industrietaugliche<br />
Kommunikations- und Sicherheitslösungen sowie datenbasierte<br />
Services. Die zentralen Herausforderungen sind für alle Firmen<br />
die gleichen: Time-to-Market verkürzen, Flexibilität und Effizienz<br />
erhöhen – und das alles bei immer höherer Qualität. Einen<br />
wichtigen Schritt zur Angebotserweiterung hat Siemens mit der<br />
beabsichtigten Übernahme des US-Unternehmens CD-adapco<br />
gemacht. „Durch die Erweiterung unseres Portfolios von industriellen<br />
Simulations-Tools um das am Markt führende Softwarewerkzeug<br />
zur Strömungssimulation bauen wir unsere Kompetenz<br />
auf dem Gebiet der modellbasierten Produktentwicklung aus“, so<br />
Anton S. Huber, CEO der Division Digital Factory.<br />
www.siemens.com<br />
Sensor+Test <strong>2016</strong> –<br />
Internet der Dinge im Fokus<br />
Der Messtechnik gehört die Zukunft.<br />
Ihre Daten sind das Blut in den Adern<br />
von Industrie 4.0 und die meisten<br />
Teilnehmer im Internet der Dinge<br />
werden entweder selbst messende<br />
Sensoren sein oder über eine Vielzahl<br />
solcher Sensoren verfügen.<br />
Der wesentliche Fortschritt in der<br />
vernetzten Welt von morgen liegt in<br />
der globalen Verfügbarkeit lokaler Messergebnisse. Dieser<br />
rasanten Entwicklung – und auch den damit verbundenen<br />
Risiken wie z. B. der Datensicherheit und -integrität – trägt<br />
der Ausstellerbeirat der Sensor+Test <strong>2016</strong> mit dem Sonderthema<br />
„Messtechnik in der Cloud“ Rechnung.<br />
Die Sensor+Test vom 10. bis 12. Mai in Nürnberg bietet vielfältige<br />
Gelegenheiten zum Innovationsdialog über neue<br />
Lösungen und Konzepte zur Übertragung, Verarbeitung,<br />
Analyse und Sicherheit messtechnisch ermittelter Daten im<br />
weltweiten Netz. Und das nicht nur an den Messeständen<br />
zahlreicher Aussteller: Auf dem Sonderforum in Halle 5<br />
können sich die Besucher gezielt und konzentriert einen Überblick<br />
über neue Produkte und Entwicklungen zu diesem spannenden<br />
Thema verschaffen.<br />
Auch das Vortrags-Forum in Halle 5 steht am ersten Messetag<br />
ganz im Zeichen der „Messtechnik in der Cloud“.<br />
www.sensor-test.com<br />
Fahren Sie Ihrem<br />
Wettbewerb davon.<br />
Electrical Engineering<br />
mit WSCAD.<br />
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HMI, Halle 6, Stand K43.<br />
Die WSCAD SUITE ist die erste integrierte<br />
CAD/CAE-Gesamtlösung für Elektrotechnik,<br />
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Gebäudeautomation und Elektroinstallation.<br />
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INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
Vorausschauen statt vorbeugen<br />
Predictive Maintenance – ein Beispiel für den sinnvollen Einsatz von Industrie 4.0<br />
Industrie 4.0 ist der aktuelle Schlüsselbegriff<br />
in der Automationsbranche.<br />
Dabei handelt es sich um<br />
eine seit Jahren andauernde<br />
Evolution hin zu vernetzbaren<br />
Komponenten, Modulen und<br />
Maschinen. Kaum eine Technologie<br />
zeigt diese Entwicklung besser als<br />
die Pneumatik in Kombination mit<br />
dezentraler Elektronik. In der<br />
vorausschauenden Instandhaltung<br />
oder prognostischen Wartung, kurz<br />
„Predictive Maintenance“ findet sie<br />
einen sinnvollen Einsatz.<br />
In manchen Großunternehmen haben<br />
die Produktionsanlagen einen Wert von<br />
mehreren Hundert Millionen Euro. Aber<br />
auch ein paar Nummern kleiner werden<br />
Maschinen immer mehr zu strategischen<br />
Erfolgsfaktoren eines Unternehmens. Hohe<br />
Maschinenauslastung, möglichst keine<br />
Stillstände, enge Taktung und Just-intime-Produktion<br />
werden immer wichtiger.<br />
Ein reibungsloser Betrieb muss sichergestellt<br />
sein.<br />
„Mit richtig eingesetzten Predictive-Maintenance-Lösungen<br />
kann der Zustand einer<br />
Anlage während des Betriebs in Echtzeit<br />
ermittelt werden. „Predictive Maintenance<br />
ist die Kombination aus der Condition<br />
Monitoring genannten Zustandsüberwachung<br />
und der Fähigkeit, aus den erfassten<br />
Daten Schlüsse ziehen zu können“, erläutert<br />
Dieter Michalkowski, Industrie 4.0-Experte<br />
bei Aventics. Die vorausschauende Instandhaltung<br />
basiere natürlich auf der Zustandsüberwachung.<br />
Aber sie sei ohne das Wissen<br />
von Experten nicht möglich. Probleme<br />
werden schon im Frühstadium erkannt und<br />
es wird der optimale Wartungszeitpunkt der<br />
Anlage berechnet. So können der Wartungsplan<br />
optimiert und teure Stillstandzeiten<br />
vermieden werden.<br />
Auf Geschäftsführungs- oder Vorstandsebene<br />
trat das Thema Wartung lange hinter<br />
anderen Steuerungsgrößen zurück. Weil<br />
Maschinen aber immer höhere Investitionen<br />
bedeuten, spielt ihre Verfügbarkeit eine<br />
immer größere Rolle. Das Management<br />
steht in der Verantwortung, dass die Maschinen<br />
und Anlagen ausgelastet sind. Das<br />
Thema Wartung wird zur Chefsache und<br />
nimmt damit natürlich auch für den Maschinenbauer<br />
an Bedeutung zu.<br />
26 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Motors | Automation | Energy | Transmission & Distribution | Coatings<br />
Blick in die Glaskugel?<br />
Die Forderung ist klar: Produktionsanlagen<br />
müssen umfassend verfügbar sein, Zeiten<br />
des Stillstands, insbesondere des ungeplanten,<br />
sind zu reduzieren. Deshalb beschäftigt<br />
sich Aventics schon seit Anfang 2014 intensiv<br />
mit Predictive Maintenance als unmittelbare<br />
Anwendung zur Industrie 4.0: „Wir<br />
haben die Notwendigkeit früh erkannt und<br />
bereits zu Beginn der Entwicklung unserer<br />
fortschrittlichsten Ventilgeneration das<br />
Thema betrachtet“, erläutert Michalkowski.<br />
Es gibt zwei Möglichkeiten: Preventive<br />
Maintenance, also den präventiven Austausch<br />
von Komponenten, oder Predictive<br />
Maintenance über das Überwachen des<br />
Zustands der Komponenten. „Die erste<br />
Möglichkeit geht mit deutlich höheren Kosten<br />
sowie Ressourcen einher und sollte deshalb<br />
vermieden werden“, so Michalkowski.<br />
Aventics kenne die Betriebsbedingungen<br />
und deren Einfluss auf den Verschleiß, „sodass<br />
qualitativ hochwertige Aussagen über<br />
den Zustand und die Restlebensdauer der<br />
Antriebe möglich seien. Und er hebt hervor:<br />
„Das hat nichts mit Wahrsagerei und Glaskugel<br />
zu tun, sondern ist exakte Ingenieurleistung“.<br />
Um dies sicherzustellen, überwacht<br />
Aventics in seinen Ventilsystemen die Anzahl<br />
der Schaltvorgänge jedes einzelnen<br />
Ventils und weiterer Betriebsparameter um<br />
das end of live vorauszusagen. „So können<br />
wir durch Überwachen des Zeitverhaltens<br />
den Zustand der Antriebe, aber auch von<br />
Führungen oder Stoßdämpfern bestimmen“,<br />
erklärt Michalkowski.<br />
Digitale Steuerung als Basis<br />
Kommt Industrie 4.0 wie ein Urknall in die<br />
Produktionshallen? „Es wird nebeneinander<br />
evolutionäre und revolutionäre Veränderungen<br />
geben – aber sicherlich wird ein<br />
STATEMENT<br />
Martina Bopp, Redakteurin<br />
Wartung ist natürlich nicht nur<br />
ein Thema für den Maschinenbetreiber.<br />
Bei der Entwicklung<br />
von Maschinen spielt Wartungsfreundlichkeit<br />
bei der Auswahl der<br />
Komponenten und der Gesamtkonstruktion<br />
seit jeher eine wichtige<br />
Rolle. Mit der Idee der Predictive<br />
Maintenance kann der Konstrukteur<br />
nun in neuem Maße dazu<br />
beitragen, die Effizienz und die<br />
Betriebssicherheit seiner Anlagen<br />
weiter zu erhöhen.<br />
komplexes Gesamtsystem nicht auf einen<br />
Schlag in allen Bereichen umgestellt“, blickt<br />
Michalkowski voraus. Um den Kunden bei<br />
allen Entscheidungen die nötigen Freiheitsgrade<br />
zu bieten, hat Aventics frühzeitig<br />
dafür gesorgt, dass die pneumatischen<br />
Komponenten „Industrie-4.0-ready“ sind.<br />
Besonders die AV-Serie zeigt, was möglich<br />
ist. Neben ihren vorteilhaften pneumatischen<br />
und mechanischen Eigenschaften<br />
bieten die Ventile auch hinsichtlich der<br />
Steuerungsmöglichkeiten für jede Aufgabe<br />
eine passende Lösung. Das Advanced<br />
Electronic System, AES, ist auf die Anforderungen<br />
der zunehmenden Vernetzung<br />
ausgelegt. Es steuert dezentral bis zu<br />
64 Ventile mit insgesamt 128 Spulen an. Für<br />
Industrie 4.0 wichtig: Konstrukteure können<br />
die Ventilelektronik mit bis zu 10 E/A-<br />
Modulen erweitern. AES verarbeitet damit<br />
Prozesssignale dezentral und kann auch<br />
Einzelaktoren außerhalb des Ventilsystems<br />
steuern. Der Weg ist klar: Die leichten,<br />
KOMPETENZ<br />
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Lösungen zu entwickeln, die unseren Kunden<br />
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Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 27
INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
02 „Realisieren kann man vieles – doch<br />
uns ist es wichtig, dass unsere Kunden einen<br />
Nutzen haben“, sagt Dieter Michalkowski,<br />
Industrie-4.0-Experte bei Aventics<br />
kompakten Ventile rücken möglichst dicht<br />
an die Aktoren – die Vernetzung sorgt für<br />
ein übersichtliches Entwicklungsdesign<br />
auch in großen Anlagen.<br />
Zusätzlich erschließen die dezentralen<br />
E/A-Module Potenziale für eine weitergehende<br />
Modularisierung, da für den<br />
Anschluss aller mit der Ventilelektronik<br />
verbundenen Pneumatikventile, Sensoren<br />
oder Aktoren an die übergeordnete Steuerung<br />
zwei Kabel für Energie und Kommunikation<br />
ausreichen. Ein praktischer<br />
Neben effekt dieser vollständigen Modularisierung<br />
auch für Endanwender: Die<br />
nachträgliche Erweiterung oder der Umbau<br />
von installierten Anlagen ist wesentlich<br />
einfacher.<br />
Gleichzeitig verfolgt Aventics herstellerübergreifende<br />
Ansätze bei der Steuerung.<br />
„Industrie 4.0 erfordert gemeinsame Protokolle<br />
und Schnittstellen über alle Ebenen<br />
und Technologien“, ist sich Michalkowski<br />
sicher. Dabei laufe alles auf den Datenaustausch<br />
über Echtzeit-Ethernet hinaus. Die<br />
AES-Elektronik unterstützt alle gängigen<br />
Feldbusse und Ethernet-Protokolle. Damit<br />
erfüllt sie die Grundvoraussetzungen für<br />
den nahtlosen Informationsfluss von der<br />
Unternehmens-IT bis zum pneumatischen<br />
Aktor und zurück.<br />
Interne Datenaufbereitung<br />
ohne Programmieraufwand<br />
Prozess- und Diagnosedaten stellen fortschrittliche<br />
Ventilelektroniken schon<br />
länger bereit. Jetzt bietet Aventics aber<br />
die dezentrale Aufbereitung ohne weiteren<br />
Aufwand für die Steuerung. Der<br />
Maschinenhersteller oder Systemintegrator<br />
muss bei der AES-Ventilelektronik<br />
in der Steuerung die Diagnose- und Status-Funktionen<br />
für die Pneumatik nicht<br />
mehr selbst programmieren. Diese Funktionen<br />
sind bereits im AES integriert. Die<br />
Elektronik ermittelt steuerungsunabhängig<br />
dezentral die Daten, bereitet sie<br />
auf und stellt sie ähnlich wie bei Apps<br />
dem Nutzer zur weiteren Verarbeitung<br />
zur Verfügung.<br />
Durch die Ethernet-Anbindung kann<br />
die Abfrage von jedem beliebigen Standort<br />
aus erfolgen, entsprechende Berechtigungen<br />
vorausgesetzt. Dieses System-<br />
Monitoring können sowohl die interne<br />
Instandhaltung als auch autorisierte<br />
Dienstleister nutzen, um die Verfügbarkeit<br />
der Anlagen zu erhöhen.<br />
„Wenn systemübergreifende Schnittstellen<br />
und Bauteile unterschiedlicher Hersteller<br />
miteinander kommunizieren, profitiert<br />
der Kunde durch Effizienz, längere Laufzeit<br />
der Maschinen, höhere Anlagenverfügbarkeit<br />
durch weniger Stillstände – er erhält<br />
einen konkreten, monetären Nutzen“, fasst<br />
Michalkowski zusammen.<br />
www.aventics.com<br />
Schlüsselthema<br />
der Industrie 4.0<br />
Die Industrie denkt um – von vorbeugender<br />
auf vorausschauende Wartung.<br />
Die Zukunft heißt Predictive Maintenance.<br />
Das zeigt auch die Hannover<br />
Messe <strong>2016</strong> vom 25.-29. April. Sie gibt<br />
dem Thema einen eigenen, prominenten<br />
Ausstellungsbereich in Halle 17:<br />
„Predictive Maintenance – ein<br />
Schlüsselthema der Industrie 4.0“.<br />
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Bei Schlüsselfunktionen kommt es auf zuverlässige<br />
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KVT.indd 1 24.03.<strong>2016</strong> 13:21:38<br />
28 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Flexibler Energie-Manager für<br />
Gleichstromnetze zur HM16<br />
Zur Hannover Messe präsentiert die Michael Koch GmbH<br />
erstmals den Dynamischen Speicher-Manager DSM4.0. Das<br />
Gerät ermöglicht es, Gleichstromkreise bis 800 Volt DC Spannungsniveau<br />
auszugleichen, also überschüssige Energie zwischen<br />
zu speichern und fehlende Energie zu ersetzen. Der DSM4.0 hat<br />
die Fähigkeit, die verschiedenen Speichermedien Elektrolyt-<br />
Kondensatoren, Doppelschicht-Kondensatoren sowie Batterien<br />
zu beherrschen und somit für viele Anwendungen Vorteile zu<br />
bringen.<br />
Die Applikation entscheidet: Geht es um die Pufferung von<br />
Bremsenergie oder die Überbrückung von Netzausfällen oder<br />
Spannungsschwankungen? Oder gar um beides? Der DSM4.0<br />
beherrscht alle ihm aufgetragenen Situationen. Abhängig davon<br />
werden die Speicher nach<br />
Zyklenanzahl und Energiemenge<br />
zugeordnet: Über<br />
100 Mio. Zyklen sind möglich,<br />
wenn es schnell gehen muss.<br />
Und bis zu einer Zyklenanzahl<br />
im vierstelligen Bereich, wenn<br />
es um große Energiemengen<br />
im Bereich von Kilowattstunden<br />
geht. Flexibel wird<br />
das System außerdem dadurch,<br />
dass ein DSM4.0 auf<br />
Condition-Monitoring-System für Getriebe<br />
Die Minimierung von Stillstandzeiten und die Planbarkeit von<br />
Wartungsarbeiten sind Resultate des Einsatzes des Condition-<br />
Monitoring-Systems von Bonfiglioli – O&K Antriebstechnik.<br />
Ursprünglich für Fahr- und Schwenkantriebe von Baumaschinen<br />
vorgesehen, ist das System anwendbar in jeder Art von Getriebe<br />
für jeglichen Einsatzbereich. Die kompakten Sensoren für die<br />
Überwachung des Getriebes sind im Getriebe einfach unterzubringen.<br />
Angeschlossen an eine Schnittstelleneinheit, die Drivebridge<br />
meldet der Sensor konkret festgestellte Veränderungen in<br />
der Getriebeleistung. An der Drivebridge kann direkt ein PC oder<br />
Tablet zur Auswertung angeschlossen werden. Für den Zweck<br />
der Fernüberwachung stehen ein 3G/UMTS-Zugang oder eine<br />
WLAN-Verbindungsmöglichkeit zur Verfügung.<br />
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FLEXIBILITY<br />
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<strong>DER</strong> FLEXIBLE<br />
INTERFACE-<br />
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FÜR DIE<br />
INDUSTRIE 4.0<br />
mehrere Speicher gleicher<br />
Technologie zugreifen kann,<br />
genauso wie mehrere DSM4.0<br />
gleichzeitig auf einen einzigen<br />
Speicher zugreifen können.<br />
Der DSM4.0 kommuniziert<br />
dabei mit dem Drive Controller<br />
oder einer übergeordneten<br />
Steuerung und führt die Befehle<br />
zum Energieausgleich<br />
spontan aus. Negative Netzrückwirkungen<br />
können durch<br />
Lastspitzenreduktion minimiert<br />
werden, was sogar auf<br />
die Investitionshöhe beim<br />
Netzanschluss positive Folgen<br />
haben kann.<br />
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INDUSTRIE 4.0 I FOKUSTHEMA<br />
Simulation pusht Produktentwicklung<br />
Softwaretools unterstützen die Konstruktion auf dem Weg zu Losgröße Eins<br />
Volkmar Schönfeld<br />
Moderne Softwaretools rücken die<br />
Individualisierung von Produkten<br />
in greifbare Nähe. Was auf diesem<br />
Weg hin zur Losgröße Eins bereits<br />
möglich ist, zeigt sehr anschaulich<br />
die Medizintechnik. Sie profitiert<br />
bei der Produktentwicklung<br />
besonders stark vom Einsatz der<br />
weiterentwickelten Simulationsprogramme.<br />
Volkmar Schönfeld, Dassault Systèmes<br />
Lange war es in der Medizintechnik üblich,<br />
Produkte an Patienten zu testen.<br />
Denn bislang fehlten der Branche geeignete<br />
Simulationswerkzeuge. Anders als ein Auto<br />
ist der menschliche Körper schließlich ein<br />
sehr individuelles und zudem hochgradig<br />
nichtlineares System, das damit schwer zu<br />
simulieren ist.<br />
Mittlerweile gibt es aber Softwarelösungen,<br />
die auch diese Komplexität meistern.<br />
Sie sind so leistungsfähig, dass sie selbst<br />
Vorgänge im Körper realitätsgetreu nachbilden<br />
können. Und auch wenn die Simulation<br />
über Nacht noch das Maß bleibt, die Ergebnisse<br />
sind bei weitem aussagekräftiger als<br />
noch vor einigen Jahren. Denn bei gleicher<br />
Rechendauer ist eine wesentlich höhere<br />
Detailgenauigkeit möglich.<br />
Diese höhere Genauigkeit hat den Stellenwert<br />
der Simulation in vielen Unternehmen<br />
verändert. Diente sie früher in erster<br />
Linie dazu, auf experimentellem Weg gewonnene<br />
Daten abzusichern oder Problemfälle<br />
zu untersuchen, wird die Simulation<br />
heute zum maßgeblichen Entwicklungstreiber.<br />
Auch in der Medizintechnik,<br />
die sehr offen auf die aktuellen Entwicklungen<br />
reagiert.<br />
30 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Simulation und Konstruktion<br />
gehen Hand in Hand<br />
Die neuen, sehr leistungsfähigen Simulationsprogramme<br />
beziehen heute eine große<br />
Bandbreite an physikalischen und chemischen<br />
Vorgängen ein. Selbst das Strömungsverhalten<br />
von Blut in den Adern,<br />
wenn der Blutdruck oder die Herzfrequenz<br />
steigen, oder mechanische Verformungen<br />
des Gewebes durch Bewegungen oder die<br />
Wärmeverteilung im Gewebe lassen sich<br />
jetzt berücksichtigen. Dies macht ganz<br />
neue Produktentwicklungen möglich, wie<br />
das Beispiel eines Stents zeigt, den Experten<br />
von Dassault Systèmes in einem aktuellen<br />
Entwicklungsprojekt erstellt haben.<br />
Stents weiten verstopfte Arterien und<br />
sind durch das elastische Gewebe des<br />
Blutgefäßes und den Blutfluss hohen<br />
Die Simulation wird<br />
heute zum maßgeblichen<br />
Entwicklungstreiber<br />
mechanischen Belastungen ausgesetzt.<br />
Trotzdem sollen sie möglichst nie ausgetauscht<br />
werden. Die Projektteilnehmer<br />
hatten das Metallgeflecht eines herkömmlichen<br />
Stents im CAD-Programm Solidworks<br />
konstruiert und dann mit der Finite-Elemente-Analyse<br />
auf mechanische Belastung<br />
mit Blick auf die Lebensdauer untersucht.<br />
Vor allem an den engen Biegeradien des<br />
Metallgeflechts kam es zu hohen Belastungen,<br />
die im ungünstigen Fall im Lauf der<br />
Jahre zu Brüchen führen können. Die Elastizität<br />
des Stents und damit seine Fähigkeit,<br />
das Blutgefäß offen zu halten, wäre<br />
nicht mehr zuverlässig gegeben gewesen.<br />
In einem iterativen Prozess zwischen Konstruktion<br />
und Berechnung entwickelten<br />
die Experten schließlich einen optimalen<br />
Stent, der an den neuralgischen Stellen<br />
geringere Belastungsspitzen aufweist und<br />
dadurch haltbarer ist.<br />
Hersteller von Medizinprodukten können<br />
mit solchen Simulationsanwendungen die<br />
Funktion und Sicherheit eines Medizinprodukts<br />
deutlich steigern. Selbst der Entwurf<br />
körpereigener Bauteile wie beispielsweise<br />
Hüft- oder Kniegelenke lässt sich<br />
damit per Mausklick auf ihre korrekte<br />
Funktion im Körper hin simulieren. Deuten<br />
sich Probleme etwa bei der Stabilität<br />
an, kann die Konstruktion im CAD-Programm<br />
verändert werden. Durch diese<br />
Rückkopplung aus Konstruktion und<br />
Simulation lassen sich neue Produkte<br />
schnell und kostengünstig optimieren,<br />
noch bevor der erste Prototyp hergestellt<br />
und am Patienten getestet wurde. Mehr<br />
noch: Mit der beschriebenen Methode<br />
rückt die individualisierte Medizintechnik<br />
ein großes Stück näher. Denn weil<br />
jeder Körper anders ist und jeder Patient<br />
ein anderes Krankheitsbild hat, können<br />
so auch Medizinprodukte individuell<br />
gestaltet werden. Ein dem Patienten implantiertes<br />
Hüftgelenk wird zukünftig<br />
also nicht nur bezogen auf die Funktion<br />
optimal ausgelegt sein, es wird auch personalisiert<br />
sein und damit perfekt zum<br />
Patienten passen.<br />
Das Zahninlay, das anhand eines digitalen<br />
Abdrucks des vorhandenen Zahns<br />
in einer halben Stunde passgenau aus<br />
einem Keramikmaterial herausgefräst<br />
wird, steht für diesen Trend hin zur Individualisierung.<br />
Auch andere Implantate<br />
werden in Zukunft mehr als nur ein Ersatzteil<br />
von der Stange sein.<br />
Bilder: Dassault Systèmes<br />
www.3ds.com/de<br />
Individualisierte Medizinprodukte<br />
Volkmar Schönfeld: „Neue Entwicklungen in<br />
der Simulationstechnologie ermöglichen es<br />
Medizinern, mit einer 3D-Brille vor einem Bildschirm<br />
in ein schlagendes Herz einzutauchen.<br />
Das Projekt Living Heart von Dassault Systèmes<br />
ist keine Spielerei sondern unterstützt dabei,<br />
komplizierte Operationen zu planen“<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 31<br />
Goodfellow.indd 1 21.01.2014 08:51:32
3D-Druck im Trend<br />
Chancen und Grenzen additiver Fertigung<br />
Das Thema additive Fertigung bewegt viele von uns. Vom<br />
Prototypen bis zur Kleinserie kommen entsprechende<br />
Verfahren heute schon teilweise zum Einsatz. Auch im<br />
Zusammenhang mit Industrie 4.0 sind additive<br />
Fertigungsverfahren immer wieder im Gespräch. Wo<br />
stehen wir heute, wie sehen wir Möglichkeiten und<br />
Grenzen und welche Chancen bieten solche Verfahren für<br />
die Gestaltung und Entwicklung neuer Produkte? Die<br />
Redaktion sprach zu diesem Themenkomplex mit einem<br />
Anbieter und mit Anwendern additiver<br />
Fertigungsverfahren.<br />
Wir bieten mit dem Laser<br />
Sintern ein pulverbasiertes,<br />
additives Fertigungsverfahren<br />
für Kunststoffe<br />
und Metalle an. Je<br />
nach Werkstoff gibt es verschiedene<br />
nutz bare Bauraumgrößen:<br />
Diese reichen<br />
heute im Kunststoffbereich<br />
von 200 × 250 × 330 mm bis<br />
hin zu 700 × 380 × 580 mm<br />
und im Metallbereich von<br />
Durchmesser 100 × 95 mm<br />
bis max. 400 × 400 × 400 mm.<br />
Das Verfahren ermöglicht in<br />
vielen Bereichen mittlerweile eine vollwertige Serienproduktion. Einheitliche,<br />
wiederholbare und höchste Teilequalitäten sind hier von entscheidender<br />
Bedeutung. Dabei sind System, Werkstoff und Prozess die drei zentralen<br />
Elemente der Additiven Fertigung, die einen unmittelbaren Einfluss auf die<br />
Güte des gefertigten Bauteils haben. Die Additive Fertigung bietet vielfältigste<br />
Möglichkeiten und Vorteile: Ein hohes Maß an Designfreiheiten, Verkürzung<br />
F&E Zeiten, Senkung der Produktionskosten, Leichtbau, Funktionsintegration,<br />
komplexe Geometrien, kundenindividuelle Produkte, bionische Strukturen.<br />
Im engen Dialog mit unseren Kunden entstehen auf dieser Basis neue<br />
Produkte und Geschäftsmodelle. Gleichzeitig ergeben sich auch Handlungsfelder<br />
für kontinuierliche Verbesserungen, an denen wir heute bereits arbeiten,<br />
oder die wir in den nächsten Jahren kontinuierlich vorantreiben werden: eine<br />
weitere Optimierung der Teilequalität, Reduzierung von Stückkosten, Skalierbarkeit<br />
unserer Bauräume, Qualitätssicherung im Bauprozess, Industrialisierung<br />
des Bauprozesses und die Integration in bestehende Fertigungsumgebungen.<br />
Claudia Jordan, Unternehmenskommunikation EOS GmbH, Krailing<br />
Additive Verfahren ermöglichen uns,<br />
auf Kundenanfragen innerhalb<br />
kürzester Zeit mit Designmustern zu<br />
reagieren. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten<br />
und Schnittstellenklärungen<br />
deutlich verkürzen – im Projektgeschäft<br />
ein Schlüssel zum Erfolg! Wir setzten<br />
additive Verfahren auch ein, um Kunststoffspritzgusswerkzeuge<br />
für Kleinserien<br />
herzustellen. Hier ist es nur durch<br />
Additive Manufacturing möglich, in<br />
24 Std. zu einem Kunststoffspritzgussteil<br />
zu kommen. Im Bild ist ein Kunststoffspritzguss-Formeinsatz<br />
zu sehen, mit<br />
dessen Hilfe wir im konkreten Fall nach<br />
zwei Optimierungsschleifen in drei Tagen<br />
einbaufähige TPE-Spritzgussteile<br />
realisiert haben. In einem Entwicklungsprojekt<br />
für ein Elektronikgehäuse haben<br />
wir nachgewiesen, dass sich durch<br />
3D-Druck eines Montagemusters nicht<br />
nur die Dauer einer Entwicklungsschleife<br />
von 20 auf 2 Tage reduzieren ließ, sondern<br />
auch die Kosten um 60 % niedriger waren.<br />
Als Unterstützung im Entwicklungsprozess<br />
ist für uns der 3D-Druck inzwischen<br />
unverzichtbar. Kunden innerhalb weniger<br />
Tagen einen plastischen Eindruck unserer<br />
Lösung in die Hand zu geben, ist ein<br />
unschätzbarer Wettbewerbsvorteil.<br />
Direkte Anwendung finden die durch<br />
additive Fertigungsverfahren hergestellten<br />
Bauteile bei uns derzeit nur in<br />
nichtfunktionalen Teilen, da Werkstoffe<br />
und Oberflächen noch nicht unsere<br />
Anforderungen für Funktionsbauteile<br />
erfüllen. Größtes Hemmnis für den<br />
breiten Einsatz in Funktionsbauteilen ist<br />
aktuell, dass die Verfügbarkeit normierter<br />
Werkstoffkennwerte sowie die verfügbaren<br />
metallischen Werkstoffe für die<br />
Antriebstechnik noch begrenzt sind.<br />
Michael Lesch, Experte Technologieidentifizierung<br />
und -validierung, Wittenstein AG,<br />
Iggersheim (im Bild sitzend, Mitte)<br />
32 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Festo hat seit 1995 Erfahrung in der generativen<br />
Fertigung. Zuerst ging es uns nur um Konzeptmodelle<br />
für die Entwickler. Dann kamen generativ<br />
gefertigte Funktionsprototypen hinzu, die wir für Tests<br />
einsetzen. Inzwischen wird sogar in der Kleinserienfertigung<br />
mit Teilen aus dem 3D-Drucker gearbeitet.<br />
Hier können wir den Serienanlauf durch die gedruckten<br />
Teile enorm beschleunigen. Dies gilt insbesondere<br />
für kundenspezifische Lösungen. Die Möglichkeiten<br />
und Chancen, die in der Nutzung der additiven<br />
Fertigungstechnologien liegen, sind enorm – werden<br />
heute aber erst sehr begrenzt genutzt. Entscheide ich mich aufgrund von<br />
Randbedingungen nicht für ein klassisches Verfahren, sondern für den<br />
3D-Druck, muss die Fertigung noch intensiver in den Designprozess eingebunden<br />
werden. So kann man bewusst in der Auslegung über Funktionenintegration,<br />
Einzelteilereduktion oder bionische Leichtbaustrukturen nachdenken<br />
und so das Potenzial der generativen Technologien nutzen. Dieselben<br />
Randbedingungen führen aber auch dazu, dass die additive Fertigung nicht<br />
zur Ablösung etablierter Serienfertigungsverfahren wird, sondern eher zu<br />
einer Ergänzung. Forschung und Entwicklung müssen hauptsächlich im<br />
Hinblick auf die Serienfertigung betrieben werden. Hier ist es unerlässlich,<br />
geometrisch und mechanisch identische Teile zu fertigen, was bis heute noch<br />
eine große Herausforderung ist.<br />
GESCHAFFEN,<br />
UM OPTIMALEN<br />
DRUCK<br />
AUSZUÜBEN.<br />
Klaus Müller-Lohmeier, Leiter Materials and Analytics, Festo AG, Esslingen<br />
Wir setzen solche Verfahren schon seit<br />
längerem ein. Speziell im Bereich der<br />
frühen Prototypen, Design Muster aber auch<br />
erste Kundenmuster kommt der 3D Druck zum<br />
Einsatz. Im Wesentlichen sind dies dann Muster<br />
ohne Funktion, in seltenen Fällen erstellen wir<br />
auch Funktionsmuster, jedoch sind diese in den<br />
Eigenschaften nicht auf einem möglichen<br />
Serienstand. Die heute verfügbaren Systeme<br />
beinhalten Kunststoffe mit Temperaturbeständigkeit<br />
im Bereich 75 bis 90 °C. Wir suchen nach<br />
Lösungen im Bereich konstanter Belastbarkeit bis<br />
120 °C für Gehäuse unserer thermisch magnetischen<br />
Schutzschalter. Durch auftretende Funken und Lichtbögen kann hier<br />
das Gehäuse material sehr leicht angeschmolzen werden. Dies führt zu<br />
Problemen bei der Verwendung von Funktionsmustern. Hier liegt aktuell<br />
noch eine technologische Grenze. Weitere Nachteile, je nach System, sind die<br />
verwendeten Stützmaterialien und die damit teils aufwändigen Reinigungsprozesse.<br />
Der klare Vorteil von 3-D Druck ist die schnelle Verfügbarkeit von<br />
Handmustern, Probeteilen etc. Hier ist eine Lieferfähigkeit innerhalb 24 bis<br />
48 Stunden nach Auftragsvergabe möglich. Die Kosten hierzu sind überschaubar.<br />
Hinzu kommt, dass man bei der Erstellung von Probeteilen nicht<br />
explizit auf deren Fertigbarkeit achten muss. Im Druckverfahren hergestellte<br />
Teile können so komplex sein, dass sie teilweise nach konventionellen<br />
Methoden nicht herstellbar wären. Damit sind diese Verfahren herkömmlichen<br />
Fertigungsfahren in diesen Aspekten überlegen. Die Nutzung von<br />
solchen Systemen ist für uns aus der Entwicklung nicht mehr wegzudenken.<br />
Ralf Dietrich, Leiter Produkt und Marktentwicklung bei<br />
E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH, Altdorf<br />
TOX ® -Kraftpaket<br />
von 2-2000 kN<br />
•Pneumohydraulik mit<br />
pneumatischem Anschluss<br />
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Fax 0751 52391<br />
www.tox-de.com<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 33
Wir nutzen die<br />
Möglichkeiten<br />
des 3D-Druckes nach<br />
dem FDM-Verfahren<br />
bereits seit vielen<br />
Jahren. Bei uns<br />
werden additiv<br />
gefertigte Teile<br />
entwicklungsbegleitend<br />
als Anschauungsmuster,<br />
zur<br />
Designverifikation<br />
und Funktionsprüfung<br />
eingesetzt.<br />
Dies ist für uns als<br />
Spezialist im Bereich<br />
Kunststoff-Spritzguss<br />
von besonderer<br />
Bedeutung, da sich<br />
Optimierungspotentiale<br />
bereits erkennen<br />
lassen noch bevor es<br />
im Werkzeugbau<br />
kostenaufwendig in<br />
Stahl und Eisen geht.<br />
Darüber hinaus bietet uns der 3D-Druck die Möglichkeit, Fertigungs-,<br />
Montage- und Aufspannvorrichtungen für unsere teils sehr komplex<br />
geformten Gehäusekomponenten schnell und effizient zu erstellen.<br />
Die Investitionen in den 3D-Druck haben sich für uns bereits vielfach<br />
ausgezahlt. Trotzdem sehen wir uns als Gehäusehersteller vom Traum<br />
des direkt gedruckten Serienproduktes noch weit entfernt. Obwohl im<br />
Bereich der Druckauflösung deutliche Fortschritte zu erkennen sind,<br />
ist die Oberflächengüte aktuell verfügbarer Technologien einfach noch<br />
nicht ausreichend für ein Elektronikgehäuse, welches im Sichtbereich<br />
oder als Handbedien einheit eingesetzt wird. Um hier Ergebnisse mit<br />
dem Look-and-Feel eines echten Gehäuses zu erreichen, bleibt nur die<br />
extrem kostenaufwendige manuelle Nacharbeit. Für eine Messepräsentation<br />
vor Serienstart lassen sich die entstehenden Kosten sicherlich<br />
argumentieren; für ein Serienprodukt nicht. Mit unserem FDM-Verfahren<br />
gefertigte Teile weisen bereits eine überraschend mechanische hohe<br />
Stabilität auf, welche jedoch noch deutlich unterhalb den Möglichkeiten<br />
eines im Spritzgussverfahren produzierten Gehäuses liegt.<br />
Holger Ransiek, Entwicklung / Konstruktion kundenindividueller Gehäuse,<br />
Bopla, Gehäuse Systeme GmbH, Bünde<br />
34 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong><br />
Rotorclip.indd 1 04.03.<strong>2016</strong> 13:39:51
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Für uns ist der 3D-Druck ein etabliertes Verfahren, das regelmäßig<br />
im Lauf der Projektierungsarbeit, d.h. im Vorfeld der Produktion von<br />
anspruchsvollen Bauteilen aus Aluminium- und Zinkdruckguss, zum<br />
Einsatz kommt. Hierfür nutzen wir einen 3D-Drucker, der nach dem<br />
FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) arbeitet und Bauteile<br />
aus ABS herstellt. Sobald die Abmessungen des Gussteils feststehen,<br />
erstellen wir mit diesem Drucker einen Prototypen, den wir vielfältig<br />
nutzen. In Vertriebsbesprechungen dient er als Anschauungsobjekt<br />
vor allem für die Nicht-Techniker. Projektingenieure und Produktions-<br />
Experten diskutieren am 3D-Modell eventuelle Problemstellen von<br />
komplexen Geometrien. Sie legen Trennungen und Auswerferpunkte<br />
fest und prüfen, in welchen Bereichen eine mechanische Nachbearbeitung<br />
erforderlich ist. Bei Besprechungen mit unseren Lieferanten tragen<br />
die 3D-Prototypen zur Verkürzung von Lieferzeiten bei. Hilfreich sind<br />
auch Montageversuche in Baugruppen, um schon vor der Erstellung<br />
von Werkzeugen die Funktionalität und Passgenauigkeit der Gussteile<br />
zu beurteilen. Alles in allem trägt der 3D-Druck aus unserer Sicht zur<br />
Beschleunigung des Produktentstehungsprozesses und des „Start of<br />
Production“ bei. Kunden und Lieferanten schätzen es zudem, wenn bei<br />
Planungsgesprächen ein dreidimensionales Bauteil zur Verfügung steht.<br />
So wie wir es nutzen, ist das Verfahren für uns perfekt. Wir verfolgen<br />
natürlich aufmerksam die aktuellen Weiterentwicklungen der additiven<br />
Technologien, sind mit dem jetzigen Stand aber vollauf zufrieden.<br />
Lars von der Schlippen, Leitung Projektmanagement,<br />
Kalmbach GmbH, Velbert<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 35<br />
Isel.indd 1 06.04.<strong>2016</strong> 13:35:32
Bei Pöppelmann<br />
werden 3D-Drucker<br />
seit Jahren für<br />
die Erstellung von<br />
Produktmustern<br />
genutzt. Dies ist aber<br />
in vielen Fällen<br />
schnell an Grenzen<br />
gestoßen, weil die<br />
geprinteten Muster<br />
aufgrund abweichender<br />
eingesetzter<br />
Materialien keine<br />
Funktionsmuster sind. Als Folge daraus hatte man trotz des Vorhandenseins<br />
von Anschauungsmustern nur die Möglichkeit, Vorserienwerkzeuge z. B. aus<br />
Aluminium zu erstellen. Heute nutzen wir 3D-Drucker auch für die Fertigung<br />
von Werkzeug-Einsätzen, die mit Grundwerkzeugen aus Stahl kombiniert<br />
werden. Anwendungsbereiche sind beispielsweise Schutzkappen für Anschluss-Stecker.<br />
Aber auch für Lebensmittelverpackungen kommt diese<br />
additive Fertigung zum Einsatz. Große Vorteile der additiven Fertigung sind<br />
Schnelligkeit sowie Flexibilität: Innerhalb kürzester Zeit können wir neue<br />
Konturen in einem neuen Werkzeug-Einsatz drucken und direkt im Anschluss<br />
Teile im echten Serienmaterial in den Händen halten. Diese Teile können<br />
unsere Kunden testen und verlässliche Informationen für den Serieneinsatz<br />
gewinnen. Das verkürzt die Entwicklungszeiten und reduziert die Kosten.<br />
Ein wichtiger Unterschied zum Werkzeug bzw. Werkzeug-Einsatz aus Metall<br />
ist die Ausbringungsmenge, die beim Printer-Werkzeug um ein Vielfaches<br />
geringer sein kann. Zudem lassen sich heute noch nicht alle denkbaren<br />
Geometrien abbilden. Die Einsätze aus dem 3D-Drucker werden Alu-Werkzeuge<br />
daher nicht vom Markt verdrängen. Betrachtet man die reinen Kosten<br />
für die Erstellung der Werkzeug-Einsätze, hat der geprintete Werkzeug-Einsatz<br />
in den meisten Fällen keinerlei Vorteile, z. B. gegenüber Aluminium.<br />
Thorsten Koldehoff, Verkaufsleiter KAPSTO,<br />
Pöppelmann Kunststofftechnik GmbH & Co. KG, Lohne<br />
Spannend sind Themen dann, wenn sich ihre Entwicklung<br />
in der Gegenwart abspielt, ohne dass sich ihre zukünftigen<br />
Dimensionen schon vollständig ableiten ließen. Die additive<br />
Fertigung ist definitiv ein solches Thema. Zurzeit werden<br />
additive Techniken bei Bosch Rexroth vor allem bei der<br />
Musterherstellung eingesetzt. Auf diese Weise sind wir – etwa<br />
bei Projekten in der Ventil- oder Montagetechnik – relativ<br />
schnell in der Lage, auf Anschauungsobjekte in dreidimensionaler<br />
Form zuzugreifen. Als Zukunftsthema noch spannender als das schon<br />
bewährte Rapidprototyping ist für uns der Einsatz des Rapid manufacturing,<br />
also der tatsächlichen additiven Fertigung. Um künftige Möglichkeiten<br />
auszuloten, haben wir verschiedene Konzeptstudien gestartet. Besonderes<br />
Potenzial sehen wir bei Produktionsaufgaben, in denen die Nacharbeit von<br />
Rohteilen mit klassischen Fertigungskonzepten nur eingeschränkt oder gar<br />
nicht möglich ist. Gleichermaßen interessant ist das Thema für uns auch als<br />
Produkt anbieter. Hier stellen wir heute schon hochspezifische Komponenten<br />
für 3D-Drucker her, etwa einbaufertige Linearmodule aus Aluminium, in<br />
denen besonders langlebige Hochpräzisions-Kugelschienenführungen<br />
integriert sind. Was uns für die Zukunft in beide Richtungen optimistisch<br />
stimmt: Die Kostensituation für die additive Fertigung wird sich in den<br />
kommenden Jahren erheblich verbessern – bis zu einem Punkt, an dem etwa<br />
Kleinserienproduktionen effizient werden. Bis dahin müssen Entwicklungsund<br />
Fertigungsprozesse aber erst noch über die gesamte Wertschöpfungskette<br />
hinweg auf die neuen Techniken abgestimmt werden.<br />
Rolf Najork, Vorstandsvorsitzender der Bosch Rexroth AG, Lohr<br />
36 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong><br />
Turkish-Machinery.indd 1 05.04.<strong>2016</strong> 13:42:41
FOKUSTHEMA I INDUSTRIE 4.0<br />
Von der Komponente zum System –<br />
maßgeschneiderte Industrie-4.0-Lösungen<br />
Industrie-4.0-Plattform für KMU<br />
Dassault Systèmes zeigt auf der Hannover Messe, wie mittelständische<br />
Unternehmen Industrie 4.0 umsetzen können. Besucher<br />
erfahren, wie der Landmaschinenhersteller Claas Standorte und<br />
Disziplinen vernetzt. Claas nutzt dabei die 3D Experience-Plattform<br />
von Dassault für alle Entwicklungs- und Produktionsprozesse.<br />
Über diese Plattform greifen die Mitarbeiter auf sämtliche<br />
Produktdaten und ergänzende Informationen zu. Sie nutzen<br />
dabei von beliebigen Orten aus ein einheitliches Datenmanagementsystem<br />
– jeder arbeitet mit aktuellen Produktdaten. Mit der<br />
Branchenlösung Single Source for Speed von Dassault können<br />
Maschinenbauer, Elektroingenieure und Hydrauliker zeitgleich<br />
an demselben Entwurf arbeiten. So lassen sich die elektronischen<br />
und hydraulischen Systeme bereits im frühen Entwurfsstadium<br />
funktionell anpassen, prüfen und aufeinander abstimmen.<br />
www.3ds.com/de<br />
Die Harting Technologiegruppe<br />
treibt im Zuge der<br />
Digitalisierung die Entwicklung<br />
von Integrated-Industry-<br />
Lösungen mit Hochdruck<br />
voran. Dabei arbeiten alle<br />
Geschäftsbereiche des Unternehmens<br />
eng zusammen. Ein<br />
spannendes Beispiel ist die<br />
Harting MICA, die im Rinspeed-Konzeptfahrzeug<br />
„Etos“<br />
für die Emissionsüberwachung<br />
sorgt. Der intelligente<br />
Mini-Industrie-Computer<br />
veranschaulicht, wie Antriebsund<br />
Motorendaten kontinuierlich<br />
erfasst und übermittelt<br />
werden können – und dann<br />
von einer unabhängigen und<br />
neutralen Stelle (Dekra)<br />
ausgewertet und aufbereitet<br />
werden, so wie es der Kunde<br />
und der Vertragspartner vorab<br />
vereinbart hat.<br />
Seine gesamte Lösungspalette<br />
für die Industrie 4.0 zeigt der<br />
Anbieter in seiner Smart<br />
Factory, der HAII4You<br />
Factory. Damit positioniert<br />
sich das Unternehmen als<br />
Wegbereiter des technologischen<br />
Wandels und als<br />
kompetenter Komponenten-,<br />
Applikations- und Systemanbieter.<br />
„Das Thema Industrie<br />
4.0 hat innerhalb von zwei<br />
Jahren rasant an Fahrt<br />
aufgenommen. Es werden<br />
sich weltweit Prozesse,<br />
Geschäftsmodelle und<br />
Branchen durch die<br />
fortschreitende Digitalisierung<br />
verändern. Wir bieten<br />
dem Kunden maßgeschneiderte<br />
Lösungen und begleiten<br />
ihn auf diesem Weg“, so Philip<br />
Harting weiter.<br />
www.harting.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK I INTERVIEW<br />
Wissen – Planung – Umsetzung<br />
Warum Dienstleistungen rund um die Maschinensicherheit?<br />
Chefredakteur<br />
Dr. Michael Döppert<br />
im Gespräch mit<br />
Jörg Schreiber<br />
Maschinen- und Arbeitssicherheit<br />
sind heute ein Thema in jedem<br />
Maschinenbau-Unternehmen. Ihre<br />
Komplexität erfordert aber häufig<br />
tiefes Expertenwissen. So entstehen<br />
Dienstleistungsangebote von<br />
Expertenseite wie in der Schmersal<br />
Gruppe. Über den dort neu gegründeten<br />
eigenständigen Geschäftsbereich<br />
Tec.Nicum sprachen wir mit<br />
Jörg Schreiber, Leiter Strategische<br />
Marktentwicklung der Schmersal<br />
Gruppe in Wuppertal.<br />
Zum 1. Januar <strong>2016</strong> haben Sie einen<br />
eigenständigen Geschäftsbereich Dienstleistungen<br />
unter der Firmierung Tec.Nicum<br />
gegründet. Was war hier Ihre Motivation?<br />
Unser Unternehmen verfolgt seit mehreren<br />
Jahren konsequent die Strategie, die<br />
Schmersal Gruppe als international führenden<br />
System- und Lösungsanbieter zu<br />
positionieren. Wir kommen u rsprünglich<br />
aus dem klassischen Komponentengeschäft<br />
und haben heute wahrscheinlich<br />
das weltweit größte Portfolio an Sicherheitsschaltern.<br />
Unsere Kunden verlangen<br />
jedoch zunehmend Komplettlösungen für<br />
alle Fragen rund um die Maschinensicherheit<br />
und den Arbeitsschutz. Deshalb bieten<br />
wir inzwischen nicht nur komplexe,<br />
individuell konfigurierbare Sicherheitssysteme<br />
an, sondern dieses Angebot ist eingebettet<br />
in ein umfangreiches Paket an Serviceleistungen,<br />
die wir nun in dem eigenständigen<br />
Geschäftsbereich Tec.Nicum<br />
gebündelt haben. Diese Eigenständigkeit<br />
ist uns wichtig, denn bei allen Beratungsdienstleistungen<br />
und Lösungskonzepten<br />
legen wir größten Wert auf Objektivität.<br />
Wo sehen Sie den Bedarf am Markt<br />
für dieses Dienstleistungsangebot?<br />
Wir sehen eine große Nachfrage sowohl<br />
bei kleinen und mittelständischen Maschinenbauern<br />
als auch bei Maschinenbetreibern,<br />
bei denen es sich häufig um international<br />
agierende Unternehmen handelt.<br />
Aber auch Systemintegratoren, Importeure<br />
und Distributoren gehören zu unserer<br />
Klientel. Nahezu jede dieser Gruppen<br />
unterliegt in punkto Maschinensicherheit<br />
38 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Ein großes Thema ist die effiziente Sicherheitstechnik.<br />
Denn der Wettbewerbs- und<br />
Kostendruck ist immens und die Maschinen<br />
arbeiten oft rund um die Uhr mit hohem<br />
Tempo. Gleichzeitig werden die Prozessabläufe<br />
immer komplexer. Die Sicherheitstechnik<br />
muss daher nicht nur den Schutz<br />
der Mitarbeiter, sondern auch eine hohe<br />
Anlagenverfügbarkeit gewährleisten, um<br />
höchste Produktionseffizienz zu garantie-<br />
Präzisionsmechanik<br />
an<br />
der Grenze des<br />
Machbaren<br />
unterschiedlichen Richtlinien und Gesetzen,<br />
die zudem noch regionale und nationale<br />
Unterschiede aufweisen. Dies erfordert<br />
– neben technischem – fundiertes<br />
normatives Know-how. Viele auf ihre<br />
Kernkompetenzen ausgerichtete Unternehmen<br />
verfügen jedoch diesbezüglich<br />
über keine oder nicht ausreichende Fachkompetenz<br />
im eigenen Haus.<br />
Der Beratungsbedarf besteht grundsätzlich<br />
weltweit. Daher bietet Tec.Nicum seine<br />
Services international an – über seine<br />
Niederlassungen, aber auch mit Partnern<br />
– und verfügt so über ein schlagkräftiges<br />
Netzwerk, das sich aus kompetenten Functional<br />
Safety Engineers zusammensetzt.<br />
Wie sieht das Leistungsspektrum<br />
des Tec.Nicum aus?<br />
Unser Portfolio reicht von Schulungen und<br />
Seminaren über Beratungsdienstleistungen<br />
zur Maschinen- und Anlagensicherheit<br />
sowie über das Engineering, also die<br />
Planung, Konzeption und Programmierung<br />
von sicherheitstechnischen Lösungen,<br />
bis hin zur Montage von Sicherheitsprodukten-<br />
und systemen. Jeden dieser<br />
Nachfrage und der zunehmenden Globalisierung<br />
haben wir die Dienstleistungsangebote<br />
unserer verschiedenen Vertriebsstandorte<br />
jetzt einer Best-Practice-Analyse<br />
unterzogen und die jeweils besten Ansätze<br />
und Methoden zum Gruppenstandard<br />
erhoben. Unsere Kunden können daher<br />
nun unsere Serviceleistungen weltweit<br />
mit einem einheitlich hohen Qualitätsstandard<br />
abrufen.<br />
Ihr Leistungsspektrum umfasst auch<br />
Wissensvermittlung. Warum gibt es<br />
hier immer noch oder vielleicht auch<br />
dauerhaft Bedarf?<br />
Das Angebot unserer Tec.Nicum Academy<br />
trifft auf einen dauerhaft hohen Bedarf, die<br />
Ursachen dafür sind vielschichtig. Zum<br />
einen gibt es immer wieder Nachwuchskräfte,<br />
die in das Themengebiet hineinwachsen.<br />
Zum anderen sehen sich die<br />
erfahrenen Fachkräfte mit einem kontinuierlichen<br />
Wandel bei den gesetzlichen<br />
Anforderungen konfrontiert. Aktuelle Themen<br />
in unserem Seminarprogramm sind<br />
z. B. die neue Betriebssicherheitsverordnung,<br />
die seit einigen Monaten in Kraft ist,<br />
Um in rechtlichen und technischen Fragen auf dem Laufenden<br />
zu bleiben, sind regelmäßige Schulungen ein Muss<br />
vier Service-Bausteine – Academy, Consulting,<br />
Engineering und Integration – kann<br />
der Kunde je nach Bedarf einzeln beauftragen.<br />
Im Bereich Tec.Nicum Consulting<br />
bieten wir etwa Risikobeurteilungen oder<br />
Produktions-Audits an, dokumentieren die<br />
Ergebnisse und geben Handlungsempfehlungen.<br />
Diese kann der Kunde in Eigenregie<br />
ausführen oder Dritte mit der Umsetzung<br />
beauftragen. Aber natürlich erhält<br />
der Kunden von uns auch das Komplettpaket<br />
– von der ersten Beratung bis zur<br />
schlüsselfertigen Inbetriebnahme und<br />
Übergabe der normenkonformen Produktionseinheit<br />
inklusive der notwendigen<br />
Technischen Dokumentation.<br />
Ist das Beratungsgeschäft für<br />
Schmersal völlig neu?<br />
Keineswegs - wir bieten unseren Kunden<br />
schon seit langem Dienstleistungen an,<br />
über unsere Landesgesellschaften auch<br />
international. Aufgrund der wachsenden<br />
oder die ISO 14119. Zudem werden die<br />
Maschinen und Anlagen technisch immer<br />
komplexer und das erfordert wiederum<br />
zunehmend komplexere Sicherheitssysteme.<br />
Um in rechtlichen und technischen<br />
Fragen auf dem Laufenden zu bleiben,<br />
sind regelmäßige Schulungen ein Muss.<br />
Wenn Sie sich die Nachfrage nach Ihren<br />
Seminaren und Beratungsthemen<br />
anschauen: Was sind die „Top-Angebote“?<br />
Bei welchen Themen ist der Bedarf<br />
besonders groß?<br />
µm-genau<br />
Ihr Fertigungspartner für:<br />
• Präzisionsmechanik<br />
• Präzisionsmechanische Baugruppen<br />
und Serienteile<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK I INTERVIEW<br />
Die vier Bausteine des Dienstleistungs-Portfolios zur Maschinensicherheit<br />
ren. Das „sicherheitsgerichtete Konstruieren“<br />
einer inhärent sicheren Maschine,<br />
auch unter dem Gesichtspunkt der Kostenund<br />
Energieeffizienz, ist daher eines unserer<br />
Top-Themen. Außerdem haben gerade<br />
international operierende Unternehmen<br />
einen hohen Informationsbedarf hinsichtlich<br />
der Anforderungen beim rechtskonformen<br />
Export von Maschinen sowie der<br />
regional und national unterschiedlichen<br />
gesetzlichen Regelungen.<br />
Engineering und Integration sind Ihre<br />
weiteren Serviceangebote – basieren<br />
diese ausschließlich auf den<br />
Schmersal-Produkten?<br />
Eindeutig nein. Schon mit der Etablierung<br />
der eigenständigen Dachmarke Tec.Nicum<br />
wollen wir unseren Kunden deutlich signalisieren,<br />
dass wir ihnen eine produktund<br />
herstellerneutrale Dienstleistung<br />
bieten. Uns geht es um die optimale sicherheitstechnische<br />
Lösung. Beim Retrofitting<br />
bestehender Maschinen und Anlagen<br />
beispielsweise, erhält der Kunde nach<br />
eingehenden technischen Prüfungen von<br />
uns eine Hardware-Stückliste, die im Sinne<br />
einer verbesserten Maschinensicherheit<br />
zu seiner Ausrüstung erforderlich sind.<br />
Die Herstellerwahl der Komponenten<br />
obliegt dabei allein dem Kunden.<br />
Ist es für einen letztendlich Ingenieur-<br />
Dienstleister, Berater und Wissens ver-<br />
mittler nicht schwer, wenn es im Hintergrund<br />
im Unternehmen eine eigene<br />
Produktpalette gibt?<br />
Der herstellerneutrale und damit objektive<br />
Beratungsansatz gehört für unser Tec.Nicum-<br />
Team zu Kernphilosophie. Natürlich haben<br />
unsere Fachleute die Schmersal-Produkte<br />
vor Augen. Sie sind jedoch natürlich auch<br />
mit anderen am Markt verfügbaren Produkten<br />
vertraut. Und wir sagen ganz deutlich:<br />
Es geht uns nicht um eine weitere<br />
Verkaufsförderungsmethode für Schmersal-<br />
Produkte. Tec.Nicum verkauft eine Dienstleistung<br />
– nicht die Komponente.<br />
Heißt das, dass der Markt für die<br />
Sicherheitstechnik verstärkt Lösungsstatt<br />
Komponentenanbieter fordert?<br />
Ich denke, der Markt fordert beides. Maschinen<br />
sind heute oft integraler Bestandteil<br />
kompletter Verarbeitungs- beziehungsweise<br />
Produktionsanlagen, die immer<br />
komplexer werden. Unsere Sicherheitslösungen<br />
orientieren sich an den zu verarbeitenden<br />
Produkten und an den dabei<br />
ablaufenden Prozessen. Wir entwickeln<br />
daher für unsere Kunden sehr oft ebenso<br />
komplexe Sonderlösungen, die genau auf<br />
deren individuelle Anforderungen zugeschnitten<br />
sind. Und die Maschinenbauer<br />
verlangen nicht selten komplette Systemlösungen<br />
aus einer Hand, inklusive umfassender<br />
Beratungs- und Serviceleistungen.<br />
Auf der anderen Seite liefern wir für viele<br />
Anwendungen Standardkomponenten,<br />
kosteneffizient und in beachtlichen Mengen.<br />
Eine optimale Sicherheitslösung muss<br />
auch unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten<br />
betrachtet werden.<br />
Zum Schluss – skizzieren Sie uns bitte<br />
aus Ihrer Sicht den idealen Weg von<br />
Sicherheitsbausteinen zur sicheren<br />
Maschinen?<br />
Gerade umgekehrt wäre hier der ideale<br />
Weg: Mit dem Start der Projektierung von<br />
Maschinen und Anlagen sollte zeitgleich<br />
bereits in der Designphase die Konzeption<br />
der dazu passenden Sicherheitslösung<br />
initiiert werden – und beim Sicherheitsbaustein<br />
bzw. der -steuerung enden. Die<br />
Vieles spricht dafür, Experten für Maschinensicherheit schon<br />
in die Planungsphase einer Maschine mit einzubeziehen<br />
Maschinensicherheit muss von Anfang an<br />
mit eingeplant werden. Nur so ist eine<br />
kosten- und prozesseffiziente Lösung zu<br />
erreichen, die das Bedienpersonal und<br />
den Produktionsprozess optimal schützt.<br />
Denn schon bei der inhärent sicheren<br />
Gestaltung von Maschinen kann der Konstrukteur<br />
Risiken vermeiden. Erst wenn<br />
eine designtechnisch sichere Gestaltung<br />
nicht möglich ist, müssen Sicherheitskomponenten<br />
ausreichend eingeplant werden.<br />
Daher spricht vieles dafür, Experten für<br />
Maschinensicherheit schon in der Planungsphase<br />
mit einzubeziehen.<br />
Vielen Dank für das Gespräch.<br />
www.schmersal.com<br />
www.tecnicum.com<br />
40 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Vielseitige<br />
Druckschalter<br />
Schnellere und produktivere<br />
Dosiersteuerung<br />
Die Firma Suco Robert<br />
Scheuffele stellt unter<br />
der Bezeichnung Druckschalter<br />
Plus mechanische<br />
Druckschalter der Schlüsselweite 24 mit zahlreichen Zusatzfunktionen<br />
vor. Intelligent integrierte elektronische Bauteile erweitern<br />
die Möglichkeiten von mechanischen Druckschaltern um<br />
zahlreiche Eigenschaften wie z. B. Diagnosefunktion (Fail-safe)<br />
mit Kurzschluss- und Kabel brucherkennung, Überspannungsschutz<br />
zur Verlängerung der Kontaktlebensdauer, aktive Reduzierung<br />
der EMV-Emissionen, temperaturgesteuerte Schaltfunktion,<br />
Anzeige des Schaltzustands durch LED oder auch Überlastschutz<br />
mit selbstrückstellender Elektroniksicherung. Die Druckschalter<br />
sind mit einer großen Auswahl an integrierten elektrischen<br />
Steckervarianten für schnelle<br />
Montage und sichere Verbindung<br />
erhältlich und bieten<br />
hohe Schutzart bis IP67 und<br />
IP6K9K.<br />
www.suco.de<br />
Hilger und Kern hat seine Dosierrechner-<br />
Technik weiterentwickelt und mit der<br />
Dosiersteuerung MR40 ein neues Modell<br />
herausgebracht. Diese verfügt über eine<br />
Ethernet- und zwei serielle Schnittstellen<br />
und unterstützt alle gängigen Feldbus-<br />
Typen. Durch leistungsfähigere Prozessoren<br />
und zusätzliche Peripherie ist die<br />
Steuerung schneller und produktiver als ihre Vorgänger. Damit<br />
löst die MR40 das Vorgängermodell MR30 komplett ab. Die MR15<br />
wird weiterhin angeboten, jedoch nur noch in der Ausführung mit<br />
LCD-Display.<br />
www.hilger-kern.com<br />
Zahnrad- und Getriebetechnik. Weltweit.<br />
Viele Drehgeber-<br />
Varianten mit<br />
kurzer Lieferzeit<br />
Kübler erhöht seine Variantenvielfalt<br />
im Bereich der inkrementalen<br />
Sendix-5000- und<br />
5020-Drehgeber und ergänzt<br />
dies mit dem 24one Lieferversprechen.<br />
Für den Anwender<br />
stehen dadurch mehr Varianten<br />
in Bezug auf Flansch,<br />
Stecker, Kabel, Kabel mit<br />
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jetz t anmelden<br />
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Kunde das 24one Lieferversprechen<br />
in Anspruch, wird<br />
der konfigurierte inkrementale<br />
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und zum Versand bereitgestellt.<br />
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• Möglichkeiten der Motoranbindung Schritt für Schritt<br />
• Die Abtriebseite - Welche Lagerung ist die richtige?<br />
• Praktische Konfigurationsübungen<br />
• Raum für individuelle Fragestellungen<br />
Leistungen • Schulung in Theorie und Praxis<br />
• Schulungsunterlagen, Datenkataloge, Übungsmaterial<br />
• Schulungsdauer 08:30 - 15:30 Uhr,<br />
optional anschließend Werksführung<br />
Referenten Andreas Sigwart & Ralf Pfeiffer, Sales Engineers Planetary Gears<br />
Anmeldung/ Frau Laura Dietz, Telefon +49 (0)771 8507-8344<br />
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Deutschland | USA | Mexiko | China<br />
services.imsgear.com<br />
IMS-Gear.indd 1 24.03.<strong>2016</strong> 12:02:06<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 41
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Sensoren für unterschiedliche<br />
Sicherheitsanwendungen<br />
Portfolioerweiterung bei<br />
Safety-Controllern<br />
Mit neuen Automatisierungs-Controllern erweitert Siemens die<br />
Einsatzmöglichkeiten der aktuellen Simatic-Controllergeneration.<br />
Schwerpunkt ist das erweiterte Angebot für Safety Integrated mit<br />
Failsafe-CPUs für den Simatic S7-1500 Software Controller und<br />
den Distributed Controller Simatic ET 200SP Open Controller. Die<br />
Distributed Controller Simatic ET 200pro wurden für Standardund<br />
fehlersichere Automatisierungsaufgaben um neue CPUs der<br />
aktuellen Simatic S7-1500-Technologie ergänzt. Erstmals gibt es<br />
jetzt den Simatic S7-1500 Software Controller mit integrierter<br />
Das Unternehmen Leuze Electronic hat ein umfangreiches<br />
Portfolio an induktiven Sensoren in verschiedenen Bauformen,<br />
Gehäusen und Gewindegrößen für die materialunabhängige<br />
Objekterkennung. Zu den Merkmalen der Sensoren gehören u. a.<br />
eine große Tastweite sowie hohe Schaltpunktstabilität für den<br />
kompletten Temperaturbereich. Schaltende Lichtschranken und<br />
-taster der Baureihe SR 46C haben eine bis zu 80 % erhöhte Funktionsreserve<br />
im Vergleich zu ihren Vorgängermodellen. Ihre Schutzart<br />
IP67/69K qualifiziert diese Baureihe für z. B. den Einsatz in der<br />
Fördertechnik. Der messende Distanzsensor ODS 10 mit einer<br />
Reichweite von 50 bis 8000 mm und einer Genauigkeit von<br />
± 30 mm erkennt Objekte und misst Abstände mit einem Remissionsgrad<br />
von 6 bis 90 % und einer Reproduzierbarkeit von bis zu<br />
4 mm. Die Sicherheits-Lichtvorhang-Baureihe MLC500 wurde<br />
um eine vibrationsfeste Variante erweitert. Auf Basis der MLC500-<br />
Baureihe wurde mit „Smart Process controlled Gating“ (SPG) ein<br />
sensorloses Muting entwickelt, das den wachsenden Anforderungen<br />
an Personenschutz und Zugangssicherung gerecht wird.<br />
www.leuze.com<br />
Safety-Funktionalität. Die neue CPU 1507S F bietet laut Hersteller<br />
als weltweit einziger Software-Controller eine fehlersichere PCbasierte<br />
Steuerung autark vom Betriebssystem. Zudem entfällt ein<br />
sonst notweniger Safety-Controller, mit der entsprechenden Platzund<br />
Kostenersparnis, und auch der Engineering-Aufwand sinkt.<br />
Durch die Kombination aus PC-basierter Steuerung und Hochsprachenprogrammen<br />
eignet sich dieser Controller besonders für<br />
den Sondermaschinenbau.<br />
www.siemens.com<br />
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42 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
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No 5_04/<strong>2016</strong><br />
INFORMATIONEN ÜBER AUTOMATISIERUNG,<br />
ANTRIEBSTECHNIK UND TECHNOLOGIETRENDS<br />
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LEICHT UND SCHNELL<br />
Impressum<br />
Herausgeber<br />
Köhler + Partner GmbH<br />
Brauerstraße 42<br />
21244 Buchholz i.d.N., Germany<br />
Tel.: +49 4181 92892-0<br />
Fax: +49 4188 92892-25<br />
info@koehler-partner.de<br />
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Bildnachweis: Archiv, Köhler + Partner GmbH,<br />
Titelbild: ©Tania Khalaziy - shutterstock.com,<br />
Findling Wälzlager GmbH<br />
MN 1
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Neuer Teleskopantrieb<br />
Effektive Linearbewegungen<br />
mit minimaler Gesamtabmessung<br />
Für Handhabungsaufgaben auf engem Raum hat die Rollon Gruppe auf<br />
Basis der Tecline-Profile ein kompaktes und vielseitiges Teleskopsystem<br />
konstruiert. Es führt effektive Linearbewegungen in Anwendungen<br />
durch, bei denen es auf minimale Gesamtabmessungen ankommt.<br />
25. - 29. April<br />
Halle 17, Stand C42<br />
Mit der kompakten Lösung gehen geringe Prozesszeiten bei minimaler Belastung<br />
mechanischer Bauteile einher. Der neue Teleskopantrieb kann sich<br />
in eine oder mehrere Richtungen bewegen und hat einen Verfahrweg, der in<br />
geschlossener Stellung gleich lang oder länger als der Antrieb selbst ist: Ein<br />
System mit einer Länge von 1.500 mm kann beispielsweise 1.500 mm in eine<br />
Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung ausfahren. Der entscheidende<br />
Vorteil einer Teleskoplösung ist die große Platzersparnis, die eine bessere<br />
Nutzung des Werkhallenraumes und somit Kosteneinsparungen ermöglicht.<br />
Das System kann in verschiedenen Bewegungsrichtungen eingesetzt werden<br />
– horizontal, vertikal oder in Wandmontage – und ist deshalb sehr flexibel<br />
verwendbar. Ursprünglich wurde es als horizontale Bewegungslösung<br />
konzipiert, um in Serie verbaute Pressen mit einer Zentraleinheit zu versorgen,<br />
die in beide Richtungen ausfahren kann, sodass eine Presse in einer Richtung<br />
versorgt und dann geschlossen und anschließend eine andere Presse in der<br />
entgegengesetzten Richtung versorgt wird. Neben der Platzersparnis können<br />
also außerdem zwei Pressen mit nur einem System be- und entladen werden.<br />
Bei vertikaler Montage bietet sich eine perfekte<br />
Lösung für geringe Deckenhöhen und als Wandmontage<br />
erleichtert der Teleskopantrieb die Versorgung<br />
von Werkzeugmaschinen, wo Hindernisse<br />
beim Schließen der Sicherheitstüren vermieden<br />
werden müssen. Die<br />
Hauptbestandteile des<br />
Systems sind synchronisiert<br />
und in einem<br />
Zahnriemensystem miteinander<br />
verbunden.<br />
Die Bewegung des<br />
ersten Elements erzeugt<br />
dadurch auch die<br />
Bewegung der zweiten<br />
Verlängerung und<br />
verdoppelt so die Geschwindigkeit,<br />
obwohl<br />
ein Teil mit geringerer<br />
Geschwindigkeit bewegt<br />
wird. Das verringert<br />
die Prozesszeiten<br />
und die Belastung der mechanischen Bauteile. Außerdem sind die Zahnriemen<br />
aus Polyurethan im Gegensatz zu Zahnstangensystemen wartungsfrei und<br />
brauchen keine Schmierung.<br />
Rollon GmbH | Bonner Straße 317-319 | 40589 Düsseldorf<br />
Tel.: +49 2119 5747-0 | info@rollon.de | www.rollon.de<br />
MN 2
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Energieführungsketten<br />
Die „Schnellöffner“:<br />
1 Meter Energieführung<br />
in bis zu 3 Sekunden öffnen<br />
Die Energieführungsketten der Serien EasyTrax, QuickTrax und Uniflex Advanced haben<br />
eines gemeinsam: Sie sind jeweils so konzipiert, dass sie sich schnell öffnen lassen. So fallen<br />
Leitungsbelegung und -austausch besonders leicht, der Anwender spart Zeit und Geld.<br />
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NEXT GENERATION!<br />
mit flexiblem Filmscharnier aus, die ein<br />
einfaches Handling der Leitungsbelegung<br />
ermöglichen. Die Serie EasyTrax<br />
hingegen verfügt über flexible Lamellenbügel,<br />
in die sich die Leitungen einfach<br />
eindrücken lassen. Weil die Bügel seitlich<br />
und nicht in den Leitungsraum schwenken, wird<br />
ein sehr hoher Befüllungsgrad erreicht. Bei beiden<br />
Serien kommt die 2K-Technologie zum Einsatz: Hier<br />
werden Kettenkörper aus hartem Material und<br />
flexible Verschlussbügel miteinander verbunden.<br />
So lassen sich Ketten realisieren, die die scheinbar<br />
widersprüchlichen Eigenschaften Stabilität<br />
und Flexibilität in sich vereinen.<br />
Neueste Messungen belegen: Mit dem für die<br />
Energieführungskette erhältlichen Öffnungswerkzeug<br />
können Anwender bei der Uniflex Advanced<br />
1455 einen Meter Energieführung in nur drei<br />
Sekunden öffnen – das ist rekordverdächtig! Der<br />
Hintergrund: Die Verbindungsbügel verfügen über<br />
eine Kugelgelenk-Mechanik. Sie gewährleistet<br />
eine schnelle Leitungsbelegung und bewirkt<br />
zudem, dass die Kette im geschlossenen Zustand<br />
besonders stabil ist. Die Verbindungsbügel sind<br />
nach außen oder innen zu öffnen. Im geöffneten<br />
Zustand verbleibt der Bügel am Kettenglied,<br />
wobei er sich durch Ausdrehen auch vollständig<br />
lösen lässt. Diese leise Energieführung aus Vollkunststoff<br />
ist leicht und gleichzeitig sehr robust.<br />
Verstärkte Verschleißflächen an der Außenseite<br />
gewährleisten darüber hinaus eine besonders<br />
lange Lebensdauer bei auf der Seite liegenden<br />
Anwendungen.<br />
Auch die Serien EasyTrax und QuickTrax ermöglichen<br />
eine schnelle Kettenbelegung: Die Quick-<br />
Trax-Serie zeichnet sich durch Verschlussbügel<br />
Uniflex Advanced<br />
EasyTrax<br />
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MN 3
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Mehrfachkupplungen<br />
Frei kombiniert und eingeklickt<br />
Mit der MULTILINE ADAPTIV ist Eisele den entscheidenden Schritt voraus.<br />
Der Baukasten für individuell konfigurierbare und robuste Mehrfachkupplungen<br />
setzt neue Maßstäbe für Werkzeugwechsel und Prototypenbau. Dank<br />
des perfekt abgestimmten modularen Designs können auch verschiedene Durchmesser,<br />
Anschlusstypen und Medien flexibel in die Kupplung integriert werden. Ändern sich die<br />
Anforderungen, wird die Kupplung einfach und werkzeugfrei per Hand angepasst.<br />
Frankfurt am Main<br />
07. - 12. Mai<br />
Halle 11 / Ebene 0<br />
Stand D63<br />
Die MULTILINE ADAPTIV von Eisele ist eine<br />
hochsichere Mehrfachkupplung zum Anschluss<br />
von Funktionsgruppen an Maschinen. Ob im<br />
Anlagenaufbau, bei der Wartung oder der Reparatur:<br />
Montageaufwand und Rüstzeit lassen sich mit<br />
dieser Weltneuheit signifikant verringern. Durch ein<br />
komplett modulares Baukastensystem, in dem alle<br />
Einzelteile zueinander kompatibel sind, markiert<br />
dieses System einen entscheidenden Fortschritt<br />
gegenüber bisherigen Lösungen. Hat man einen<br />
Grundkörper bestehend aus Stecker und Dose ausgewählt<br />
und durch das Bohrbild die Anzahl der<br />
Anschlüsse und deren maximalen Außendurchmesser<br />
festgelegt, können mit Hilfe der ADAP-<br />
TIV-Einsätze genau die Anschlüsse kombiniert werden,<br />
die für eine bestimmte Anwendung erforderlich<br />
sind. Spätere Änderungen oder Umbauten sind problemlos<br />
binnen weniger Minuten möglich.<br />
Mit einem Klick eingerastet<br />
Die ADAPTIV-Einsätze sind unabhängig von Schlauchgrößen<br />
und Material nach Bedarf bestückbar. Mehrere<br />
Materialien (Alu, Edelstahl, Messing), verschiedene Durchmesser<br />
und unterschiedliche Absperrfunktionen und Dichtungen<br />
machen das modulare System zu einem echten Baukasten.<br />
Damit eignet sich die MULTILINE ADAPTIV ideal für den Prototypen- und<br />
Sondermaschinenbau. Insbesondere bei Losgrößen von 1 bis 10 Stück können<br />
die benötigten Mehrfachkupplungen individuell und kostengünstig aus den vorgefertigten<br />
Standardbauteilen konfiguriert werden. Mit diesem völlig neuartigen<br />
und flexiblen Konzept unterscheidet sich die MULTILINE ADAPTIV von allen<br />
anderen Mehrfachkupplungen. Die ADAPTIV-Einsätze werden von Hand bis zum<br />
unverkennbaren Einrasten in den robusten und platzsparenden Grundkörper der<br />
MULTILINE ADAPTIV geschoben.<br />
Eine Kupplung für alle Medien<br />
Dank des streng modularen Prinzips lassen sich so unterschiedliche Verbindungen<br />
wie Pneumatik, Gase, Kühlwasser und Flüssigkeiten in einer<br />
Schnittstelle zusammenfassen. Die Größe der Anschlüsse ist variabel, da<br />
www.eisele.eu/videos/<br />
sie in die außen einheitlich dimensionierten<br />
ADAPTIV-Einsätze integriert<br />
sind. Soll eine Steckverbindung<br />
gewechselt werden, so wird einfach<br />
der ADAPTIV-Einsatz auf beiden Seiten der<br />
Kupplung ausgetauscht. Dank des Baukastensystems<br />
reduziert sich auch die Lagerhaltung. Die ADAPTIV-<br />
Einsätze sind mit und ohne Absperrung oder tropffrei erhältlich, so dass auch<br />
unter Druck sicher gekoppelt und entkoppelt werden kann. Auch Reduzierungen<br />
des Schlauchdurchmessers können in der Kupplung umgesetzt werden.<br />
Die ADAPTIV-Einsätze basieren auf den bewährten Eisele-Steckanschlüssen<br />
mit Lösehülse. Die zu verbindenden Schlauchenden können deshalb einfach<br />
bis zum Anschlag in die Lösehülse des Adaptiveinsatzes geschoben werden.<br />
Werkzeug oder eine Schlauchbearbeitung ist nicht erforderlich.<br />
Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG<br />
Hermann-Hess-Straße 14-16 | 71332 Waiblingen<br />
Tel.: +49 7151 1719-0 | info@eisele.eu | www.eisele.eu<br />
MN 4
Getriebe<br />
Präzise und langlebige<br />
Zykloidgetriebe für die Robotik<br />
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Mit einem Weltmarktanteil von 60 % steht der Getriebe-Hersteller<br />
Nabtesco wie kein zweites Unternehmen für leistungsfähige<br />
und zuverlässige Präzisionsgetriebe für die Robotik. In Lackier-,<br />
Schweiß- und Palettierrobotern kommen die Produkte ebenso zum Einsatz<br />
wie bei Positionier- und Handling-Aufgaben. Prädestiniert für Robotikanwendungen<br />
aller Art sind insbesondere die neuen Getriebeköpfe der RH-N-Serie<br />
sowie die Zykloidgetriebe der RF-P-Baureihe.<br />
Die RH-N-Getriebe erreichen eine hohe Drehmomentleistung und lassen sich<br />
schnell und einfach in den Antriebsstrang integrieren. Ihr modulares Design<br />
mit definierten Schnittstellen garantiert eine hohe Flexibilität. Da Antriebsritzel<br />
und ein Motorflansch für alle gängigen Motortypen bereits in den<br />
Getriebekopf integriert sind, bietet die neue Baureihe eine unkomplizierte<br />
Plug-and-Play-Lösung für jeden Maschinenkonstrukteur. Die Getriebeköpfe<br />
sind darüber hinaus besonders leicht, kompakt und wartungsarm.<br />
Die lokal gefertigten und bereits vorgeschmierten Komponenten der<br />
RH-N-Getriebeköpfe für den europäischen Markt eignen sich für zahlreiche<br />
Handling-Applikationen.<br />
RF-P-Baureihe mit<br />
zweistufigem Untersetzungsprinzip<br />
Prädestiniert für den Einsatz in den Armachsen von Delta- und SCARA-<br />
Robotern sind zudem die Zykloidgetriebe der RF-P-Serie. Sie setzen Maßstäbe,<br />
wenn es um High-Speed auf kleinstem Raum geht: Die Exzentergetriebe<br />
erlauben Abtriebsgeschwindigkeiten bis zu 200 min -1 und arbeiten dabei<br />
extrem präzise. Die Hauptunterschiede zu herkömmlichen Planetengetriebelösungen<br />
sind der minimale Verschleiß und das daraus resultierende geringe<br />
Spiel über die komplette Lebensdauer.<br />
Die RF-P-Serie basiert auf den RV-Reduziergetrieben von Nabtesco mit zweistufigem<br />
Untersetzungsprinzip. Die Konstruktion führt zu einem exzellenten<br />
Getriebeverhalten hinsichtlich Dynamik und Laufruhe sowie einer hohen<br />
Wiederhol- und Bahngenauigkeit, auch bei sehr schnellen und abrupten<br />
Bewegungen.<br />
Für die Varianten RF-19P und RF-32P sind hohe Schockbelastungen bis zu<br />
570 bzw. 960 Nm kein Problem. Die reduzierte Reibung im Getriebe sorgt<br />
für eine geringe Betriebstemperatur. Dadurch sind die Nabtesco-Getriebe<br />
äußerst wartungsarm, langlebig und weisen einen hohen Wirkungsgrad von<br />
bis zu 80 % auf.<br />
Nabtesco Precision Europe GmbH | Tiefenbroicher Weg 15 | 40472 Düsseldorf<br />
Telefon: +49 211 17379-0 | info@nabtesco.de | www.nabtesco.de<br />
MN 5
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Antriebe 4.0<br />
Antriebsfunktionen für die<br />
smarte Fabrik<br />
25. - 29. April<br />
Halle 15, Stand H31 &<br />
Halle 9, Stand D06<br />
Auf der Hannover Messe wird NORD DRIVESYSTEMS Antriebsfunktionen für die<br />
smarte Fabrik präsentieren. Exponate thematisieren zum Beispiel, was schon heute<br />
bei Condition Monitoring und Predictive Maintenance möglich ist und welche Funktionen<br />
die Antriebselektronik mithilfe der integrierten SPS komplett übernehmen kann.<br />
Ökonomische und einfache Lösungen, insbesondere auf Basis dezentraler<br />
Frequenzumrichter, ermöglichen Anwendern, sich die Chancen der Industrie<br />
4.0 zu erschließen. Neuheiten im Getriebesegment sind einstufige Stirnradgetriebe<br />
für die Anwendungsschwerpunkte Pumpen, Mischer, Lüfter und<br />
Fördertechnik. Industriegetriebe in Baugröße 14 erweitern das bestehende<br />
Spektrum und erlauben noch passgenauere Antriebsauslegungen im hohen<br />
Drehmomentbereich. NORD Gear, das NORD-Tochterunternehmen aus dem<br />
Partnerland der Hannover Messe, USA, stellt sich vor. NORD Gear unterstützt<br />
nordamerikanische Kunden bereits seit 1979 mit eigener Fertigung, Montage<br />
und applikationsspezifischem Engineering.<br />
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Klemmsysteme<br />
Nächster Halt: Linearführung<br />
Linearführungen sind im Maschinen- und Anlagenbau ein Standard-<br />
Bauelement für translatorische Bewegungen. Für pneumatische<br />
Klemmungen inklusive einer Notbremsoption bietet die HEMA<br />
Maschinen- und Apparateschutz GmbH mit der LinClamp-Baureihe ein<br />
Klemmsystem an, das für alle gängigen Linearführungen und bearbeiteten<br />
Flächen erhältlich ist und eine sichere und schnelle Klemmung garantiert.<br />
Die LinClamps kommen bei übersetzenden Anwendungen zum Einsatz, bei<br />
denen auch eine Notbremsfunktion erforderlich sein kann. Sie werden in zwei<br />
Grundversionen angeboten – klemmend bei Druckluft-Beaufschlagung oder<br />
als Fail-Safe-Variante, die beim Abschalten oder Ausfall der Druckluft klemmt.<br />
Die kompakten Klemmsysteme sind in diversen Baugrößen erhältlich, einfach<br />
zu montieren und werden sowohl für niedrige als auch für hohe Laufwagen<br />
angeboten.<br />
Die Bremsbacken der LinClamp bestehen aus widerstandsfähigen Sinterbelegen<br />
für höchste Brems- und Klemmkraft, die Klemmbacken aus Hochleistungswerkzeugstahl<br />
für effektive Klemmungen. Bei der Variante LinClamp A<br />
kann unabhängig von der verwendeten Linearführung direkt auf bearbeitete<br />
Flächen der Anschlusskonstruktion geklemmt werden. Zudem sind Sonderbeläge<br />
zum Einsatz für Übergangsanwendungen bei Klemm-/Bremsvorgängen<br />
auf fettgeschmierten Linearführungen möglich, ebenso wie Lösungen<br />
für seitliche (Standard), stirnseitige oder oben liegende Luftanschlüsse.<br />
Die vielfältigen Möglichkeiten für individuelle Befestigungsbohrungen unterstreichen<br />
die nahezu universelle Einsatzfähigkeit der LinClamp-Baureihe.<br />
Neben Klemmsystemen für Linearführungen wie der LinClamp bietet HEMA<br />
für viele weitere Anwendungen die passende Klemmvorrichtung an, wobei<br />
besonderes Augenmerk auf individuelle Lösungen gelegt wird. Zudem fertigt<br />
HEMA Schutzabdeckungen für die industrielle Anwendung, wie beispielsweise<br />
Faltenbälge, Teleskopstahlabdeckungen sowie komplette Rückwandsysteme.<br />
Maschinenschutzscheiben mit und ohne integrierte Beleuchtung<br />
sowie Drehfenster für Bearbeitungsmaschinen gehören ebenfalls zum<br />
Produktportfolio. Mit über 35 Jahren Marktpräsenz profitiert das Unternehmen<br />
von seiner umfangreichen Erfahrung in der Zulieferindustrie und<br />
bietet umfassenden Service und Lösungen nach Maß.<br />
HEMA Maschinen- und Apparateschutz GmbH<br />
Seligenstädter Straße 82 | 63500 Seligenstadt<br />
Tel.: +49 6182 773-0 | info@hema-group.com | www.hema-group.com<br />
MN 7
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Messsysteme<br />
Mehr Präzision für<br />
Radial-Axial-Lager<br />
Wenn es um eine hohe Positioniergenauigkeit geht, kommen in Werkzeugmaschinen<br />
Präzisions-Rundachs-Lager verschiedener Hersteller zum<br />
Einsatz. Vor allem in Fräsköpfen und Rundtischen sind äußerst steife<br />
Radial-Axial-Lager gefragt. Aber auch ein höchst präzises und robustes Messsystem<br />
ist dabei von Vorteil.<br />
Beim Einsatz in Präzisionslagern überzeugen die AMOSIN ® -Systeme von<br />
AMO vor allem durch hohe Auflösungen und Genauigkeiten. Zudem sind sie<br />
extrem robust gegenüber Umwelteinflüssen wie Staub und Feuchtigkeit, entsprechen<br />
der Schutzart IP67 und weisen eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit<br />
auf. Somit halten sie den rauen Umgebungsbedingungen im Umfeld<br />
der Werkzeugmaschinen problemlos stand.<br />
Messsysteme ohne magnetische Teile<br />
Die induktive Messtechnik von AMO kommt komplett ohne magnetische Teile<br />
aus – sowohl in der Maßverkörperung als auch im Abtastkopf. Dadurch ist<br />
sie völlig unempfindlich gegen jede Art von elektromagnetischen Störfeldern.<br />
„Der flexible Maßbandring wird direkt am Lagerinnenring oder auf der Axialscheibe<br />
montiert“, erklärt Engelbert Hager als Vertriebsleiter bei AMO. Das<br />
spart Zeit bei der Montage und führt zu genauesten Messergebnissen. Eine<br />
großzügige Hohlwelle ermöglicht die Durchführung von Kabeln oder Schläuchen.<br />
AMO bietet sowohl Systeme mit Einkopfabtastung als auch mit Mehrkopfabtastung<br />
an, um die Systemgenauigkeit weiter zu steigern. Je nach verwendetem<br />
Prinzip der Positionserfassung sind inkrementelle oder absolute<br />
Messsysteme verfügbar.<br />
Über AMO<br />
Das in Österreich ansässige Unternehmen befasst sich seit über<br />
20 Jahren mit der Entwicklung und Herstellung sowie dem weltweiten<br />
Vertrieb von induktiven Längen- und Winkelmesssystemen. Die<br />
kontinuierliche Weiterentwicklung machte es möglich, dass diese<br />
Produkte nun seit Jahren auch im High End-Bereich von Werkzeugmaschinen,<br />
Halbleiteranlagen und in der Medizintechnik Verwendung<br />
finden. Mit eigenen Niederlassungen in Deutschland, Italien und den<br />
USA sowie Vertretungen in den wichtigsten Industrieländern ist das<br />
Unternehmen praktisch weltweit präsent.<br />
Neue Generation – mehr Performance<br />
„Um den steigenden Anforderungen des Maschinen- und Anlagenbaus vor<br />
allem im Bereich der Werkzeugmaschinen gerecht zu werden, haben wir in<br />
diesem Jahr eine komplett überarbeitete Elektronik in unsere Längen- und<br />
Winkelmesssysteme integriert, die noch genauer, schneller und unempfindlicher<br />
gegenüber Montagetoleranzen ist“, berichtet Heinz Eisschiel,<br />
Geschäftsführer von AMO. „Die feinsten Messschritte liegen jetzt bei<br />
0,05 µm“. Das Signalrauschen und Interpolationsfehler wurden drastisch<br />
reduziert, was eine ausgezeichnete Regelgüte in der Anwendung garantiert.<br />
Die neue Generation wird seit Anfang des Jahres Schritt für Schritt in den<br />
Markt eingeführt.<br />
AMO GmbH | Nöfing 4 | 4963 St. Peter am Hart | Österreich<br />
Tel.: +43 7722 65856-0 | news@amo.at | www.amo-gmbh.com<br />
MN 8
Getriebe<br />
Präzisionsgetriebe für das<br />
Greifen, Zentrieren und Schließen<br />
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Mit der Serie lifgo ® 5 bietet die Oberhausener LEANTECHNIK AG<br />
belastbare und langlebige Zahnstangengetriebe in verschiedenen<br />
Ausführungen für spezielle Einsatzzwecke. Die Variante lifgo ®<br />
doppel eignet sich besonders für Greif-, Zentrier- und Schließbewegungen.<br />
Die Getriebe der Serie lifgo ® 5 aus dem Hause LEANTECHNIK entsprechen<br />
höchsten Anforderungen an Hubkraft, Geschwindigkeit und Synchronität.<br />
Ausgestattet mit einer Zahnstange, die 4-fach-rollengeführt ist, gewährleisten<br />
die robusten Kraftpakete selbst bei hohen Lasten eine hohe Querkraftaufnahme.<br />
Durch das Zusammenfügen von zwei Führungseinheiten<br />
entsteht aus der Standardausführung die Variante lifgo ® doppel. Mit zwei<br />
Zahnstangen, die sich in entgegengesetzter Richtung bewegen, ist sie die<br />
ideale Komponente für synchrone Positionier-, Greifer- und Zentrieraufgaben.<br />
Geschickter Zusammenbau für<br />
verschiedene Bewegungsoptionen<br />
Je nach Baugröße erreicht lifgo ® doppel eine Hubkraft von 2.000 bis<br />
25.000 N bei einer Geschwindigkeit von drei Metern pro Sekunde. Selbst bei<br />
enormen Kräften arbeiten die Getriebe hochpräzise und ermöglichen eine<br />
Positioniergenauigkeit von bis zu ±0,01 mm.<br />
Der Antrieb der beiden parallellaufenden Zahnstangen erfolgt per Servo-, Drehstrom-,<br />
Pneumatik- oder Hydraulikantriebe über das Ritzel im Inneren des Getriebes.<br />
Je nach erforderlicher Bewegung wird entweder die Zahnstange fest montiert<br />
oder das Getriebe bei weiterhin frei beweglicher Zahnstange fixiert, womit<br />
sich das lifgo ® -Getriebe auch als lifgo ® linear doppel für lange Hübe in entgegengesetzter<br />
Richtung nutzen lässt.<br />
Einsatzgebiete finden sich zum Beispiel in der von LEANTECHNIK entwickelten<br />
lifgo ® -Portalanlage. Bei der komplexen Kombination aus Palettierer und<br />
Zuführeinrichtung mit 3-Achs-Greiferarm und 2-Achs-Palettierer hilft lifgo ®<br />
doppel bei der Entnahme der Rohteile sowie der Positionierung auf einem<br />
Laufband. In einem anderen Fall arbeitet lifgo ® doppel als Antriebsmodul innerhalb<br />
einer Greifervorrichtung für Bauteile von LKW-Anhängern, welche<br />
nach dem Lackieren transportiert werden müssen. Auch hier wird deutlich,<br />
dass die vielseitigen lifgo ® -Getriebe bei unterschiedlichen Lasten zuverlässig<br />
und hochpräzise arbeiten.<br />
Das Getriebe kommt als 5.0, 5.1, oder 5.3 in teil- und funktionsfertigen<br />
Anlagen von LEANTECHNIK zum Einsatz. Speziell für schwere Lasten bis zu<br />
2,5 Tonnen konzipiert ist die vierte Baugröße lifgo 5.4 – das bislang<br />
größte Getriebe von LEANTECHNIK. Kennzeichnend für die Sonderbaugröße<br />
ist ihre noch höhere Belastbarkeit.<br />
LEANTECHNIK AG | Im Lipperfeld 7c | 46047 Oberhausen<br />
Tel.: +49 208 49525-0 | info@leantechnik.com | www.leantechnik.com<br />
MN 9
Wälzlager<br />
Der ABEG ® -Quickfinder basic:<br />
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schnelle und einfache Auswahl<br />
von Wälz- und Gleitlagern<br />
Die Findling Wälzlager GmbH ist ein Spezialist für Wälz- und Gleitlager mit über 90 Jahren<br />
Produkt- und Anwendungserfahrung. Das Portfolio der Experten aus Karlsruhe umfasst über<br />
22.000 unterschiedliche Lagertypen, sodass die Wahl schon einmal schwer fallen kann.<br />
Großen Wert legt man bei Findling deshalb auf eine anwendungsbezogene Beratung der Kunden.<br />
Dabei hilft die Kategorisierung des Angebots nach nach der ABEG ® -Methode. Zusätzlich ermöglichen<br />
Analyse-Tools wie der ABEG ® -Quickfinder den Kunden eine schnelle und zielsichere Auswahl.<br />
Das kostenlose Online-Tool ABEG ® -Quickfinder<br />
basic des Karlsruher Wälz- und Gleitlagerspezialisten<br />
ist unter www.findling.com/quickfinder zugänglich<br />
und funktioniert wie eine Datenbankabfrage<br />
über alle Bauformen und ABEG ® -<br />
Produktlinien hinweg. Wälzlager, die den konstruktionsseitig<br />
definierten technischen Anforderungen<br />
entsprechen, lassen sich damit schnell und herstellerunabhängig<br />
finden. „Mit wenigen Mausklicks<br />
wird die vorher unüberschaubar breite<br />
Produktpalette des Wälzlagermarktes unter<br />
Berücksichtigung der Faktoren Leistungsfähigkeit,<br />
Zweckmäßigkeit, Verfügbarkeit und Preis transparent“,<br />
erläutert Klaus Findling, Geschäftsführer<br />
von Findling Wälzlager. Die Software<br />
berücksichtigt die DIN ISO 281 Bbl.2 und ermöglicht<br />
so die herstellerneutrale Berechnung nach<br />
einheitlichen Vorgaben.<br />
Mit einfachen Schritten<br />
zur kostenoptimierten Lösung<br />
Basis für das Tool ist die Klassifizierung des weltweiten<br />
Angebots nach ABEG ® . Dabei wird das<br />
Sortiment in die vier unterschiedlichen Leistungsklassen<br />
Premium, Supra, Eco und EasyRoll unterteilt,<br />
wobei Premium den aktuell höchsten Stand<br />
der Technik repräsentiert und besonders hohe<br />
Anforderungen an die Lebensdauer erfüllt. Die<br />
Kategorie EasyRoll hingegen steht für Produkte,<br />
die für den Einsatz bei geringeren Beanspruchungen<br />
im kostensensiblen Bereich bestimmt sind.<br />
MN 10
eschaffung<br />
ANZEIGE<br />
Kostenloses<br />
Online-Tool<br />
„Bei dieser Methode werden die Interessen aller beteiligten Unternehmensbereiche<br />
wie Management, Konstruktion, Qualitätssicherung und Einkauf<br />
gezielt berücksichtigt“, erläutert Klaus Findling. „Potenziale zur Prozessoptimierung<br />
und Kosteneinsparung werden identifiziert und können ausgeschöpft<br />
werden.“ Für den Anwender gestaltet sich die Bedienung des Quickfinderdenkbar<br />
einfach: Ausgehendvon dentechnischen Rahmenbedingungen<br />
wie Umdrehungszahl oder Belastung errechnet das Programm die Lebensdauer<br />
nach DIN ISO 281 und wählt die passenden Lagertypen und Baugrößen<br />
aus. Innerhalb von Sekunden gelangt der Anwender zu einer individuellen<br />
Auswahl passender Lager – übersichtlich gruppiert nach Bauformen,<br />
sortiert nach Dimension und filterbar nach Gängigkeit und Preisniveau.<br />
Anhand einer Beispielrechnung zeigt sich, dass Premium-Lager nicht immer<br />
die beste Wahl sind: Ein Anwender, der ein Rillenkugellager mit einer Lebensdauer<br />
von mindestens 5.000 Stunden benötigt, muss nicht zwangsläufig<br />
auf die Premium-Ausführung des Lagers der Type 6004 mit einer<br />
Lebensdauer von 5.118 Stunden zurückgreifen. Auch in den Leistungsstufen<br />
EasyRoll, Eco und Supra gibt es gute Alternativen – zum Beispiel das Lager<br />
6302 in der Klasse Eco, das ihm mit einer Lebensdauer von 5.445 Stunden<br />
sogar eine noch größere Sicherheit bietet. Noch dazu ist ein 6302 in Eco<br />
deutlich günstiger als ein 6004 in Premium. So lassen sich 20-60 Prozent der<br />
Produktkosten bei gleichbleibender technischer Anforderung einsparen. „In<br />
der Einzelberechnung der infrage kommenden Lager sind auch noch<br />
Erfüllungs- und Nutzungsgrad angegeben, sodass die Auswahl für den<br />
www.findling.com/<br />
quickfinder<br />
Anwender noch einfacher wird“, erläutert Klaus Findling. „Oftmals sind<br />
Premium-Ausführungen hoffnungslos überdimensioniert. Unser Quickfinder<br />
ermöglicht die Wahl eines idealen und zugleich wirtschaftlichen Lagers.“<br />
Quickfinder<br />
basic<br />
Quickfinder<br />
professional<br />
MESYS**<br />
Berechnung der nominellen Lebensdauer nach DIN ISO 281 X X X<br />
Berechnung der modifizierten Lebensdauer nach DIN ISO 281 X* X X<br />
Berechnung der Referenzlebensdauer nach ISO/TS 16281<br />
Schmierstoffauswahl aus Datenbank<br />
X<br />
X<br />
X<br />
(ISO VG Klassen)<br />
Eingabe eines eigenen Schmierstoffes X X<br />
Berücksichtigung Wärmedehnung<br />
Einfluss von Passungen<br />
X<br />
X<br />
Wer die Berechnungen nicht selbst<br />
durchführen möchte, kann selbstverständlich<br />
auf die Anwendungsingenieure<br />
der Firma Findling Wälzlager zurückgreifen,<br />
insbesondere wenn die Anwendungsbedingungen<br />
umfassend sind und<br />
Unsicherheit in Bezug auf die technischen<br />
Parameter herrscht. Hier<br />
steht Findling mit hochspezialisierter<br />
Software und über 70-jähriger Erfahrung<br />
in der Anwendungsberatung bereit,<br />
das technisch wie wirtschaftlich<br />
optimale Produkt zu ermitteln und<br />
auszuwählen.<br />
Berechnung von Normlagern X X<br />
Eingabe und Berechnung eines Sonderlagers<br />
Einfluss von Werkstoffeigenschaften<br />
Berücksichtung des Einflusses von Schiefstellungen,<br />
Fluchtungsfehlern, Kippmomenten<br />
X<br />
X<br />
X<br />
Berechnung der Lebensdauer bei drehendem Außenring<br />
Bestimmung des Einflusses innerer Geometrie<br />
(Schmiegung, Wälzkörpergeometrie, etc.)<br />
*nur mit bekanntem aISO-Faktor | ** MESYS ist ein geschützter Handelsname der Firma MESYS AG, CH-Zürich | Stand der Tabelle 03/<strong>2016</strong><br />
X<br />
X<br />
Findling Wälzlager GmbH<br />
Schoemperlenstraße 12 | 76185 Karlsruhe<br />
Tel.: +49 721 55999-0 | info@findling.com<br />
www.findling.com<br />
MN 11
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Lineartechnik<br />
Rollenführung RK MonoLine<br />
in den Baugrößen 40 und 80<br />
25. - 29. April<br />
Halle 16 | Stand D18<br />
Als Ergänzung seines Lineareinheiten-Portfolios für das mittlere Belastungssegment<br />
hat RK Rose+Krieger jetzt mit den Rollenführungen vom Typ RK MonoLine eine<br />
neue Baureihe auf dem Markt gebracht. Die RK MonoLine ist zunächst in den<br />
gängigen Baugrößen 40 und 80 erhältlich – wahlweise mit Zahnriemenantrieb (Z) oder<br />
ohne Antrieb als mitlaufende Momentenunterstützung (R). Weitere Größen werden folgen.<br />
Die zahnriemengetriebene Variante ist in der Baugröße 80 bis 4.100 N belastbar und erreicht<br />
Verfahrgeschwindigkeiten bis zu 10 m/s bei zulässigen Beschleunigungen von bis zu 20 ms².<br />
Als Ergänzung seines Lineareinheiten-Portfolios für das mittlere Belastungssegment<br />
hat RK Rose+Krieger jetzt mit den Rollenführungen vom Typ RK<br />
MonoLine eine neue Baureihe auf dem Markt gebracht. Die RK MonoLine ist<br />
zunächst in den gängigen Baugrößen 40 und 80 erhältlich – wahlweise mit<br />
Zahnriemenantrieb (Z) oder ohne Antrieb als mitlaufende Momentenunterstützung<br />
(R). Weitere Größen werden folgen. Die zahnriemengetrieben Variante<br />
ist in der Baugröße 80 bis 4.100 N belastbar und erreicht Verfahrgeschwindigkeiten<br />
bis zu 10 m/s bei zulässigen Beschleunigungen von bis zu 20 ms².<br />
Service:<br />
RK Rose+Krieger bietet einen besonderen<br />
Service zur korrekten Motorauslegung.<br />
Basierend auf den Kundenangaben<br />
zum jeweiligen Anwendungsfall wie<br />
Last, Einbaulage, Geschwindigkeit und<br />
Beschleunigung ermittelt RK Rose+Krieger<br />
erforderliches Drehmoment, Drehzahl und<br />
externe Massenträgheit.<br />
Variables Anbaukonzept<br />
Wie die zahnriemengetriebenen Lineareinheiten der RK DuoLine-Familie<br />
verfügt auch die RK MonoLine Z über ein variables Anbaukonzept für<br />
nahezu alle Motoren am Markt. Die Position des Motors muss nicht mehr bei<br />
Bestellung festgelegt werden und kann nachträglich verändert werden. Die<br />
neuen Achsen sind serienmäßig mit einer Zahnriemenführung ausgestattet.<br />
Optionale Klemm- und Nutenleisten senken den Konstruktionsaufwand und<br />
erleichtern die kundenspezifische Anpassung. Die Profilnuten bieten größtmögliche<br />
Flexibilität bei der Befestigung von kundenspezifischem Zubehör<br />
wie beispielsweise Energieketten, Schlauchhalterungen oder End- oder<br />
Näherungsschaltern zur Endlagenabschaltung. Die Nutzlast wird über die im<br />
Zubehör erhältlichen Nutensteine mit Gewindebohrungen sicher befestigt.<br />
Für den Anwender bedeutet dies einen geringeren Konstruktionsaufwand,<br />
niedrigere Montagkosten sowie eine schnellere Montage. Spezielle, seitlich<br />
am Schlitten angebrachte Trichterschmiernippel gestatten die Schmierung<br />
der Lineareinheiten in jeder beliebigen Schlittenposition. Das Anfahren einer<br />
besonderen Wartungsposition oder die Demontage von gegebenenfalls vorhandenen<br />
Anbauteilen ist nicht erforderlich. Die zentrale Schmiermöglichkeit<br />
beschleunigt die Wartung und macht sie sicherer und einfacherer.<br />
Die neuen Linearachsen überzeugen durch ein gleichmäßiges Laufverhalten<br />
und hohe Präzision bei mittlerer dynamischer Belastung. Für Fälle, bei denen<br />
eine hohe Dynamik gefragt ist, bietet RK Rose+Krieger die RK DuoLine-Baureihe<br />
an. Die Lineareinheiten mit Kugelschienenführung sind in den Baugrößen<br />
160/120/80/60/40 wahlweise mit und ohne Antrieb in einer zahnriemen- und<br />
einer spindelgetriebenen Version lieferbar.<br />
RK Rose+Krieger GmbH | Potsdamer Straße 9 | 32423 Minden<br />
Tel.: +49 571 9335-0 | info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com<br />
MN 12
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Werkstückträgerumlaufsysteme: Rückgrat der automatisierten<br />
und vernetzten Teilefertigung<br />
Das modulare Werkstückträgerumlaufsystem Versamove der<br />
mk Technology Group ist in drei Versionen erhältlich: Die<br />
Ausführung Versamove standard ist für bis zu 40 kg pro<br />
Werkstückträger (Größe von 240 × 240 bis 400 × 400 mm)<br />
ausgelegt, mit Versamove plus lassen sich Größen bis<br />
1040 × 1040 mm und 100 kg realisieren. Die Ausführung<br />
Versamove ultra kann Werkstückträger mit Abmessungen<br />
von bis zu 1200 × 1200 mm und 300 kg pro Werkstückträger<br />
transportieren. Verfügbar sind die Werkstückträger auch mit eingebetteten RFID-Chips.<br />
Der Betreiber kann zwischen drei verschiedenen Zweistrangförderern wählen. Für den schnellen<br />
Taktbetrieb und eine hohe Präzision und Laufruhe eignet sich der Zahnriemenförderer. Ebenfalls<br />
verfügbar ist ein Staurollenkettenförderer. Als dritte Option hat der Hersteller einen Zweistrangförderer<br />
mit einer kurvengängigen Flachplattenkette entwickelt.<br />
Hub-Querförderer und Hub-Dreheinheiten runden das System ab. Ein pneumatisch betriebener<br />
Kurzhublift kann Höhenunterschiede von 200 bis 600 mm überbrücken.<br />
3D-Vision-Sensoren<br />
für Innenbereiche<br />
Die 3D-Vision-Sensoren 3<br />
Vistor-T von Sick bieten aufgrund<br />
der 3D-Snapshot-<br />
Technologie eine hohe Flexibilität.<br />
Auf Basis der Lichtlaufzeitmessung<br />
liefert der Sensor<br />
für jedes Pixel Tiefeninformationen<br />
in Echtzeit. Dabei werden<br />
entweder alle 3D-Rohdaten<br />
oder bereits vorverarbeitete,<br />
anwendungsrelevante Informationen<br />
übermittelt.<br />
Aufgrund der leistungsstarken<br />
Visualisierungstools und den<br />
www.versamove.de<br />
Drehgeber-Portfolio für viele Anwendungen<br />
Baumer erweitert sein Drehgeber-Portfolio u. a. um die neuen kompakten<br />
magnetischen Einbaudrehgeber EMF500. Sie sind eine gute<br />
Alternative zu klassischen Resolvern. Auch die neue Generation der<br />
Ethernet Drehgeber soll Maßstäbe in Bezug auf Kompaktheit und<br />
Wirtschaftlichkeit setzten. Mit ihrem speziellen Aufbau setzt die neue<br />
Serie EAL580 mit radialem Steckerabgang die Bestmarke für die<br />
kürzeste Einbautiefe bei 58 mm Feldbus-Geräten. Sie ermöglicht so<br />
den Einsatz in Anwendungen mit engsten Einbauräumen. Durch das<br />
integrierte Media Redundancy Protocol (MRP) erhöht die Profinet-Variante deutlich die Maschinenund<br />
Anlagenverfügbarkeit. Durch automatisierte Geräteparametrierung mit Hilfe des Link Layer<br />
Discovery Protocol (LLDP) werden im Servicefall Stillstandzeiten reduziert, da für einen Gerätetausch<br />
kein Programmierwerkzeug notwendig ist. Die neuen absoluten Drehgeber unterstützen<br />
mit Profinet den OPC UA Standard und repräsentieren somit die „Industrie 4.0 ready“ Drehgeber.<br />
www.baumer.com<br />
zuverlässigen 3D-Informationen<br />
eignet sich der Sensor<br />
für Intralogistik oder Robotik.<br />
Es gibt hiervon zwei Produktvarianten:<br />
Die Ausführung<br />
CX ist eine 3D-Basiskamera,<br />
die qualitativ hochwertige<br />
3D-Punkt-wolken liefert, die<br />
Ausführung AG ist dagegen<br />
eine 3D-Smartkamera.<br />
www.sick.de<br />
Integrated Industries –<br />
Implemented by Baumüller<br />
25.– 29. April <strong>2016</strong><br />
Halle 14, Stand K17<br />
be in motion<br />
www.baumueller.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Schneller<br />
automatisieren<br />
Auf CC-Link folgt CC-Link IE<br />
Dirk Bunzel<br />
In der automatisierten Fertigung<br />
dient ein leistungsfähiges Netzwerk<br />
als Rückgrat für den Datenaustausch.<br />
Eine 100-fach erhöhte<br />
Übertragungsrate sowie eine<br />
etablierte, universelle Ethernet-<br />
Infrastruktur bietet das aus Asien<br />
bekannte Bussystem CC-Link mit<br />
der Einführung von CC-Link IE.<br />
Steckverbinder müssen hier hohe<br />
Anforderungen erfüllen.<br />
Dirk Bunzel, Phoenix Contact GmbH & Co. KG,<br />
Blomberg<br />
Den aktuellen Trends kann sich kaum<br />
jemand entziehen – zumal diese immer<br />
schneller aufeinander folgen. So hat sich<br />
die CC-Link Partner Association (CLPA),<br />
die Organisation der Hersteller CC-Linkkompatibler<br />
Produkte und Anwender von<br />
CC-Link-Technologie, dazu entschlossen,<br />
aktuelle Trends mitzugestalten – und hat<br />
CC-Link IE entwickelt. IE steht dabei für<br />
Industrial Ethernet. Ziel ist es, die Vorteile<br />
von CC-Link für zeitgemäße und zukunftsweisende<br />
Infrastruktur-Umgebungen nutzbar<br />
zu machen.<br />
Von Japan in die Welt<br />
Insbesondere Unternehmen aus dem asiatischen<br />
Raum schätzen bislang die vielen<br />
Vorteile des Bussystems CC-Link, wie z. B.<br />
die hohe Störfestigkeit oder die geringe<br />
Reaktionszeit. Dies liegt nicht zuletzt daran,<br />
dass CC-Link in Japan durch Mitsubishi<br />
entwickelt und als offenes Protokoll zur<br />
Verfügung gestellt wurde. Als international<br />
operierendes Unternehmen ist die Phoenix<br />
Contact-Gruppe auch direkt vor Ort tätig<br />
und kennt die Bedürfnisse der Anwender<br />
von CC-Link und CC-Link IE.<br />
Klassisches CC-Link ermöglicht eine Datenübertragungsrate<br />
von bis zu 10 MBit/s<br />
und ist damit für die meisten Aufgaben im<br />
Umfeld der Automatisierung ausreichend.<br />
Die physische Infrastruktur ist dementsprechend<br />
einfach aufgebaut: Dreiadrige Busleitungen<br />
werden über M12-Steckverbinder<br />
miteinander sowie mit den anzuschließenden<br />
Geräten verbunden. Es wird entweder<br />
eine klassische Bus-Topologie mit einer<br />
durchgehenden Busleitung und verschiedenen<br />
Anschlüssen – den Drops - für die<br />
Endgeräte eingesetzt. Es kann aber auch<br />
eine Stern-Topologie genutzt werden.<br />
Vorhandene Netzwerktechnologien<br />
nutzen<br />
Mit der einfachen Struktur und dem geringen<br />
Verkabelungsaufwand ist das Bussys-<br />
56 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
tem CC-Link auch heute noch vielfach im<br />
Einsatz. Aufgrund gestiegener Anforderungen<br />
wurde es inzwischen zu CC-Link IE erweitert.<br />
Vor allem bei der Bandbreite steigt<br />
der Bedarf. Neben einfachen I/O-Signalen<br />
müssen in vielen Applikationen größere<br />
Datenmengen übertragen werden, wie z. B.<br />
die Bilder von Industriekameras. Um die<br />
Qualität von Prozessen zu erhöhen, werden<br />
für eine größere Detailgenauigkeit auch<br />
in Hochgeschwindigkeitsprozessen zunehmend<br />
HD-Bilder übertragen.<br />
Generell bringt die Wahl von Industrial<br />
Ethernet als physikalische wie logische<br />
Basis für eine neue Generation von CC-<br />
Link weitere Vorteile. Neben der universellen<br />
Einsetzbarkeit mit diversen Topologien<br />
- wie Stern-, Baum- oder Linien-<br />
Topologie - sowie der weltweiten Akzeptanz<br />
ist die Vielfalt der angebotenen Geräte<br />
für Industrial Ethernet von allen Bussystemen<br />
und Netzwerken am größten. Auch<br />
Phoenix Contact bietet hier eine breite<br />
Auswahl an Geräten und Lösungen für die<br />
Netzwerkinstallation.<br />
Ein weiterer Vorteil von CC-Link IE ist die<br />
nahtlose Integration von Fertigungspro zessen<br />
in die vorhandene IT-Unternehmensinfrastruktur<br />
– also in das Unternehmensnetzwerk.<br />
So können z. B. Produktionszahlen<br />
einzelner Maschinen oder auch ganzer<br />
Fertigungslinien direkt im ERP(Enterprise<br />
Resource Planning)-System zur Verfügung<br />
gestellt werden. Abgeschlossene Fertigungsaufträge<br />
werden zur Vorplanung an<br />
die Logistiksteuerung gemeldet. Über die<br />
Verbindung zum Unternehmensnetzwerk<br />
ist auch die Remote-Diagnose im Fehlerfall<br />
einfacher.<br />
Neben zusätzlichen Geräten für das Netzwerk-Management<br />
– wie etwa Switches oder<br />
Router – wird auch eine neue physikalische<br />
Übertragungsinfrastruktur benötigt. Eine<br />
CC-Link IE ermöglicht ein neues<br />
Niveau an Leistungsfähigkeit<br />
und Flexibilität<br />
Übertragungsrate von 1 GBit/s – also Gigabit-Ethernet<br />
– ist hier die Anforderung.<br />
Dementsprechend müssen die verwendeten<br />
Komponenten wie Kabel und Steckverbinder<br />
mindestens in Cat. 5/Class D sowie<br />
8-polig ausgeführt sein. Diese Qualitätsanforderungen<br />
erfüllen z. B. handelsübliche<br />
RJ45-Steckverbinder mit vierpaarigen, paarverseilten<br />
Netzwerkleitungen mit Gesamt-<br />
Wir machen<br />
Ihre Maschine<br />
sicher.<br />
Mit der neuen Baureihe<br />
PROTECT SRB-E.<br />
n Neue Familie von Sicherheitsrelaisbausteinen<br />
mit acht Varianten<br />
n Eine Hardware-Plattform für viele Applikationen<br />
– vereinfacht die Auswahl<br />
n Multifunktional – für verschiedene<br />
Anwendungen konfigurierbar<br />
n Einzigartig: leistungsstarke, sichere<br />
Halbleiterausgänge für Kat. 4 / PL e<br />
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01 Mit Echtzeit-Protokollen und Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ist CC-Link IE auch<br />
Prozessen mit hohen Anforderungen an die Reaktionsgeschwindigkeiten gewachsen
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
02 Vom Bussystem zum Netzwerk: Die klassische CC-Link-Leitung (links); CC-Link IE (rechts)<br />
X-Kodierung vorgesehen. Mit Paarschirmung<br />
bis in das Steckgesicht hinein sind je<br />
nach eingesetzter Leitung bis zu 10 GBit/s<br />
möglich – also die 10-fache Datenmenge<br />
im Vergleich zu herkömmlichem Gigabit-<br />
Ethernet. Die in diesem Fall eingesetzten<br />
Leitungen verfügen neben dem Gesamtschirm<br />
über vier einzeln ab geschirmte,<br />
verseilte Aderpaare mit der Bezeichnung<br />
S/FTP (Screened / Foiled Twisted Pair).<br />
Eine derart hohe Datenmenge mag im<br />
ersten Moment unnötig erscheinen. Wenn<br />
man sich jedoch das exponentielle Datenwachstum<br />
der letzten Jahre sowie die<br />
Prognosen vor Augen führt, wird diese<br />
Größenordnung relativiert. Mit dem Einsatz<br />
von 10 Gigabit-Ethernet entscheidet<br />
man sich schon jetzt für Zukunftssicherheit<br />
auf der physikalischen Übertragungsebene.<br />
Die X-kodierte Schnittstelle ist in einer<br />
Erweiterung des IEC-Standards genormt,<br />
welcher der M12-Bauform zugrunde liegt<br />
– der IEC 61076-2-109. Eine Reihe von<br />
Anbietern führt Produkte für die Verkabelung<br />
mit der M12 X-Kodierung, und zwar<br />
von Infrastruktur-Komponenten über Netzwerk-<br />
Management bis hin zu Endgeräten.<br />
Phoenix Contact bietet hier ein umfassendes<br />
Produktprogramm, das eine zuverlässige<br />
Basis für Applikationen mit CC-Link IE<br />
schafft.<br />
www.phoenixcontact.de<br />
03 M12-Steckverbinder mit X-Kodierung erfüllen die Standardanforderungen<br />
im industriellen Umfeld<br />
schirm. Bezeichnet wird dieser Standard als<br />
SF/UTP (Screened Foiled / Unshielded Twisted<br />
Pair). Für die Verlegung von Leitungen<br />
in geschützten industriellen Bereichen oder<br />
auch in Schaltschränken sind diese Steckverbinder<br />
eine sinnvolle Wahl. Sollen Maschinen,<br />
Anlagen und Endgeräte jedoch<br />
auch außerhalb dieser geschützten Bereiche<br />
angeschlossen werden, reichen herkömmliche<br />
RJ45-Steckverbinder nicht aus.<br />
Steckverbinder für den<br />
rauen Industriealltag<br />
Der schon seit Jahren erfolgreich<br />
eingesetzte M12-Steckverbinder<br />
bietet den meisten Einflüssen des<br />
Industrieumfelds hingegen keine Angriffsfläche.<br />
Für die Gigabit-Datenübertragung<br />
ist innerhalb der M12-Schnittstelle<br />
die von Phoenix Contact mitentwickelte<br />
Auf den<br />
Punkt gebracht<br />
Industrie 4.0 entwickelt sich gerade von der<br />
Idee hin zur praktischen Anwendung – dabei<br />
stellen neue Kundenanforderungen hinsichtlich<br />
Kleinstserien, kürzerer Lieferzeiten und hoher Flexibilität<br />
die Betreiber von Produktionsanlagen vor große<br />
Herausforderungen. Ein steigender Bedarf an Bandbreite<br />
im industriellen Netzwerk – auf diese Entwicklung hat die<br />
CC-Link Partner Association reagiert und mit CC-Link IE<br />
einen neuen Weg auf Basis von bekannten Standards<br />
eingeschlagen. Für die notwendige Datenübertragung<br />
ist die M12-Schnittstelle mit hoher<br />
Zukunftssicherheit, guter Integration in<br />
bestehende Systeme sowie Industrietauglichkeit<br />
optimal<br />
geeignet.<br />
58 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Absolutmesssystem für Linearantriebe<br />
Werkstückträgerumlaufsysteme<br />
Modularer Aufbau<br />
Kompatibel zu bestehenden Systemen<br />
Vielseitig einsetzbar<br />
Bei der Ansteuerung von Linearantrieben kommt es auf eine hohe<br />
Regelgüte in Verbindung mit Dynamik an. Diesen Anforderungen<br />
wird das magnetische Absolutmesssystem Emax-HI von Elgo<br />
gerecht. Sensorik und Auswerteelektronik sind in einem Metallgehäuse<br />
untergebracht. Der Anschluss erfolgt über einen M12-<br />
Rundstecker. Die maximale Messlänge beträgt 8 m. Das 10 mm<br />
breite, Zweispur-Magnetband wird auf eine ebene Grundfläche<br />
aufgeklebt. Das Emax-HI lässt sich bis zu einem Abstand von<br />
maximal 0,5 mm montieren. Die Auflösung beträgt 0,001 mm,<br />
die Verfahrgeschwindigkeit bis zu 10 m/s. Das System ist mit<br />
RS422, SSI- oder CANopen-Schnittstelle lieferbar und bietet<br />
optional inkrementelle Rechtecksignale oder Sinus-Cosinus-<br />
Signale (1 Vss) für die dynamische Bewegungssteuerung. Bei<br />
der SSI-Variante lässt sich das Datenformat Binär- und Graycode<br />
als Option wählen. Die RS422-Schnittstelle gibt es auch adressierbar.<br />
Für Profibus-Anwendung steht ein separater Converter<br />
zur Verfügung.<br />
www.elgo.de<br />
Besuchen Sie uns auf<br />
der Messe Automatica<br />
Halle A6, Stand 325<br />
www.versamove.de<br />
Maschinenbau Kitz GmbH<br />
Stammhaus der<br />
mk Technology Group<br />
Multifunktionsgeräte zur Kontrolle von<br />
Energieverbrauch und Energiequalität<br />
Mit dem Eco<br />
Power Meter<br />
KW2M hat<br />
Panasonic<br />
eine neue<br />
Generation<br />
von Energiemessgeräten<br />
auf den Markt<br />
gebracht.<br />
Die Multi -<br />
funktionsgeräte<br />
dienen nicht nur der Kontrolle des Energieverbrauchs,<br />
sondern auch der Überwachung der Energiequalität und der<br />
Visualisierung von Messwerten. Ob im Gebäudemanagement,<br />
in kleinen oder großen Industrieunternehmen mit vielen Messpunkten<br />
– der KW2M kann der erste Schritt sein zur Integration<br />
eines professionellen Energiemanagementsystems in Unternehmen.<br />
Mit dem KW2M mit verbesserter Anschlusstechnik<br />
werden laut Anbieter ca. 50 % der Verkabelung eingespart. Die<br />
neuen Push-in-Anschlüsse verringern zudem den Zeitaufwand<br />
und Platzbedarf beim Einbau. Als weitere Besonderheiten<br />
verfügen die Geräte über eine Haupt- und Erweiterungseinheit<br />
zur Messung von bis zu jeweils 2 Kanälen pro Modul (insg. 8)<br />
sowie zwei Ethernet-Schnittstellen zum einfachen Zusammenschluss<br />
mehrerer Eco Power Meter. Die Messgeräte sind für<br />
DIN-Hutschienen konzipiert und erlauben die einfache Para -<br />
metrierung durch einen integrierten Web-Server.<br />
www.panasonic.com<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Absolut autark<br />
Drehgeber mit spezieller Multiturn-Technologie<br />
erschließen in fahrerlosen Transportsystemen Vorteile<br />
Sensoren spielen in fahrerlosen Transportsystemen<br />
(FTS) eine entscheidende Rolle. Sie werden den<br />
äußeren Verhältnissen ent sprechend eingelernt<br />
und übertragen während des Einsatzes Daten an<br />
die Leitsteuerung des Fahrzeugs. Drehgeber, die<br />
auf einer speziellen Multiturn-Technologie basieren,<br />
erfüllen die hohen Anforderungen, die<br />
diese Anwendung an die Komponenten stellt.<br />
Die ersten fahrerlosen Transportfahrsysteme<br />
(FTS) wurden in den 1980er<br />
Jahren gebaut. Ohne die entsprechende<br />
Sensorik hätte man sie nicht konzipieren<br />
können. Die Automatisierung schreitet fort<br />
und die Technik hat sich seit damals selbstverständlich<br />
weiterentwickelt.<br />
Langlebig und flexibel<br />
Im Jahr 2007 hat das finnische Unternehmen<br />
Rocla FTS in Serienproduktion auf den<br />
Markt gebracht. „Die ersten FTS sind sogar<br />
immer noch in Benutzung. Sie sind vielleicht<br />
modifiziert und modernisiert worden, es ist<br />
jedoch durchaus üblich, dass ein FTS mindestens<br />
zehn Jahre eingesetzt werden kann“,<br />
berichtet Sami Välimäk, Einkaufsleiter der<br />
Firma Rocla. Ein FTS lässt sich flexibel durch<br />
Neuprogrammierung an veränderte Transportleistungsanforderungen<br />
anpassen.<br />
Die Dreh- und Hubbewegungen sowie<br />
die Fahrgeschwindigkeit werden durch die<br />
Sensoren geregelt, insbesondere durch absolute<br />
Multiturn-Drehgeber. Einkäufer und<br />
Entwickler von Rocla sind auf das deutsche<br />
Unternehmen Wachendorff Automation<br />
aufmerksam geworden, als im Jahr 2010 die<br />
Anschaffung neuer Sensorik anstand.<br />
Zuverlässig und kompakt<br />
„Zuverlässige Qualität und langfristige<br />
Verfügbarkeit sind für uns entscheidende<br />
Kriterien, die für die Produkte und Dienstleitungen<br />
der Firma Wachendorff spre <br />
chen“, sagt Sami Välimäki.<br />
Zum Einsatz kommt zum Beispiel der absolute<br />
Drehgeber WDGA mit EnDra-Multiturn-Technolgie<br />
von Wachendorff. Mit der<br />
hohen Auflösung von 14 Bit Singleturn und<br />
14 Bit + 40 Bit Multiturn ist er ideal für Anwendungen<br />
geeignet, in denen es neben<br />
der mechanischen Robustheit auf hohe<br />
Messgenauigkeit ankommt. Die Schnittstelle<br />
liefert für die Auswertung den vollständigen<br />
Positionswert, bestehend aus der Kombination<br />
der Singleturnposition mit der entsprechenden<br />
Multiturnposition aufgrund der<br />
Anzahl der Umdrehungen. Die Auflösung<br />
der Singleturnposition ist 14 Bit (16 384<br />
Schritte pro Umdrehung). Der Multiturn<br />
kann – je nach Anforderung – bis zu 40 Bit<br />
auflösen. Trotz dieser enormen Auflösung<br />
kommt der wartungsfreie Drehgeber ohne<br />
Getriebe und Pufferbatterie aus. Statt eines<br />
Getriebes werden die Umdrehungen bei<br />
dem Sensor mit einem Energiedraht<br />
(EnDra) ermittelt: Ein Permanentmagnet<br />
kumuliert im Draht so viel Energie, dass an<br />
definierter Position die Informationen<br />
„Umdrehung“ und „Drehrichtung“ in die<br />
Auswerteelektronik übertragen werden. Eine<br />
externe Energiezufuhr ist hierfür nicht erforderlich.<br />
Die EnDra-Multiturn-Technologie<br />
sorgt nicht nur dafür, dass die Sensoren<br />
wartungs- und verschleißfrei sowie energieautark<br />
arbeiten, sie ermöglicht zudem<br />
eine sehr kleine, platzsparende Bauform<br />
der Drehgeber. „Das ist für uns ein großer<br />
Vorteil, denn der Bauraum in unseren FTS<br />
ist äußerst begrenzt“, erklärt Sami Välimäki.<br />
Schnell und unkompliziert<br />
Die spezielle Multiturn-Technolgie arbeitet<br />
verschleißfrei und energieautark und ermöglicht<br />
eine sehr kleine Bauform der Drehgeber<br />
Für Sami Välimäki ist die Zusammenarbeit<br />
mit Lieferanten in allen Phasen sehr wichtig.<br />
„Der Partner Wachendorff steht für Qualität<br />
sowie Flexibilität, gleichzeitig ermöglichen<br />
ausreichende Lagerbestände beim Wachendorff-Distributionspartner<br />
in Finnland immens<br />
kurze Lieferzeiten, denn die Reaktionszeiten<br />
zwischen Bestellungen und Lieferungen<br />
sind so kurz wie möglich zu halten.<br />
Hier hat uns die Firma Wachendorff mit<br />
ihrem finnischen Distributur überzeugt“.<br />
„In Zusammenarbeit mit Wachendorff<br />
haben wir Lösungen schnell entwickeln<br />
können und alles läuft bestens: Innerhalb<br />
eines halben Jahres haben wir bereits hunderte<br />
Drehgeber bezogen und verbaut. Wir<br />
sind sehr zufrieden“, fasst der Einkaufsleiter<br />
abschließend zusammen.<br />
www.wachendorff-automation.de<br />
60 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
Leistungsfähige und unempfindliche<br />
Wirbelstromsensoren<br />
Wirbelstromsensoren von Micro-Epsilon sind extrem leistungsfähig<br />
und unempfindlich. Selbst bei Druck, Schmutz oder Öl<br />
liefern sie schnelle und hochpräzise Ergebnisse. Eingesetzt werden<br />
sie zur Messung von Weg, Abstand, Position, Verschiebung,<br />
Schwingung,<br />
Vibration etc.<br />
Mit dem<br />
kompakten<br />
Wirbelstromsensor<br />
Eddy-<br />
NCDT 3001,<br />
mit integrierter<br />
Elektronik,<br />
wird zum<br />
Beispiel der<br />
Ölspalt an<br />
hydrostatischen<br />
Lagern<br />
überwacht. Diese werden bei vielen großen Anlagen wie Steinmühlen<br />
oder Teleskopanlagen verwendet. Dieses Modell ist ein<br />
kompaktes, robustes Sensorsystem, das ebenfalls temperaturkompensiert<br />
ist und sich in Temperaturbereichen von - 30 °C bis<br />
+ 180 °C einsetzen lässt. Auch bei erhöhten Temperaturen oder<br />
Temperaturschwankungen erreichen diese Sensoren eine sehr<br />
gute Messgenauigkeit, obwohl die Temperatur einer der wesentlichen<br />
Faktoren ist, durch die Messergebnisse beeinflusst werden<br />
können. Controller, Kabel und Sensor sind dazu druckbeständig<br />
bis zu 10 bar.<br />
www.micro-epsilon.de<br />
Das Original<br />
Steilgewindespindeln<br />
• Gleitspindeltriebe<br />
• gerollte Präzision<br />
• beliebige Steigungen<br />
• geräuscharm<br />
• preiswert<br />
Basisgerät für große Projekte<br />
Das Unternehmen Pilz erweitert seine Familie der offenen, konfigurierbaren<br />
Steuerungssysteme für Sicherheitsfunktionen PNOZmulti<br />
2 um das Basisgerät PNOZ m B1, das mehr Leistung für<br />
Maschinen mit größerem Funktionsumfang und den Anschluss<br />
an alle gängigen Feldbussysteme bietet. Auf dem Gerät sind selbst<br />
keine Ein- und<br />
Ausgänge vorhanden:<br />
Die<br />
Anpassung an die<br />
Applikation erfolgt<br />
über Erweiterungsmodule.<br />
Durch<br />
zwei integrierte<br />
Ethernet-Schnittstellen<br />
muss kein<br />
ETH-Erweiterungsmodul<br />
angeschlossen<br />
werden. Die<br />
Anzahl der Erweiterungsmodule<br />
wurde auf acht erhöht. Die maximale Programmgröße<br />
ist um das Vierfache erweitert: Jetzt können zwischen den<br />
Elementen bis zu 1024 Verbindungen eingefügt werden.<br />
Projekte lassen sich jetzt auf einem USB-Speicher speichern. Falls<br />
PNOZmulti 2 an ein anderes Feldbussystem angeschlossen werden<br />
soll, lässt sich dies ohne Programmänderung durchführen:<br />
ein Feldbusmodul kann einfach gegen ein anderes ausgetauscht<br />
werden.<br />
www.pilz.de<br />
DE-Hannover<br />
25. bis 29. April <strong>2016</strong><br />
Halle 16, Stand F04<br />
Gewindetriebe für jeden Bedarf<br />
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wir bewegen. weltweit<br />
Ein Unternehmen der Festo Gruppe
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Blau ist das neue Rot<br />
Trends in der Barcode-Identifikationstechnologie<br />
Barcode-Identifikation ist noch immer die Basiskomponente in Auto mationslösungen<br />
für Förder- und Lagersysteme. Immer höherer Durchsatz, Verfügbarkeit und leichte<br />
Implementierung prägen die Anforderungen in der Geräteentwicklung. Mit blauem<br />
Laserlicht, integrierter Connectivity und durchdachtem Design geben neue Lesegeräte<br />
die Richtung aktueller Trends vor.<br />
Rote LEDs kennt man seit fast 50 Jahren.<br />
Drei Jahrzehnte lang scheiterten Wissenschaft<br />
und Industrie hingegen an der<br />
Entwicklung einer blauen LED für den<br />
kommerziellen Einsatz. Isamu Akasaki,<br />
Hiroshi Amano und Shuji Nakamura waren<br />
Anfang der 90er Jahre die ersten, die die<br />
hohe technische Herausforderung bewältigten<br />
und blaues Licht aus Halbleitermaterial<br />
erzeugten. Mitte der 90er Jahre<br />
kamen dann die ersten leistungsfähigen<br />
LEDs auf den Markt. Im Jahr 2014 erhielten<br />
die drei japanischen Forscher den Physik-<br />
Nobelpreis für ihre Arbeit.<br />
War damals die Anwendung der blauen<br />
LEDs in industriellen Anwendungen aufgrund<br />
der hohen Preise noch recht unwirtschaftlich,<br />
schreitet heute der kommerzielle<br />
Einsatz munter voran. Leuze Electronic<br />
nutzt nun die blauen LEDs in einer neuen<br />
Generation von Barcodelesern.<br />
Mit seiner kurzwelligen blauen Laserdiode<br />
erreicht der Scanner BCL 600i eine<br />
um 50 % höhere Tiefenschärfe als Lesegeräte<br />
mit Rotlichtlaser. Insgesamt bringt<br />
dies unschlagbare Vorteile beim Lesen von<br />
Codes mit sehr kleinen Modulstärken,<br />
sprich Strichbreiten, bis 0,35 mm. In der<br />
Regel ist hierfür eine Fokusverstellung<br />
oder eine Laserdiodenumschaltung notwendig.<br />
Nicht so beim BCL 600i. Seine feste<br />
Brennweite macht aus ihm ein wirtschaftliches<br />
Lesegerät. Die einst so teuren blauen<br />
Laserdioden sind durch ihre vielfältige<br />
Verbreitung, beispielsweise in Blu-Ray-<br />
Playern, deutlich günstiger geworden; auch<br />
62 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
01 Mit dem Schwenkspiegel<br />
kann ein größeres<br />
Lesefeld abgedeckt werden<br />
dies kommt dem Scanner<br />
BCL 600i zugute.<br />
Eine Hochleistungsoptik<br />
mit einem symmetrisch optischen<br />
Öffnungswinkel von<br />
± 30° erlaubt bereits im Nahbereich<br />
eine weite Öffnung des Lesefeldes.<br />
Konnten die Vorgängerbaureihe mit<br />
einer High-Density-Optik gerade noch<br />
Modulbreiten von 250 µm bewältigen, so<br />
schafft der neue Scanner BCL 600i ganz<br />
locker Modulbreiten bis 200 µm – und dies<br />
zu einem niedrigen Invest, da der blaue<br />
Laser, wie erwähnt, ohne aufwändige, teuere<br />
Optik auskommt.<br />
Schnell und sicher Identifizieren<br />
Das schnelle und sichere Erkennen trägt<br />
maßgeblich zur hohen Leistung fördertechnischer<br />
Anlagen bei. Im Vordergrund<br />
steht hier ein hoher Durchsatz in<br />
Verbindung mit optimaler Anlagenverfügbarkeit<br />
und Prozesssicherheit. Bei<br />
den Lesege räten sind hohe Scanraten,<br />
Mit seiner kurzwelligen blauen Laserdiode erreicht<br />
der Scanner eine um 50 % höhere Tiefenschärfe<br />
als Lesegeräte mit Rotlichtlaser<br />
verschiedene Lesefelder und ausgeklügelte<br />
Lesetechnologien gefragt. Dazu gehören<br />
auch Schwenkspiegelvarianten.<br />
Mit einer Scanrate von 1000 Scans pro<br />
Sekunde ermöglichen die Hochgeschwindigkeitsscanner<br />
BCL 600i extrem schnelle<br />
Prozesse. Hier gibt die Code-Fragment-<br />
Technologie (CRT) zusätzliche Lesesicherheit.<br />
Während bei einigen Applikationen<br />
der Barcode mit einer durchgängigen Scanlinie<br />
vollständig erfasst werden kann, gibt<br />
es andere, bei denen dies anwendungsspezifisch<br />
ausgeschlossen ist. Mit CRT werden<br />
Codes noch unter großer Schräglage zur<br />
Mittenachse mehrfach versetzt gelesen. Anschließend<br />
werden die einzelnen Fragmente<br />
von der Software des Lesegeräts anhand der<br />
sich überlappenden Elemente wieder zu<br />
einem Gesamtergebnis zusammengefügt.<br />
S i c h e r h e i t s t e c h n i k f ü r d e n M a s c h i n e n b au<br />
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Die Vorteile dieser Technologie zeigen sich<br />
besonders bei verdrehten Labels, bei kleinen<br />
Labelhöhen oder bei schnellen Bewegungen.<br />
Selbst teilweise beschädigte oder<br />
verschmutzte Codes lassen sich dekodieren.<br />
Das erhöht die Leserate und damit die<br />
Anlagenverfügbarkeit.<br />
Komfortabel im Netz<br />
Die Ansprüche an die Leistungsfähigkeit<br />
moderner Barcode-Lesegeräte werden begleitet<br />
von Anforderungen in Bezug auf einfaches<br />
Handling, leichte Montage und komfortable<br />
Inbetriebnahme. Hinzu kommen<br />
Aspekte wie Maintenance und Fehlerdiagnosemöglichkeiten,<br />
die in der Anlagentechnik<br />
immer mehr Bedeutung gewinnen. Hier<br />
steht in vielerlei Hinsicht die Einbindung<br />
der Geräte in Feldbussysteme im Mittelpunkt.<br />
So sind die Geräte sowohl mit dem<br />
noch oft geforderten Profibus verfügbar<br />
sowie natürlich mit Profinet und als Ethernet-TCP/IP<br />
und UDP-Varianten.<br />
Das im Gerät integrierte Parametrier-<br />
Tool „webConfig“ mit einer umfangreichen<br />
Menü- und Bedienerführung ermöglicht<br />
die Kommunikation mit dem Gerät<br />
über jeden modernen Browser. Dem Anwender<br />
bleibt es erspart, separate Parametrier-<br />
und Konfigurationssoftware auf<br />
einem Service-Laptop zu pflegen und vorzuhalten.<br />
Außerdem ist die Schnittstelle so<br />
konfiguriert, dass ein USB-Memory-Stick<br />
als externer Parameterspeicher für Dokumentations-<br />
und Monitoring-Funktionen<br />
benutzt werden kann.<br />
Montage- und<br />
bedienfreundliches Design<br />
Neben verbesserter Kommunikation sorgen<br />
diverse Hardware-Features ebenfalls für Erleichterung<br />
im Einsatz. Das beginnt bei der<br />
Montage, wo verschiedene Befestigungsmöglichkeiten<br />
wie die bewährte Schwalbenschwanztechnologie<br />
und zusätzliche<br />
Befestigungslöcher in einem leichten und<br />
kleinen Gehäuse jeglichen Freiraum zur<br />
Adaption an Anlagenteile gewähren.<br />
Darüber hinaus unterstützten M12-Anschlüsse<br />
die elektrische Montage.<br />
In ein modernes Anlagenkonzept gehört<br />
heute die Visualisierung von Gerätezuständen<br />
vor Ort. Dazu hat Leuze die BCL<br />
600i mit einem hochauflösenden Display<br />
ausgestattet. Dies ermöglicht eine übersichtliche<br />
und transparente Darstellung<br />
der gelesenen Werte, eingestellten Parameter,<br />
Gerätestatus und Warnhinweise.<br />
Die Bedienung ist selbsterklärend und erfolgt<br />
intuitiv über vier Folientasten. Außerdem<br />
signalisieren zusätzliche verschiedenfarbige<br />
LEDs schon aus der Ferne den<br />
Gerätestatus.<br />
Scanner im Verbund<br />
Für das Lesen nicht ausgerichteter Barcodelabels<br />
sind in der Regel mindestens<br />
STATEMENT<br />
Martina Bopp, Redakteurin<br />
Die japanischen Wissenschaftler<br />
haben den Nobelpreis<br />
2014 natürlich nicht deshalb<br />
erhalten, weil die blaue LED<br />
in Barcodelesegeräten Vorteile<br />
erschließt. Der Hauptnutzen für<br />
die Menschheit liegt vielmehr<br />
darin, dass blaue Laserdioden<br />
den Weg frei gemacht haben<br />
für weißes LED-Licht und damit<br />
für energieeffiziente und umweltfreundliche<br />
Beleuchtung.<br />
Nebenbei wurde durch die<br />
Entwicklung die Blu-Ray-Technologie<br />
ermöglicht, die dann die<br />
Preise für blaue LEDs dank<br />
Massenproduktion purzeln ließ.<br />
Und das wiederum macht das<br />
blaue Licht nun wirtschaftlich<br />
nutzbar für Industriean wendungen.<br />
Eine wahrhaft strahlende<br />
Erfolgsgeschichte.<br />
02 Gerätekombinationen und Zusammenschaltungen<br />
gehören heute zu den Standards<br />
zwei oder mehr zueinander ausgerichtete<br />
Barcodescanner erforderlich. Leuze electronic<br />
löst diese Aufgabe mit Modulare<br />
Scanner Portalen (MSP). Das sind modular<br />
aufgebaute, mechanisch vormontierte<br />
Systeme, die Codes omnidirektional lesen<br />
können. BCL 600i Scanner können für<br />
omnidirektionale Codelesungen in solchen<br />
Systemen ohne Aufwand verwendet werden.<br />
Damit spart sich der Inbetriebnehmer<br />
Zeit und Geld bei der mechanischen Montage<br />
und dem elektrischen Anschluss.<br />
Zudem ist ein integrierter Switch für eine<br />
Linien-Topologie vorhanden und der multiScan-Betrieb<br />
wird unterstützt. Hierbei<br />
handelt es sich um eine Gerätekombination,<br />
die alle Scanner für die SPS zu einem logischen<br />
Scanner zusammenfasst. Das vereinfacht<br />
die Anwendung (Parametrierung und<br />
Inbetriebnahme) bei der Einbindung der<br />
Geräte in Ethernet- und Profinet-Netzwerke.<br />
www.leuze.com<br />
64 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Datenmanagement-Modul<br />
für<br />
„Farming 4.0“<br />
Maßgeschneiderter Anbau mit Sicherheitsberechnung<br />
Das Unternehmen<br />
Hübner bietet zusätzlich<br />
zu seinen Safety-<br />
Drehgebern mit SIL-/<br />
PL-Zertifizierung<br />
einen sicheren Anbau<br />
mit Fehlerausschluss.<br />
Dieser stellt sicher,<br />
dass die mechanische<br />
Verbindung sicherheitszertifizierter<br />
Drehgeber zur Applikationswelle<br />
ausreichend<br />
sicher ausgelegt<br />
ist. Die für<br />
den mechanischen<br />
Anbau relevanten Teile werden für die Anwendung individuell berechnet und entsprechend ausgelegt.<br />
Dazu gehören als Hauptkomponenten die Schraubenverbindungen zur Applikationswelle, die<br />
Flanschadapterwelle und die Drehmomentstütze. Berechnet werden dabei z. B. die Dauerfestigkeit<br />
oder die Tragfähigkeit. Auch die Montage vor Ort kann der Hersteller bei Bedarf übernehmen. Im<br />
Anschluss an die Montage wird der neue Anbau vermessen und protokolliert, ob alle Parameter eingehalten<br />
werden, und eine Safety-Dokumentation wird erstellt.<br />
www.huebner-giessen.com<br />
Automatisierungsplattform für Industrie 4.0<br />
Mit dem Datenmanagementund<br />
Telematik-Modul Connex-<br />
TC3G von Sensor-Technik<br />
Wiedemann lassen sich Informationen<br />
von Steuerungen<br />
und Sensoren in landwirtschaftlichen<br />
Fahrzeugen sammeln<br />
und zur Darstellung<br />
und Weiterverarbeitung in die<br />
„Cloud der Dinge“ der Deutschen<br />
Telekom übertragen.<br />
Dort ist die Einbindung in übergeordnete<br />
Prozesse möglich.<br />
Das Web-Portal der Cloud-<br />
Lösung bietet die Anzeige von<br />
Sensordaten und Statusmeldungen<br />
von Anbaugeräten.<br />
So lassen sich Sensordaten<br />
aller angeschlossenen Geräte<br />
bündeln und logisch ver knüpfen.<br />
Kritische Betriebszustände<br />
werden automatisch erkannt<br />
und Warnmeldungen<br />
generiert.<br />
www.sensor-technik.de<br />
Mit einer Automatisierungsplattform für Industrie-4.0-Anwendungen bietet das Unternehmen<br />
Parker Hannifin die erforderliche Durchgängigkeit von der Leit- bis zur Aktorebene. Zentrale<br />
Bausteine der auf offene Ethernet-Kommunikationsstandards ausgelegten Plattform sind die<br />
Automatisierungssteuerung PAC (Programmable Automation Controller) und der Servoantriebsregler<br />
der Baureihe PSD. Der PAC ist ein Mehrachs-Motion-Controller, der die Eigenschaften<br />
einer SPS mit einer Motion-Control-Steuerung, Robotik und Visualisierung verbindet. Der Controller<br />
ermöglicht Anwendungen ohne Schnittstellenmanagement auf nur einer Steuerungsplattform.<br />
Offene Schnittstellen erlauben die Einbindung in horizontale Kommunikationsstrukturen.<br />
www.parker.com<br />
Herausforderungen meistern.<br />
Kommunikationswege öffnen.<br />
Flexibilität neu definieren.<br />
25. – 29.04.16<br />
Halle 9, D76<br />
R100 und R101<br />
Die neue Generation.<br />
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Zukunftsorientierte Produktarchitektur: erstmals<br />
durchgängige Integration der optoelektronischen<br />
Funktionsprinzipien in identischer Gehäusebauform<br />
Kommunikation bis in die Sensorebene dank<br />
IO-Link als Basis für Sensorik 4.0 – in jeder<br />
Sensorvariante<br />
Präzise und zuverlässige MPT-Distanzmessung im<br />
standardisierten Kleingehäuse<br />
www.pepperl-fuchs.de/r100-r101
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK I INTERVIEW<br />
Der Unterschied steckt im Detail<br />
Ein Lineartechnikanbieter erklärt die technischen Finessen bei Teleskopschienen<br />
und Rollenführungen<br />
Linearführung ist gleich Linearführung?<br />
Nicht ganz. Wolfgang<br />
Ringleb, Geschäftsführer des<br />
Unternehmens T Race erklärt im<br />
Interview den kleinen aber feinen<br />
Unterschied.<br />
Herr Ringleb, T Race, das ist ein außergewöhnlicher<br />
Name, der ein wenig an<br />
den Dinosaurier T-Rex erinnert.<br />
Wofür steht er?<br />
Ja, diese Analogie höre ich manchmal.<br />
T Race leitet sich aber tatsächlich von dem<br />
englischen Begriff „trace“ ab, auf Deutsch<br />
„Spur nachgehen“. Einerseits passend für<br />
das Thema Linearführungen, andererseits<br />
steht es auch dafür, dass wir unsere Ziele<br />
konsequent verfolgen. Mit unserem neuen<br />
Standort in Burscheid verfügen wir nun<br />
über 2000 m 2 Produktions- und Lager fläche.<br />
Wir beschäftigen uns mit der Herstellung<br />
und dem Vertrieb von gehärteten Laufrollenführungen<br />
und Teleskopschienen. Die<br />
Fertigung der Laufschienen und die Wärmebehandlung<br />
sind in Italien zu Hause. Bei<br />
uns in Burscheid werden auch verschiedene<br />
Teleskopschienen hergestellt, die Laufschienen<br />
nach Kundenvorgabe auf Länge<br />
geschnitten, konfektioniert und die Wagen<br />
spielfrei und vorgespannt montiert. Von<br />
Burscheid aus beraten wir unsere Kunden<br />
konzeptionell und technisch bis ins Detail.<br />
Was sind denn auf die Technik, auf die<br />
Produkte bezogen Ihre konkreten Ziele?<br />
Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht,<br />
die Laufrollenführungen und<br />
Teleskopschienen weiterzuentwickeln.<br />
Beispielsweise waren wir die<br />
ersten auf dem Markt mit kompakten<br />
Laufrollenteleskopen. Der<br />
große Nutzen besteht darin, dass<br />
beim Verfahren ein definierter<br />
Bewegungsablauf stattfindet.<br />
Denn Teleskopschienen auf<br />
Kugelbasis können im Betrieb einen Käfigversatz<br />
aufweisen. Das bedeutet, dass der<br />
Käfig unkontrolliert in der Schiene „wandert“<br />
und eventuell keine Rollreibung sondern<br />
eine erschwerte Gleitreibung entsteht.<br />
Die neue Schienenserie LAN verfügt über<br />
oberflächengehärtete Laufflächen. Deren<br />
Laufschienen sind aufgrund der Härteeigenschaften<br />
auch für hochfrequente<br />
Arbeitszyklen geeignet. Last but not least<br />
sind unsere Teleskopschienen nun mit<br />
neuen Schmierfilzen und noch robusteren<br />
Endanschlägen ausgerüstet.<br />
Teleskopschienen und Rollenführungen<br />
bietet der Markt ja in einer sehr hohen<br />
Variantenvielfalt und in vielen Bauarten.<br />
Sind die Produkte denn nicht mehr oder<br />
weniger austauschbar?<br />
Ja und nein. Im Standardsortiment sind<br />
Linearführungen vieler Hersteller austauschbar<br />
hinsichtlich der Anschlussmaße.<br />
Dadurch muss der Kunde bei einem<br />
Lieferantenwechsel seine Konstruktion<br />
nicht ändern. Das ist gut so. Einige Linearführungen<br />
am Markt verfügen aber über<br />
spezifische Vorteile und Detaillösungen,<br />
die auf den ersten Blick nicht so leicht zu<br />
entdecken sind.<br />
Welche besonderen Details sind denn<br />
in Ihren Führungen versteckt?<br />
Nun, im Bereich der kompakten Laufrollenführungen<br />
sind wir meines Wissens<br />
nach der einzige Anbieter mit zweireihigen<br />
Laufrollenlagern. Das ist ein echter Mehrwert<br />
hinsichtlich Kippstabilität und Tragfähigkeit.<br />
Unsere Fest-Loslager-Anordnun-
INTERVIEW I AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
gen realisieren wir im Vergleich zu unseren<br />
Marktbegleitern mit ein und demselben<br />
Profil, indem wir für die Loslagerung<br />
lediglich Laufrollen mit einer zylindrischen<br />
Lauffläche einsetzen. Das hat für uns den<br />
Vorteil, dass wir nur ein Schienenprofil<br />
fertigen müssen, was die Mehr kosten<br />
der zweireihigen Rollenlager etwas<br />
kompensiert.<br />
Unsere MR-Schienen haben bezogen auf<br />
die Baugröße einen großen Querschnitt,<br />
sind also sehr steif. Und, das ist ganz besonders,<br />
die Laufschienen werden vor der<br />
Härtebehandlung gehont und mechanisch<br />
bearbeitet. Erst danach erfolgt der Härteprozess.<br />
Die Laufschienen sind gasnitriert<br />
und als Korrosionsschutz zusätzlich oxidiert.<br />
Dadurch wird auch die Lauffläche<br />
gegen Rostbildung abriebfrei geschützt<br />
und ist nicht blank wie bei anderen<br />
Systemen.<br />
Und wie sieht es bei den erwähnten<br />
neuen Blechschienen aus?<br />
Wir sind der einzige Hersteller am Markt,<br />
der umgeformte Blechschienen verzugsarm<br />
Oberflächen härten kann. Das hat den Vorteil,<br />
dass Sie ein preiswertes System erhalten,<br />
aber dennoch in der Lage sind, auch<br />
mal 1 Million Zyklen oder mehr zu fahren,<br />
ohne dass Verschleiß auftreten wird.<br />
Noch etwas Neues haben wir hier zu bieten:<br />
die Abstreifer werden einfach in die<br />
Schienen geclipst. Man kann sie bei Bedarf<br />
also einfach herausziehen und muss die<br />
Schiene nicht extra demontieren, um die<br />
an die Abstreifer zu kommen.<br />
Wie werden Ihre Schienen an die<br />
Unterkonstruktion befestigt und<br />
ausgerichtet?<br />
Standardmäßig bieten wir zwei Befestigungsmöglichkeiten<br />
an, einmal die flache<br />
Senkung für eine Torx-Schraube. So kann<br />
der Monteur die Schiene auf der Unterkonstruktion<br />
im Rahmen des Spiels in der<br />
Bohrung noch etwas ausrichten. Dann gibt<br />
es noch die selbstzentrierende 90°-Senkbohrung.<br />
Grundsätzlich können wir<br />
zusätzliche Bohrungen und Sonderbohrungen<br />
einbringen. Das Standardraster<br />
ist 80 mm, die Maximallänge der Schienen<br />
beträgt 4 m.<br />
Sie konzentrieren sich mit Ihrem Sortiment<br />
rein auf die Linearführung. Wie<br />
gehen Sie diesbezüglich mit dem Trend<br />
zu System lösungen und höherer Systemintegration<br />
um?<br />
Unsere Kunden stammen aus dem allgemeinen<br />
Maschinenbau, aus dem Bereich<br />
Verpackungsmaschinen, Papiermaschinen,<br />
Abfüllanlagen aber auch aus den mobilen<br />
Bereichen wie Railway Infrastructure, Public<br />
Transport, Interieurs.<br />
Diese Kundenkonstruktionen sind zwar<br />
meist sehr mechatronisch – die Linearführung<br />
bildet bei diesen Applikationen in der<br />
Regel aber keine konstruktive Einheit mit<br />
anderen Elementen wie beispielsweise dem<br />
Antrieb. Für Systeme in Form von funktionsfertigen<br />
Achsen sehe ich heute bei unserem<br />
Kundenspektrum noch keinen Bedarf. Wir<br />
belassen unsere Kernkom petenz bei den<br />
Schienen. Die USPs von<br />
T Race sind die axial und radial sehr tragfähigen<br />
zweireihigen Laufrollen, ein sehr steifes<br />
Profil und das verzugsarme Härteverfahren,<br />
das die teure Schleifbearbeitung erspart.<br />
Unter dem Strich bieten wir auf diese Weise<br />
Führungen mit sehr kleinem Querschnitt,<br />
hoher Tragfähigkeit und extrem geringen<br />
Verschleiß bei hoher Wirtschaftlichkeit.<br />
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des laufenden Betriebs<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
Rahmenplanung funktioniert<br />
Planetengetriebe für Pedelec eines Start-up-Unternehmens<br />
Diese Lösung fällt (nicht) aus dem<br />
Rahmen: Planetengetriebe für<br />
einen vollintegrierten Pedelec-<br />
Antrieb konstruiert für ein Start-up-<br />
Unternehmen. Erfahrung und<br />
kreative Entwicklungsarbeit aus<br />
einem Planetengetriebe-Baukasten<br />
erlauben es, das Package aus Akku,<br />
Motor und Getriebe komplett im<br />
Rahmen zu platzieren. Die<br />
Rahmenplanung der jungen<br />
Entwickler ist voll aufgegangen.<br />
Eine Lösung also, die aus dem<br />
Rahmen fällt, weil sie in den<br />
Rahmen passt: Eine Success Story.<br />
Planetengetriebe bieten kompakte Bauform,<br />
große Leistungsdichte und damit<br />
hohe Drehmomentübertragung bei kleinstem<br />
Platzbedarf. Sie sind dadurch bevorzugte<br />
Getriebebauart für die Gestaltung energieeffizienter<br />
Antriebslösungen. Mit seinem<br />
modularen Baukasten für Planetengetriebe<br />
verbindet der Getriebehersteller IMS Gear<br />
die Vorteile der Standardisierung – schnelle<br />
Verfügbarkeit ausgereifter Technologie und<br />
ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis bis<br />
in die Serienfertigung – mit höchstem Individualisierungsgrad.<br />
Die Vision: Stark, leise<br />
und voll integriert<br />
dazu, und die Vision eines schlanken<br />
Mountainbikes ohne pummelige Stellen,<br />
auf den ersten Blick nicht als Elektrofahrzeug<br />
zu erkennen, und auf den zweiten<br />
auch nicht unbedingt, würde wahr.<br />
Idee mit Kommilitonen besprochen,<br />
schnelle Einigkeit: „Wir bauen ein Mountainbike,<br />
das richtig gut aussieht und satt<br />
Leistung bietet.“ Und leise ist. Als begeisterte<br />
Biker wollen sie weder ein straßenbahnähnliches<br />
Surren des elektrischen<br />
Teils, noch ein maschinenartiges Rattern<br />
der Übersetzung vernehmen.<br />
Die Planung: Urbane Mobilität,<br />
Geschäftsmodell<br />
Die Gründer um Biechele starten mit<br />
Inkubation durch die Universität ihr Startup.<br />
Nach vielen Gesprächen mit Business<br />
Angels und Risikokapitalgebern steht die<br />
Finanzierung. 2014 wird die Fazua GmbH<br />
Der Planetengetriebe-Baukasten ist die Basis für kurze Reaktionsund<br />
Entwicklungszeiten, welche Start-ups verlangen<br />
Die Idee drängt sich auf, als Johannes<br />
Biechele als Werkstudent an einem Antrieb<br />
für ein Mountainbike arbeitet: Es muss<br />
doch möglich sein, Akku, Elektromotor und<br />
Getriebe so zu konstruieren, dass diese Einheit<br />
in das Rahmenrohr zu integrieren ist.<br />
Das würde die Technik schützen, aber vor<br />
allem auch besser aussehen. Sehr viel besser,<br />
um genau zu sein. Ein kompaktes Tretlager<br />
in München gegründet, gleichzeitig der<br />
Geschäftsplan geändert. Statt eines Mountainbikes<br />
steht nun die urbane Mobilität im<br />
Zentrum: Masse statt Nischenmarkt. Es<br />
68 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
HÖCHSTE QUALITÄT<br />
IN 3 BUCHSTABEN<br />
NSK setzt vieles in Bewegung - zum Beispiel in der Lebensmittel- und<br />
Getränkeindustrie. Als einer der führenden Hersteller von Wälzlagern<br />
verbindet NSK eine hundert Jahre alte Erfolgsgeschichte mit dem Anspruch<br />
einer ganzheitlichen Qualität.<br />
www.nskeurope.de
ANTRIEBSTECHNIK<br />
geht nicht mehr darum, ein komplettes<br />
Rad zu bauen.<br />
Eine universelle Antriebslösung, die Radhersteller<br />
in deren Rahmen integrieren<br />
können, steht nunmehr im Zentrum. So<br />
geht Skalierung und Eintritt in die Welt<br />
angesagter Marken, lernen die Gründer<br />
schnell. Es beginnt die Suche nach kompetenten<br />
Partnern, denn: „Bis auf die Idee und<br />
ganz viel Schwung hatten wir ja nichts.“<br />
Nach eingehender Recherche steht IMS<br />
Gear auf der Longlist für das Planetengetriebe,<br />
nach Gesprächen auf der Shortlist,<br />
und nach dem Funktionsmuster ist die<br />
Zusammenarbeit perfekt.<br />
Die Frage: Kann der Getriebespezialist<br />
Start-up?<br />
„Wir haben uns natürlich gefragt: Kann dieses<br />
Traditionsunternehmen IMS Gear so<br />
richtig Start-up? Wie kommen die mit<br />
unserer saloppen Art zurecht?“ berichtet<br />
Biechele. Die IMS Gear-Antwort: Yes, we<br />
can. Mit Dominik Bea steht stets der gleiche<br />
engagierte Ansprechpartner zur Verfügung,<br />
„und IMS Gear hat auch nicht ein 100-seitiges<br />
Lastenheft verlangt, um die Aufgabe<br />
abschätzen zu können. Das hätten wir als<br />
Start-up gar nicht leisten können.“<br />
Stattdessen spielt der IMS Gear Planetengetriebe-Baukasten<br />
die überzeugende Rolle<br />
als Start-up-Versteher: „Funktionsmuster,<br />
der erste Entwurf, Modifikationen, das zweite<br />
Muster, schließlich die seriennahe Version<br />
für die aktuell laufenden Tests, dank der<br />
Variabilität des modularen Ansatzes haben<br />
wir stets binnen weniger Wochen geänderte<br />
Vorgaben umsetzen können“ unterstreicht<br />
Sales Engineer Bea die kurzen Reaktionszeiten.<br />
„Die Kommunikation zwischen uns,<br />
IMS Gear und dem Motorenhersteller ist<br />
hervorragend gelaufen“, lobt Biechele.<br />
„Das Projekt zeigt die Stärke der IMS<br />
Gear-Modifikationsstrategie in voller Schönheit“,<br />
befindet Bea. „Gerade für ein Start-up<br />
wie Fazua ist diese Schnelligkeit extrem<br />
wichtig“, ergänzt der Fazua-Chef. Kein umfangreicher<br />
Entwicklungsvertrag, keine<br />
überbordenden Entwicklungskosten, durch<br />
den Rückgriff auf den IMS Gear-Planetengetriebe-Baukasten<br />
– ein Pedelec braucht<br />
zum Fahren ja nicht nur ein Getriebe, sondern<br />
auch Batterie, Motor und Rahmen.<br />
Die Anforderungen: Alles klar?<br />
Die Bauraumanforderung für das Planetengetriebe<br />
lautet auf kleiner als 60 mm im<br />
Durchmesser bei maximalem Drehmoment<br />
von 12 Nm. Angesichts dieser Belastung<br />
entscheidet sich IMS Gear für die Verzahnung<br />
aus dem 72 mm-Getriebe des Planetengetriebe-Baukastens.<br />
Mit radialer Verstiftung<br />
statt axialer Verschraubung liegt<br />
der Durchmesser des ersten Musters unterhalb<br />
der geforderten 60 mm. Das Planetengetriebe<br />
plus Abtriebswelle, Freilauf und<br />
Muffe und der Flansch des Tretlagers sind<br />
in einer Baugruppe integriert.<br />
Das B-Muster wird aus dem Baukasten<br />
heraus kostenmäßig optimiert und die<br />
Baulänge durch die Integration eines<br />
schrägverzahnten Einlege-Zahnkranzes in<br />
das Motorgehäuse verkürzt. Die Motorwelle<br />
erhält spezielle Aussparungen und Bohrungen,<br />
so dass das Standard-Ritzel von IMS<br />
Gear eingepresst werden kann. Als Clou mit<br />
dem Click erlaubt eine federnd gelagerte<br />
Muffe den optimierten Ein- und Ausbau des<br />
Akku-Motor-Getriebe-Packages. Die Planetenräder<br />
sind komplett aus Kunststoff<br />
gefertigt, so erfüllt das Getriebe die Anforderungen<br />
an die Geräuscharmut.<br />
Die Vermarktung: Für designbewusste<br />
Genussfahrer<br />
Die Vermarktung der Antriebslösung startet<br />
Mitte <strong>2016</strong>, während der Fachmesse Eurobike<br />
im Spätsommer werden die ersten<br />
Fahrräder mit dieser Technologie zu sehen<br />
sein. Mit einer Kapazität von 250 Wattstunden<br />
wird der Biker bis zu einer Geschwindigkeit<br />
von 25 km/h unterstützt. Das Fazua-<br />
Package mit bewährter IMS Gear-Technologie<br />
aus dem Planetengetriebe-Baukasten wiegt<br />
lediglich 3 kg und ist damit erheblich leichter<br />
als bisherige Umsetzungen am Markt.<br />
Die Einheit lässt sich einfach aus dem Rahmen<br />
entnehmen, um den Akku bequem<br />
aufzuladen. Ein Betrieb des Fahrrads ohne<br />
die Antriebseinheit ist jederzeit möglich.<br />
Sollten geänderte Anforderungen auf die<br />
Antriebslösung zukommen, kann IMS Gear<br />
durch die Vorkonfiguration schnell reagieren<br />
und gleichermaßen geänderte Übersetzung,<br />
höheres Drehmoment oder modifizierte<br />
Lagerung implementieren. Fazua<br />
entwickelt gerade auch einen eigenen Fahrrad-Rahmen.<br />
Die Vision des elektrischen<br />
Mountainbikes ist lebendig. Motto: „Es muss<br />
doch möglich sein…“<br />
Bilder: Anlaufbild und 02 Fazua, 01 IMS Gear<br />
www. imsgear.com<br />
01 Die Motor-Getriebe-<br />
Einheit im Schnittmodell<br />
02 Die gesamte Antriebseinheit<br />
mit Akku für die Integration in<br />
den Rahmen<br />
70 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Servoantrieb statt<br />
Spindelantrieb<br />
Der Servoantrieb CLDP von Voith ist für<br />
alle direkten Linearbewegungen einsetzbar, vor<br />
allem wenn Dynamik, Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit<br />
gefragt sind. Gegenüber einer elektromechanischen<br />
Spindel bietet der Servoantrieb, der einen Leistungsbereich von<br />
10 bis 1000 kN und Geschwindigkeiten von bis zu 1000 mm/s<br />
abdeckt, eine höhere Betriebssicherheit aufgrund des automatischen<br />
Überlastschutzes.Verfügbar ist der Servoantrieb, der nur<br />
einen elektrischen Leistungsanschluss und eine Datenschnittstelle<br />
für den Servomotor benötigt, in den Standard-Bauarten<br />
linear, orthogonal und parallel.<br />
www.voith.de<br />
Effiziente Motoren für<br />
den sensorlosen Betrieb<br />
Die Antriebssystem-Familie Dyneo der<br />
Emerson-Marke Leroy-Somer ist um<br />
eine Synchronmotoren-Baureihe mit<br />
Permanentmagneterregung (LSRPM-<br />
1500 min -1 ) erweitert worden. Ohne<br />
weitere Anpassungen liefert der neue<br />
Typ Werte, die dem Premiumwirkungsgrad<br />
entsprechen. Er ist einfach zu implementieren und durch<br />
drehzahlgeregelten Antrieb energieeffizient. Der Motor eignet<br />
sich für den sensorlosen Betrieb und entspricht den Vorgaben<br />
der IEC-Norm 60034-30-1.<br />
www.leroy-somer.com<br />
Zuwachs bei DC-<br />
Kleinstmotoren-<br />
Baureihe<br />
Mit dem neuen DC-Kleinstmotor<br />
1727…CXR erweitert<br />
Faulhaber sein Antriebsprogramm<br />
im mittleren Leistungsbereich<br />
und ergänzt die CXR-<br />
Reihe um einen kompakten<br />
Antrieb mit 17 mm Durchmesser<br />
und einer Länge von<br />
27 mm. Ein leistungsstarker<br />
Neodym-Magnet verleiht dem<br />
graphitkommutierten Motor<br />
eine hohe Leistungsdichte mit<br />
einem Dauerdrehmoment<br />
von 4,9 mNm. Der Temperaturbereich,<br />
in dem er eingesetzt<br />
werden kann, reicht<br />
von -30 bis +100 °C.<br />
Wie die anderen Antriebe<br />
dieser Serie, lässt sich die<br />
Neuentwicklung mit Encodern<br />
sowie mit Präzisionsgetrieben<br />
aus einem abgestimmten<br />
Programm kombinieren. Zur<br />
Drehzahlregelung oder zum<br />
Positionierbetrieb kann der<br />
DC-Kleinstmotor wahlweise<br />
mit dem Speed Controller<br />
SC 1801 oder dem Motion<br />
Controller MCDC 3002 angesteuert<br />
werden.<br />
www.faulhaber.com
Anwendungsspezifisch<br />
aus dem Baukasten<br />
Zuverlässige Antriebe für die Papierherstellung<br />
Stoffaufbereitungsanlagen müssen maximale Leistung bei höchster<br />
Effizienz erbringen. Geringe Energie-, Faser- und Wasserverbräuche<br />
werden z. B. bei der Papierherstellung ebenso gefordert wie Qualität<br />
und Zuverlässigkeit der Anlagen. Eine hohe Filtratqualität und niedrige<br />
Wartungskosten sind essentiell für solche Anlagen. Industrie-Planetengetriebe<br />
spielen dabei eine wichtige Rolle.<br />
Die Heidenheimer Firma Voith, auf den<br />
Geschäftsfeldern Energie, Papier, Rohstoffe<br />
und Transport beheimatet, ent wickelte<br />
die Scheibenfiltermaschine Infiltra Discfilter<br />
IDF570. Sie erzielt im Zusammenspiel<br />
zwischen den bewährten Filter scheiben<br />
Bagless Plus, dem weiterent wickelten Filtratventil<br />
und der verbesserten Zentralwelle<br />
sehr gute spezifische Kapazi täten bei der<br />
Entwässerung und Filterung von Stoffsuspensionen.<br />
mehr Kapazität als das Vorgängermodell.<br />
Gleichzeitig wurde damit der Abschlag der<br />
Fasermatte verbessert. Der Scheibenfilter<br />
ermöglicht bis zu 15 Jahre lang einen zuver<br />
lässigen Betrieb. Das verwendete Filtratventil<br />
sorgt für ein hohes, stabiles Vakuum<br />
und eine klare Filtrattrennung. Die<br />
eingesetzte Abdichttechnologie ermöglicht<br />
einen tropffreien Betrieb.<br />
Raumsparende Planetengetriebe<br />
Verfahrenstechnische Anlagen benötigen<br />
auch zuverlässige Antriebskomponenten.<br />
Oftmals sind niedrige Drehzahlen und ein<br />
hohes Drehmoment gefordert. Hierfür eignen<br />
sich Industrie-Planetengetriebe. Bei Infiltra<br />
Getriebe mit höherer<br />
Leistungsdichte reduzieren<br />
Anlagen- und Energiekosten<br />
Discfilter lag der geforderte Drehzahlbereich<br />
an der Getriebe-Abtriebswelle zwischen 0,7<br />
und einer Umdrehung je Minute. Das maximale<br />
Drehmoment ergab sich aus Erfahrungswerten<br />
mit Vorgängermaschinen.<br />
Wartungsarme Filtration<br />
Herkömmliche Scheibenfiltersektoren enthalten<br />
Beutel aus Kunstfasergeweben, die<br />
nach einiger Zeit Risse bekommen. Oft<br />
müssen diese Beutel bereits nach einem<br />
Jahr ausgetauscht werden. Diese Arbeiten<br />
verursachen hohe Wartungskosten. Anders<br />
verhält es sich mit den beutelfreien<br />
Filterscheiben Bagless Plus von Voith. Sie<br />
bilden den Kern des Infiltra Discfilters.<br />
Durch ihre gewellte (und damit größere)<br />
Edelstahloberfläche haben sie bis zu 20 %<br />
Dipl.-Ing. Hannes Mauz, Leiter<br />
Produktmanagement Fasern bei Voith<br />
Was waren für Sie die wichtigsten Aspekte bei der<br />
Auswahl der Industriegetriebe?<br />
„Bei Scheibenfiltern genießt die Zuverlässigkeit des<br />
Hauptgetriebes im Dauerbetrieb oberste Priorität. Dank<br />
der neuen PHF-Planetengetriebe von SEW-Eurodrive<br />
haben wir bei den Scheibenfiltermaschinen IDF570 eine<br />
sehr kompakte Installation mit perfekter Zugänglichkeit<br />
und Wartungsfreundlichkeit.“<br />
72 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Die Industriegetriebe-Baureihe P von SEW-<br />
Eurodrive, die hier zum Einsatz kommen,<br />
hat eine kompakte Bauweise und ist je nach<br />
Baugröße in standardisierten Varianten auch<br />
kurzfristig lieferbar. Sie lässt sich Dank des<br />
SEW-Baukastensystems durch eine breite<br />
Palette an Ausrüstungs optionen ergänzen.<br />
Für den Antrieb der Scheibenfiltermaschine<br />
kommen Planetengetriebe der<br />
Baugrößen PHF032 bzw. PHF042 mit vorgeschaltetem<br />
Kegelradgetriebemotoren KF97<br />
zum Einsatz. Ein weiterer, kleinerer Getriebe<br />
motor von SEW-Eurodrive treibt eine<br />
Austragsschnecke an, die die gefilterten<br />
Fasern wieder dem Prozess zugeführt. Als<br />
Systemanbieter liefert SEW auch komplette<br />
Antriebssysteme mit Steuerung, Frequenzumrichter,<br />
Motor, Getriebe und weiteren<br />
Antriebskomponenten.<br />
01 Durch Weiterentwicklung der Industriegetriebe-Baureihe<br />
wurden bei gleichem Bauraum<br />
die Nenndrehmomente bis zu über 25 %<br />
gesteigert<br />
02 Die Filteranlage erzielt sehr gute Ergebnisse<br />
bei der Entwässerung und Filterung von<br />
Stoffsuspensionen, maßgeblich ist das Zusammenspiel<br />
zwischen den Filterscheiben, dem<br />
Filtratventil und der Zentralwelle, die durch<br />
ein Industriegetriebe angetrieben wird<br />
Anwendungsoptimierte<br />
Antriebslösung<br />
„Aufgrund der guten Zusammenarbeit mit<br />
Voith konnten wir eine auf den Kunden<br />
optimal zugeschnittene Antriebslösung<br />
erarbeiten“, berichtet Thomas Weck. Als<br />
SEW-Außendienstmitarbeiter in der Region<br />
Stuttgart betreut er den Kunden. „Sie wurde<br />
zunächst theoretisch aufgrund von Messungen<br />
bei Altmaschinen und Prognosen<br />
für neue Maschinen umgesetzt. In der<br />
Praxis haben sich die Antriebe bereits bei<br />
mehreren Projekten bewährt.“ Voith hat<br />
aufgrund von Messungen bei den Neumaschinen<br />
die zuvor prognostizierten Ergebnisse<br />
bestätigt und für weitere Projekte<br />
freigegeben.<br />
SEW-Eurodrive lieferte an Voith bereits<br />
Industriegetriebe für große, internationale<br />
Projekte. Oftmals ist die regionale Präsenz<br />
in einem Land ein notwendiges Kriterium<br />
bei der Entscheidung für einen Lieferanten.<br />
Das Unternehmen SEW ist in 48 Ländern<br />
auf allen Konti nenten aktiv.<br />
Bilder: 01 Voith, 02 SEW-Eurodrive<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
Die passende Metallfeder<br />
Die passende Metallfeder für den gewünschten Einsatzzweck auszuwählen, ist<br />
nicht immer einfach. Fachbücher mit konstruktiven Grundlagen ... Weiterlesen<br />
blog.federnshop.com/federauswahl<br />
Telefon (+49) 07123 960-192 · verkauf@gutekunst-co.com<br />
federnshop.com<br />
Katalog Berechnung Anfrage Forum
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Antrieb pusht Kreissäge<br />
Linearmotor ermöglicht in Sägezentrum schnellen Profilwechsel<br />
Benjamin Schäfer<br />
Um die Rüst- und Rücklaufzeiten<br />
beim Zuschnitt von Aluminiumund<br />
Buntmetallprofilen zu<br />
reduzieren, hat ein Sägetechnik-<br />
Spezialist seine Kreissägeanlage<br />
mit einem hochdynamischen<br />
Linearmotor ausgestattet. So<br />
lässt sich auch bei häufigem<br />
Profilwechsel und langen Profilzuschnitten<br />
ein hoher Durchsatz<br />
erzielen.<br />
Benjamin Schäfer, HIWIN GmbH, Offenburg<br />
Neben hohen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Vorschubkräften<br />
weisen die Linearantriebe eine hohe Laufruhe auf<br />
Mit der Kreissägeanlage Profilma KS 600 R<br />
von Pressta Eisele erübrigen sich aufwändige<br />
manuelle Einstellungen. Eine Vielzahl<br />
verschiedener Profilformen kann in<br />
hoher Stückzahl und Geschwindigkeit gesägt<br />
werden. „Beim Sägen von Aluminiumprofilen<br />
kommt es vor allem auf den Durchsatz<br />
an“, erläutert Wolfgang Bittner, Vertriebsleiter<br />
bei dem Sägetechnik-Spezialisten. Zur Effizienzsteigerung<br />
der Anlage trägt der eingebau-e<br />
Linearmotor von Hiwin bei, der im<br />
Materialvorschub die Profile hochdynamisch,<br />
exakt und leise positioniert. Vor allem beim<br />
Rücklauf des Pushers für den Profilwechsel<br />
werden dank hoher Verfahrgeschwindigkeit<br />
wertvolle Sekunden eingespart.<br />
Auf hohes Tempo eingestellt<br />
Als einer der führenden Anbieter von Maschinen<br />
für die Aluminiumverarbeitung<br />
exportiert Pressta Eisele Säge- und Stanzanlagen,<br />
Metallkreissägen, Werkstatteinrichtungen<br />
und Späneabsaugmaschinen in alle<br />
Welt. Seine Hochleistungssägeautomaten<br />
sind u. a. in der Aluminiumprofil-, Möbelund<br />
Flugzeugherstellung, bei führenden<br />
Pneumatik-Herstellern sowie in der Automobil-<br />
und Elektroindustrie gefragt. Für<br />
schnelle, flexible und präzise Zuschnitte<br />
von Stangenprofilen hat der Hersteller das<br />
Kreissägezentrum Profilma KS 600 R konstruiert.<br />
„Zum Einsatz kommt diese Anlage<br />
überall dort, wo z. B. Aluprofile in Langlängen<br />
oder kleinen Losgrößen zugesägt werden,<br />
wie dies in der Bau- und Elektroindustrie,<br />
bei Presswerken und ihren Zulieferern<br />
der Fall ist“, erklärt Bittner: „Insbesondere<br />
der Wegfall langwieriger Rüstzeiten trägt zu<br />
deutlichen Effizienz- und Produktivitätssteigerungen<br />
bei.“ In hoher Geschwindigkeit<br />
und Stückzahl befördert die Anlage<br />
74 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
INDIVIDUELLE<br />
AUTOMATISIERUNGS-<br />
LÖSUNGEN.<br />
VON EINFACHEM<br />
HANDLING<br />
BIS ZU KOMPLEXEN<br />
FERTIGUNGSLINIEN.<br />
01 Mit hoher Beschleunigung und Geschwindigkeit wird der von dem Linearmotor<br />
angetriebene Pusher auf den Profilschienenführungen verfahren<br />
Halle 3 | Stand 3B11<br />
Einzelprofile oder Profillagen mit Rohstablängen<br />
von 1,5 bis 7,3 m vom Lademagazin unter<br />
das Sägeblatt, dessen Drehzahl sich stufenlos<br />
regeln lässt. Weil Lademagazin und Greiferzange<br />
des Pushers über eine NC-Achse gesteuert<br />
werden, entfallen zeitaufwändige manuelle Einstellungen.<br />
Einzig die horizontalen Spanner an<br />
der Sägeeinheit müssen noch per Hand auf die<br />
entsprechende Profilbreite eingestellt werden,<br />
während die Anlage alle weiteren Justiereingaben<br />
automatisch ausführt. Somit können<br />
Abschnittlängen von 10 mm bis 7,2 m gesägt<br />
werden. Zur Steuerung der Positionierachsen<br />
dient eine SPS des Typs Simatic S7 – 300, deren<br />
Bedienung per Touchpanel erfolgt. Alle relevanten<br />
Prozessdaten von der Drehzahl des<br />
MiniTec GmbH & Co. KG<br />
MiniTec Allee 1<br />
66901 Schönenberg-Kbg.<br />
Telefon +49 (0)6373 81270<br />
info@minitec.de<br />
www.minitec.de<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 75<br />
MiniTec.indd 1 24.03.<strong>2016</strong> 13:30:45
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Sägemotors über die Stücklänge und Profilbreite<br />
bis zur Anzahl der Schnitte werden<br />
auf dem 10" großen Display der Bedieneinheit<br />
angezeigt.<br />
02 Die HG-Profilschienenführungen<br />
gewährleisten präzise<br />
Linearbewegungen auf langen<br />
Verfahrwegen<br />
Starker Motor für den Pusher<br />
Um hohe Schubkräfte und Beschleunigungen<br />
zu erzielen, haben sich die Konstrukteure<br />
von Pressta Eisele bei der Antriebseinheit<br />
für einen Hiwin-Linearmotor der<br />
Baureihe LMS entschieden. Die aus dem<br />
Forcer mit den Motorwicklungen und den<br />
Magnetbahnen (Statoren) mit Dauermagneten<br />
bestehenden Antriebseinheiten eignen<br />
sich ideal zum individuellen Achsaufbau.<br />
Neben hohen Geschwindigkeiten, Beschleunigungen<br />
und Vorschubkräften weisen sie<br />
eine hohe Laufruhe und Wartungsfreiheit<br />
auf. In Verbindung mit einem geeigneten<br />
Wegmesssystem und Antriebsverstärker erreichen<br />
die spielfreien Linearmotoren extrem<br />
hohe Genauigkeiten. Durch Anreihung<br />
der Statoren lassen sich beliebig lange Verfahrwege<br />
realisieren. „In unserem Fall wäre<br />
die Alternative ein Zahnstangenantrieb gewesen,<br />
der allerdings relativ laut ist und keine<br />
derartigen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen<br />
erlaubt. Da uns Hiwin für<br />
die von uns benötigten Stückzahlen ein<br />
sehr gutes Angebot machen konnte, stimmt<br />
auch das Preis-Leistungs-Verhältnis“, erklärt<br />
Bittner. Mit einem Forcer und 37 längs<br />
der Pusherschiene verbauten Statoren erzielt<br />
die Anlage Taktzeiten von 9 s für den<br />
Zuschnitt eines Profils von 300 mm Breite<br />
und 100 mm Höhe auf 1 m Schnittlänge.<br />
Präzision auf ganzer Linie<br />
Auch die Profilschienenführungen<br />
für Pusher und Sägevorschub<br />
stammen von dem Lineartechnik-<br />
Experten, dessen Baureihe HG mit<br />
vier Kugellaufbahnen für hohe Lasten<br />
und Steifigkeiten ausgelegt ist. Diese<br />
robusten, geräusch- und reibungsarmen<br />
Führungen weisen geringe Verschiebekräfte<br />
und einen hohen Wirkungsgrad auf,<br />
der präzise Linearbewegungen auf langen<br />
Verfahrwegen gewährleistet. „Bei Hiwin<br />
überzeugt uns das Gesamtpaket, weil die<br />
einzelnen Komponenten perfekt aufeinander<br />
abgestimmt und ohne Verzögerung<br />
lieferbar sind. Diese Vorteile, zusammen<br />
Mit Rüstzeiten von nur noch 1 bis<br />
2 min erfüllt das Kreissägezentrum mit<br />
Linearmotorantrieb hohe Anforderungen<br />
an den schnellen und flexiblen Zuschnitt von<br />
Stangenprofilen aus Aluminium und Buntmetall.<br />
Insbesondere bei Langlängen und<br />
häufigen Profilwechseln sorgt der Antrieb<br />
durch beschleunigten Vorschub und verkürzte<br />
Rücklaufzeiten des Pushers<br />
für besonders effiziente<br />
Abläufe.<br />
mit der Qualität und Wirtschaftlichkeit der<br />
Produkte, machen Hiwin für uns zum<br />
attraktiven Partner“, resümiert Bittner.<br />
www.hiwin.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2016</strong> im 47. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />
Redaktion<br />
Chefredakteur: Dr. Michael Döppert (md), M.A.<br />
Tel.: 06131/992-238, (verantwortlich für den<br />
redaktionellen Inhalt)<br />
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Redaktionsassistenz: Gisela Kettenbach,<br />
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76 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Energiespeicherlösungen und<br />
sichere Widerstände<br />
Bürsten-DC-Motoren<br />
par excellence<br />
Den Auftritt auf der Hannover<br />
Messe stellt die Michael Koch<br />
GmbH, Hersteller von Energiespeicherlösungen<br />
und sicheren<br />
Widerständen unter das Motto<br />
"Made for USA". Damit geht<br />
Koch auf das diesjährige Partnerland<br />
der Messe besonders ein.<br />
„Wir gehen überall auf die<br />
besonderen Ansprüche unserer<br />
Kunden ein," sagt Fabian Hofmann, Vertriebschef von Koch, "aber<br />
schafft man die Zulassung für Amerika, ist dies ein Qualitätssiegel<br />
für Exporte in die ganze Welt." Was also für die USA funktioniert<br />
und dort angenommen wird, findet meist auch Anklang in der<br />
Welt. Und die Welt von Koch<br />
ist das Managen von Antriebsenergie.<br />
Kochs Produkte erleichtern<br />
es Maschinenbauern,<br />
auf Auslandsmärkten erfolgreich<br />
zu sein. Auf der Website<br />
www.made-for-usa.com zeigt<br />
Koch, warum deren innovativen<br />
Produkte gerade auch für<br />
amerikanische Antriebe prädestiniert<br />
sind.<br />
www.bremsenergie.de<br />
Die Athlonix-Produktreihe von Portescap<br />
umfasst eine breite Auswahl von Bauund<br />
Leistungsgrößen, basierend auf dem<br />
Prinzip des Bürsten-Gleichstrom-Motors.<br />
Mit Durchmessern von 10, 12 sowie 22 mm finden die Motoren<br />
überall dort ihren Platz wo geringes Eigengewicht und geringer<br />
Strombedarf erforderlich sind. Hierbei erreichen die Motoren<br />
permanente Drehzahlen von bis zu 11 000 min -1 und punkten mit<br />
einem Drehmoment von 0,9 bis zu 17,1 mNm. Die Nennleistung<br />
beträgt je nach Modell zwischen 0,7 bis 16,6 W, das Eigengewicht<br />
der Hochleistungszwerge variiert von 13,5 bis 58 g. Als operative<br />
Umgebungstemperatur sind -30 bis 85 °C ausgewiesen.<br />
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Wissen Sie, warum<br />
es auch in diesem Jahr<br />
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und Leistungen (0,5 und 1 W)<br />
verfügbar. Ausgestattet mit der<br />
eisenlosen Maxon-Wicklung<br />
zeichnet sich der DC-Motor<br />
Eine Antwort ist:<br />
Michael.<br />
Halle 6<br />
Stand B 18<br />
durch sein robustes Design,<br />
die hohe Leistungsdichte und<br />
seine Energieeffizienz aus,<br />
was ihn auch für den mobilen<br />
Einsatz interessant macht. In<br />
Kombination mit dem Planetengetriebe<br />
GP 4 erhalten<br />
Ingenieure einen kompakten<br />
Antrieb für zahlreiche<br />
Anwendungen.<br />
Michael, das Pöppelmann KAPSTO∏<br />
Team und die Neuheiten <strong>2016</strong> finden<br />
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Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 77
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Packende Lösungen<br />
Zahnstangengetriebe unterstützt die transportsichere<br />
Verpackung empfindlicher Lebensmittel<br />
Marcus Hirschen<br />
Der Wrap-around/Tray-Packer des Maschinenbauers Schäfer & Flottmann<br />
verpackt empfindliche Lebensmittel wie Butter und Margarine für den<br />
weiteren Transport und stellt dem Handel mit der stabilen Umverpackung<br />
gleichzeitig ein entsprechendes Verkaufsdisplay zur Verfügung. Für die<br />
beim Verpacken notwendige Präzision bei hoher Geschwindigkeit und<br />
hohen Taktzeiten sorgt ein Präzisionsgetriebe.<br />
Marcus Hirschen, LEANTECHNIK AG,<br />
Oberhausen<br />
Aufrichten, gruppieren, befüllen oder<br />
stapeln – das Spektrum der Verpackungstätigkeiten<br />
ist breit. Die Maschinenbauer<br />
Schäfer & Flottmann aus Gevelsberg<br />
verstehen sich auf die Automatisierung von<br />
Verpackungs- und Kommissionierungsvorgängen.<br />
Zum Programm des vor 60 Jahren<br />
gegründeten Familienunternehmens gehören<br />
einzelne Maschinen oder ganze Verpackungslinien.<br />
Sie kommen insbesondere<br />
in der Lebensmittelindustrie, aber auch in<br />
den Bereichen Pharma, Chemie und Hygiene<br />
zum Einsatz. „Es gehört nicht nur zu unseren<br />
Aufgaben, Ware gut in einer Sekundärverpackung<br />
unterzubringen, sondern auch,<br />
Prozesse weiter zu beschleunigen, Formatwechsel<br />
zu erleichtern und Standzeiten auf<br />
ein Minimum zu reduzieren“, erklärt Günter<br />
Wibbing, der Geschäftsführer bei Schäfer &<br />
Flottmann.<br />
Passgenau und produktschonend<br />
Sekundärverpackungen schützen die Einzelprodukte<br />
während des Transports und<br />
können bei entsprechender Ausgestaltung,<br />
z. B. mit Aufreißperforation, auch als Verkaufsdisplay<br />
am Point-of-sale eingesetzt<br />
werden. Für die Verpackung von weichen<br />
Produkten wie Butter oder Margarine<br />
haben Schäfer & Flottmann Wrap-around/<br />
Tray-Packer im Programm, die als besonders<br />
wirtschaftlich gelten, da sie den<br />
Kartonzuschnitt als Transportverpackung<br />
78 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
01 Der Packer eignet sich zum Verpacken von<br />
Produkten in Trays und/oder Wrap-around-Kartons<br />
(Wrap-around) oder als Verkaufspräsenter<br />
(Tray) direkt um das Produkt herum falten.<br />
Da es keine Faltwerkzeuge zwischen Produkt<br />
und Karton gibt, ist die Verpackung<br />
besonders eng. Eine teil- oder komplett<br />
überlappende Faltung von Seiten-, Bodenund<br />
Deckellaschen erhöht die Stabilität<br />
des Kartons und ergibt eine größere Widerstandsfähigkeit<br />
auf der Palette als z. B. ein<br />
Schlauchkarton. „Um Wrap-arounds oder<br />
Trays zu packen, ist ein sicheres Produkthandling<br />
und eine hohe Laufruhe entscheidend“,<br />
erläutert Günter Wibbing. „Dabei ist<br />
ein Packer in der Regel keine Stand-alone-<br />
Lösung, sondern muss am Ende des Verpackungsprozesses<br />
an die Geschwindigkeit<br />
der vorhergehenden Abfüllstationen angepasst<br />
werden.“<br />
Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie<br />
eignet sich der in nichtrostenden Materialien<br />
ausgeführte Packer SFS 374 mit einer<br />
Leistung von bis zu 25 Wrap-around- Kartons<br />
bzw. Trays pro Minute und einer Leistung<br />
von über 30 Lagen pro Minute. Alle Hauptbewegungen<br />
werden von Servoantrieben<br />
übernommen, der Kartonfalter arbeitet<br />
pneu matisch. Die Beleimung ist punktuell<br />
zu- oder abschaltbar, ein schneller und<br />
reproduzierbarer Formatwechsel der Kartonzuschnitte<br />
ist problemlos möglich.<br />
Die Besonderheit des SFS 374 liegt darin,<br />
dass die flachliegenden Zuschnitte um die<br />
Produktgruppen geformt werden. Die Zuführung<br />
der zu verpackenden Produkteinheiten<br />
im Wrap-around/Tray-Packer erfolgt<br />
über ein Stop-and-go-Transportband und<br />
einer anschließenden „toten Platte“. Auf<br />
dieser werden die Produkte aufgestaut und<br />
über Näherungsschalter gemeldet. Sobald<br />
die Sollmenge erreicht ist, stoppt das Band<br />
und es wird eine Lücke gebildet. Die Pro-<br />
duktlage wird nun abgeschoben und von<br />
einem Zungenblech aufgenommen, das die<br />
Lage weiter auf den bereitliegenden Zu -<br />
schnitt schiebt.<br />
Im Zuschnittmagazin geht’s rund<br />
Die Zuschnittzuführung erfolgt aus einem<br />
Magazin, in dem die Kartons senkrecht<br />
stehen. Eine Ansaugplatte mit zwei integrierten<br />
Vakuumgreifern saugt zur Vereinzelung<br />
einen Zuschnitt an und führt diesen<br />
über eine Drehbewegung und einen Schieber<br />
waagerecht direkt unter das Zungenblech.<br />
Nach dem Abstreifen der Produkt lage auf<br />
den Zuschnitt wird dieser samt Produkt vertikal<br />
zwischen die Bleche der Transportkette<br />
gezogen. In weiteren Schritten erfolgen die<br />
Faltung und die Verklebung der Innen- mit<br />
den Außenlaschen. Anschließend wird<br />
noch der Deckel mit einer Seitenwand verklebt.<br />
Am Ende gelangt der fertige Karton<br />
auf ein Abtransportband.<br />
02 Bauform mit zwei parallel laufenden<br />
Zahnstangen, die sich jeweils in die<br />
entgegengesetzte Richtung bewegen<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
Zahnstangengetriebe im Baukasten<br />
Lifgo-Getriebe von Leantechnik sind Zahnstangengetriebe mit einem kompakten<br />
Gehäuse, in dem sich ein Ritzel und eine 4-fach Rollenführung befindet. Durch diese<br />
Führung fährt eine Zahnstange am Ritzel entlang. Je nachdem, ob der Antrieb die<br />
Zahnstange oder das Ritzel antreibt, wird entweder die Bewegung des Ritzels in die<br />
Zahnstange übersetzt oder umgekehrt. Zahnstange und Gehäuse lassen sich als<br />
Heber und Träger von Vorrichtungen verwenden und sind somit flexibel für viele<br />
verschiedene Aufgabenstellungen einsetzbar.<br />
Mit der Baureihe Lifgo 5 können hohe Traglasten bei geringen Laufgeräuschen<br />
realisiert werden. Die Getriebe zeichnen sich durch eine große Positioniergenauigkeit,<br />
eine hohe Hubgeschwindigkeit und eine hohe Querkraftaufnahme aus.<br />
Zusätzlich zur Standardausführung sind die Getriebe in den Ausführungen Lifgo<br />
Doppel, Lifgo Linear und Lifgo Excenter erhältlich. Jede Ausführung steht in den<br />
Baugrößen 5.0, 5.1, 5.3 und der neuen Sonderbaugröße 5.4 zur Verfügung.<br />
Bei einer Geschwindigkeit von 3 m/s<br />
erreicht der Lifgo 5.4 eine Hubkraft von<br />
25 000 N. Die Ausführung Lifgo linear<br />
eignet sich für besonders lange Fahroder<br />
Hubwege. Lifgo linear kann<br />
entweder mit fest montierter Zahnstange<br />
oder bei Bedarf mit fest<br />
montiertem Heber und beweglicher<br />
Zahnstange eingesetzt werden.<br />
Die Zahnstangengetriebe gibt es<br />
in den drei Standardbaugrößen<br />
STATEMENT<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Die beschriebene Verpackungsanlage<br />
ist ein schönes Beispiel<br />
dafür, dass Motion Control sich<br />
nicht nur über Elektronik und<br />
Software realisieren lässt. Wenn<br />
physische Bewegung im Spiel ist,<br />
geht es eben nicht ohne Mechanik.<br />
Wie hier beschrieben sind die<br />
„Leistungen“ im Fall der Zahnstangengetriebe<br />
enorm. Sie sind<br />
nicht nur mit ihrer Modularität,<br />
ihrer Präzision und Beschleunigung<br />
fit für das Zusammenspiel<br />
mit Servotechnik in Motion<br />
Control-Anwendungen.<br />
Um die durch die vorgeschaltete Abfüllstation<br />
vorgegebenen Taktzeiten einzuhalten,<br />
benötigen die Zuführung der Produktlage<br />
sowie die Bereitstellung des Kartonzuschnitts<br />
eine entsprechende Dynamik. Die<br />
Kartons sind außerdem sauber zu vereinzeln<br />
und exakt zwischen die Bleche der<br />
Transportkette zu ziehen, d. h. es sind ein<br />
langsames Anfahren, eine anschließende<br />
Beschleunigung und ein langsames Einfädeln<br />
in die Kettenführung erforderlich.<br />
Den notwendigen Antrieb regeln Schäfer &<br />
Flottmann mit einem Servomotor und einem<br />
entsprechendes Steuerungskonzept. Für<br />
die Umwandlung der rotatorischen Bewegung<br />
des Motors in eine lineare Hubbewegung<br />
sorgt ein Lifgo Präzisionszahnstangengetriebe<br />
von Leantechnik aus<br />
Oberhausen. „Das Verarbeiten von über<br />
30 Lagen pro Minute bedeutet eine Taktzeit<br />
unterhalb von zwei Sekunden. Da gehen<br />
wir mit den Getrieben richtig an die<br />
Belastungsgrenze“, erläutert Klaus Reiner,<br />
Konstruktionsleiter bei Schäfer & Flottmann.<br />
„Zum anderen sind sie sehr kompakt<br />
und arbeiten mit einer hohen Präzision.<br />
Aufgrund ihrer besonderen Konstruktion<br />
ist eine weitere Führungstechnik in Form<br />
von Zahnriemen oder Ähnlichem nicht<br />
erforderlich, was ihren Einbau sehr einfach<br />
gestaltet.“<br />
Antrieb und Führung<br />
in einer Einheit<br />
Die im Wrap-around/Tray-Packer für die<br />
Zuschnittbereitstellung erforderliche Drehbewegung<br />
wird mit Hilfe einer im Drehpunkt<br />
gelagerten Hebelvorrichtung ausgeführt,<br />
an der auch der für den Antrieb der<br />
Lineargetriebe erforderliche Servomotor<br />
angebracht ist. Dieser ist über eine Profilwelle<br />
mit dem Ritzel des Getriebes verbunden.<br />
Da die notwendige Hubbewegung des<br />
Getriebes mit 200 mm recht lang ist, entschieden<br />
sich die Ingenieure zum Einsatz<br />
des Lifgo 5.1 linear Doppel. Ein Lifgo Doppel<br />
verfügt über zwei Zahnstangen, die sich<br />
in entgegengesetzte Richtungen bewegen.<br />
Schäfer & Flottmann haben in ihrer Anwendung<br />
eine Zahnstange zur weiteren<br />
Stabilisierung mit einer Lifgo Führungsschiene<br />
als Parallelführung ausgetauscht.<br />
Die Zahn- und die Führungsstange sind<br />
fest mit der Vakuum-Ansaugplatte verschraubt<br />
und bewegen sich frei innerhalb<br />
des Hebers. „Das Lifgo 5.1-Getriebe ist für<br />
unseren Einsatzzweck ideal, da es selbst<br />
bei seiner kompakten Baugröße die beim<br />
Hebelvorgang hohen Drehmomente und<br />
Beschleunigungen aushält“, führt Klaus<br />
Reiner aus.<br />
Im Falle des SFS 374 sind das eine Beschleunigung<br />
von 9 m/s 2 und eine Geschwindigkeit<br />
von 2,5 m/s. Ausgelegt auf<br />
eine maximale Beschleunigung von 50 m/s 2<br />
und eine Hubgeschwindigkeit von 3 m/s,<br />
bewältigt das Lifgo-Getriebe diese Anforderungen<br />
problemlos. Daneben spielen die<br />
hohe Qualität und die Langlebigkeit der<br />
Getriebe von Leantechnik eine große Rolle<br />
für Schäfer & Flottmann. Schließlich ist der<br />
Wrap-around/Tray-Packer für einen langjährigen<br />
Einsatz im 3-Schicht-Betrieb konzipiert.<br />
In den bisher mehr als 150 Mal<br />
ausgelieferten Maschinen arbeiten die Lifgos<br />
einwandfrei und sorgen dafür, dass Margarine<br />
und Butter unbeschadet im Einzelhandel<br />
ankommen.<br />
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80 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
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erzeugen einen hohen Traganteil.<br />
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komplett aus Stahl, wiegt ca.<br />
1100 kg und erzeugt Klemmkräfte bis<br />
600 kN. Die Bremsbeläge gibt es in den<br />
Materialien „Organisch“ oder „Sinter-<br />
Metall“ Um den Belagwechsel auf der<br />
oft schwer zugänglichen Seite zu vereinfachen,<br />
ist die Fixierung der Beläge auf der Festsattelseite mit<br />
Magneten ausgeführt. Hierzu werden nur die an den Seiten<br />
befindlichen Schrauben gelöst, die Belaghalter entfernt und<br />
die Beläge zur Seite herausgezogen. Die in den Bremskolben<br />
verbauten Einstellschrauben erlauben das schnelle Ein- bzw.<br />
Nachstellen im druckbeaufschlagten Zustand.<br />
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Integrierter Motion-Control-Antrieb<br />
Der integrierte Antrieb iBMD von Bonfiglioli<br />
deckt einen Drehmomentbereich von 2,7<br />
bis 30 Nm ab. Dabei bringt der Antrieb alle<br />
Eigenschaften eines hochdynamischen<br />
Servomotors wie auch die eines Drive<br />
Controllers mit. Der iBMD lässt sich als<br />
Stand-alone-Antrieb oder unter einer<br />
Steuerung einsetzen. Motion-Control-Funktionen<br />
wie Positionierung, elektronisches Getriebe und<br />
interpolierender Modus sind genauso Bestandteile wie die<br />
offene Kommunikation über CANopen, EtherCAT und Modbus<br />
RS232. Integriert in einem Gehäuse sorgt der Motion-Control-<br />
Antrieb für Platzersparnis im Schaltschrank und Kostenersparnis<br />
bei der Verkabelung. Zudem kann der Antrieb auch mit den<br />
spielarmen Planetengetrieben des Herstellers kombiniert werden.<br />
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82 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong><br />
Drehmoment-Messflansche sind die<br />
Herzstücke moderner Prüfstände. Selbst<br />
bei Hochleistungs- und Highspeed-Anwendungen<br />
liefern sie exakte und zuverlässige<br />
Daten. Dabei ist das Messergebnis aber immer nur so gut<br />
wie die eingesetzte Wellenausgleichskupplung. Denn Wellenkupplungen<br />
sind ein entscheidendes Bauteil, um die auf den<br />
Messflansch wirkenden Störgrößen zu minimieren. So treten<br />
in fast allen Anwendungen Wellenversätze zwischen An- und<br />
Abtriebsseite auf. Das Unternehmen Mayr Antriebstechnik bietet<br />
daher Ausgleichskupplungen, die speziell auf die Anforderungen<br />
moderner Messflansche zugeschnitten sind.<br />
Die Lamellenpaketkupplungen vom Typ Roba-DS übertragen<br />
das Drehmoment spielfrei und drehsteif und gleichen radialen,<br />
axialen und winkligen Wellenversatz aus. Sie sorgen damit nicht<br />
nur für präzise Messergebnisse, sondern schützen auch die im<br />
Wellenstrang verbauten Lager vor unerwünschten Belastungen.<br />
Die Nennmomente der Kupplungen sind ohne jegliche<br />
Einschränkung nutzbar.<br />
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Lamellenkupplungen verdichtet<br />
Mit der Einführung von sechs<br />
neuen Serien wird das Angebot<br />
der torsionssteifen Lamellenkupplungen<br />
von dem<br />
Unternehmen Hause R+W<br />
noch passgenauer. Die Neuentwicklungen<br />
der Baureihe<br />
LP ergänzen die Modellreihen<br />
LP1 (einfachkardanisch mit Passfederverbindung) und LP2 (dop-<br />
pelkardanisch mit Passfederverbindung) und erhöhen somit die<br />
Größenvielfalt. Auch die neuen<br />
Größen sind robust und kompakt<br />
in ihrem Design und können je nach<br />
Ausführung einen entsprechenden<br />
Wellenversatz ausgleichen. Ein Merkmal<br />
der neuen Serien ist das optimierte<br />
Nabenprofil, das Aussparungen<br />
im Bereich um die Befestigungsschrauben<br />
aufweist. Hierdurch<br />
verringert sich das Gewicht, was ein<br />
geringes Massenträgheitsmoment<br />
zur Folge hat. Aufgrund der Modellerweiterung<br />
stehen die Baureihen<br />
LP1 und LP2 ab sofort in jeweils<br />
zwölf verschiedenen Größen, für<br />
Nenndrehmomente von 350 bis<br />
12 000 Nm zur Verfügung. Die Baureihe<br />
LP umfasst darüber hinaus<br />
Modelle mit Konusklemmnaben<br />
(LP3) sowie Varianten gemäß dem<br />
API 610 Standard (LPA) mit Pass -<br />
federverbindung. Sonderausführungen,<br />
z. B. in anderen Gesamtlängen,<br />
sind zudem leicht umsetzbar.<br />
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Bremswiderstände spielen in<br />
der Antriebstechnik nach wie<br />
vor eine wichtige Rolle, wenn es<br />
darum geht, beim Abbremsen<br />
eines Antriebs die gewünschte<br />
Dynamik zu erzielen. Neben<br />
kleinen Bremswiderständen,<br />
die i. d. R. direkt im Frequenzumrichter<br />
eingebaut sind,<br />
kommen bei höheren Leistungen<br />
externe Bremswiderstände<br />
zum Einsatz. Diese<br />
externen Widerstände werden<br />
vielfach für die jeweilige Applikation<br />
ausgelegt. Frizlen bietet<br />
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seit neustem auf seiner<br />
Website einen Kalkulator an,<br />
mit dem Techniker den<br />
benötigten Bremswiderstand<br />
berechnen können.<br />
Mit den Daten zur Bremsleistung, zur Dauer der Bremsung<br />
sowie dem erwarteten Wiederholzyklus der Abbremsung wird<br />
die benötigte Dauerleistung des Widerstands berechnet. Ein<br />
passendes Gerät kann anschließend im Produktfinder<br />
ausgewählt, konfiguriert und mit wenigen Klicks angefragt<br />
werden.<br />
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für Anwendungen bei denen<br />
über eine längere Zeit eine<br />
konstante Press- oder Haltekraft<br />
aufgebracht werden<br />
muss. Damit Linearmotoren<br />
auch in solchen Anwendungen eingesetzt werden können, hat<br />
die NTI AG ein neues magnetisches Konstantkraftelement<br />
entwickelt, das in den Endlagen oder beliebig andern Positionen<br />
eine konstante Kraft über einen Hub von mehreren Zentimetern<br />
genieren kann. Das kompakte Konstantkraftelement wird als<br />
externe Komponente verbaut oder bei OEM-Anwendungen<br />
direkt in den Linearmotor integriert.<br />
Mit dem magnetischen Konstantkraftelement können Press-,<br />
Schließ- oder Haltekräfte mit Linearmotoren auch im<br />
stromlosen Zustand und bei ausgeschalteter Anlage über eine<br />
beliebig lange Zeitdauer aufrechterhalten werden. Damit lassen<br />
sich Anwen-dungen wie Pressen, Andrücken, Leimen, Niederhalten,<br />
Ventile mit Schließkraft in den Endlagen, Ausfallsicherung,<br />
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ATEX 94/9/CE<br />
– Schutzklasse Ex<br />
II 2/2 GD cbk IIC<br />
T6 für Applikationen<br />
in potenziell<br />
explosionsgefährdeten<br />
Umfeldern.<br />
Sie sind geeignet für Anwendungen in Kategorie 2, Übertageanlagen<br />
mit Gas, Dämpfen und staubhaltigen Umfeldern. Die<br />
konstanten Flügelzellenpumpen PFEA gibt es in drei Größen<br />
mit Pmax 300 bar und Fördervolumen von 10 bis 150 cm 3 /U. Die<br />
verstellbaren Axialkolbenpumpen sind erhältlich in vier Größen<br />
und mit zahlreichen hydraulischen und proportionalen Reglern;<br />
Pmax bis 280 bar und Fördervolumen von 29 bis 88 cm 3 /U.<br />
www.atos.com<br />
Energiesparende und wartungsarme<br />
Highspeed-Hydraulikkupplungen<br />
Transfluid entwickelte zwei neue Produktlinien mit variablen,<br />
hydraulischen Turbokupplungen (KSL-HS und KPTB-HS), um<br />
den Anforderungen an Energieeinsparungen und Zuverlässigkeit<br />
gerecht zu werden. Die HS-Kupplungsfamilie erreicht Eingangsdrehzahlen<br />
von 3600 min -1 . Der einfache Betrieb sowie Standardkomponenten,<br />
die zur Wartung von außen zugänglich sind,<br />
machen diese Kupplungen zu einer zuverlässigen und wartungsarmen<br />
Lösung mit variabler Drehzahl. Der Highspeed-Antrieb<br />
KPTB-HS wird primär in Anwendungen mit mittlerer und<br />
geringer Leistung eingesetzt. Diese Einheiten sind auch in Niedertemperaturausführung<br />
und explosionssicherer Ausführung<br />
erhältlich. Ein einfaches Konzept kombiniert mit einer hohen<br />
Zuverlässigkeit und Leistung zeichnen diese Kupplung aus. Der<br />
Highspeed-Antrieb KSL-HS wird primär in Anwendungen mit<br />
mittlerer und hoher Leistung eingesetzt. Die Einheiten können<br />
mit einem optionalen Hilfsschmiersystem gekauft werden, das<br />
den Motor und die Lager der angetriebenen Maschine mit Strom<br />
versorgen.<br />
www.transfluid.eu<br />
Direktgesteuertes Druckbegrenzungsventil<br />
in Einschraubbauweise<br />
Das Unternehmen<br />
Argo-Hytos GmbH<br />
hat ihr Produktportfolio<br />
um das Druckbegrenzungsventil<br />
SR1A-B2 erweitert.<br />
Konzipiert wurde<br />
das direktgesteuerte<br />
Druckbegrenzungsventil<br />
in Einschraubbauweise<br />
7/8-14UNF<br />
für den Einsatz in Hydraulikspeicherkreisläufen. Der Aufbau als<br />
Sitzventil stellt minimale Leckagen bei geschlossenem Ventil<br />
sicher. Durch Optimierung des Dämpfungsverhaltens ließ sich<br />
eine gute Ventildynamik unter Einhaltung einer stabilen Funktion<br />
erreichen. Der maximale Betriebsdruck ist 420 bar, der maximale<br />
Volumenstrom beträgt 60 l/min. Für eine exakte Druckeinstellung<br />
stehen sieben Ventildruckstufen zur Verfügung. Der Öffnungsdruck<br />
kann im jeweiligen Druckstufenbereich durch eine Verstellschraube<br />
eingestellt sowie mit einer Kontermutter fixiert werden.<br />
www.argo-hytos.com<br />
Mitteldruckpumpe erweitert<br />
Hydraulikportfolio<br />
Die LH30VO-Axialkolbenpumpe<br />
für den offenen<br />
Kreislauf aus dem Hause<br />
Liebherr ergänzt das bestehende<br />
Produktportfolio im<br />
Mitteldruckbereich bei 280 bar<br />
Nenndruck und ist in mobilen<br />
Baumaschinen einsetzbar.<br />
Zudem findet sie Anwendung<br />
im Agrar- und Forstbereich.<br />
Die Pumpe für den offenen<br />
Kreislauf hat ein spezifisches Fördervolumen von 45 cm³ pro<br />
Umdrehung. Weiterhin ist ihre Schrägscheibenverstellung präzise<br />
und robust ausgeführt. Das dynamische und kompakte Gehäusedesign,<br />
sowie der Fertigungsprozess wurden aufeinander abgestimmt.<br />
Zum Verkaufsstart ist die LH30VO mit zwei Reglern<br />
ausgestattet, einem elektrisch geregelten Lüfterregler mit negativer<br />
Kennlinie (DE) und einem Load-Sensing-Regler (LS-DA).<br />
Sukzessive werden weitere Regler ergänzt. Eine Durchtriebsmöglichkeit<br />
mit 130 % ist ebenfalls vorhanden.<br />
www.liebherr.com<br />
Anspruchsvolle Hydraulik für Gezeiten-Wasserkraftwerk<br />
Im weltgrößten Gezeitenkraftwerk Sihwa-ho in Südkorea erzeugen zehn Rohrturbinen emissionsfrei eine Leistung von 254 MW. Einen<br />
Anteil daran haben Turbinenregelaggregate von Bosch Rexroth. Unter der Generalunternehmerschaft von Daewoo lieferte Andritz<br />
Hydro die Rohrturbinen. Die Hydraulikaggregate zur Turbinenregelung konstruierte Bosch Rexroth in Österreich. Sie verstellen die<br />
Leit- und Laufschaufeln so, dass über den gesamten Tidenhub von bis zu 8 m die Turbinen eine optimale Leistung erzeugen. Die<br />
Aggregate arbeiten mit biologisch abbaubarer Hydraulikflüssigkeit. Das Wasserkraftwerk liefert seit 2011 nicht nur Strom: Es befindet<br />
sich an einem Damm, der zur Landgewinnung gebaut worden war. Doch die Wasserqualität in der künstlichen Lagune verschlechterte<br />
sich, sodass ein Wasseraustausch mit dem Meer notwendig wurde. Das angebaute Kraftwerk hat die Wasserqualität wieder hergestellt,<br />
weil bei jeder Tide ein Viertel des Lagunenwassers ausgetauscht wird.<br />
www.boschrexroth.com<br />
84 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
SITZT!<br />
LEE Miniatur-Ventile, -Siebe und -Blenden<br />
Die gewindelosen Einpresspatronen werden einfach<br />
in eine Stufenbohrung gesetzt und verspreizt.<br />
Für Systemdrücke bis 320 bar und mehr.<br />
Die kostengünstige Alternative zur aufwendigen Eigenfertigung.<br />
Rückschlagventile (CCFM) Forward<br />
SOFT<br />
SEAT<br />
Rückschlagventile (CCRM) Reverse<br />
MIT<br />
SIEB<br />
Rückschlagdrosselventile (COxM)<br />
3 5,5 8 8<br />
6<br />
5,5 5,5<br />
8 8<br />
5,5 5,5 5,5<br />
Rückschlagventile für den Einbau in Kunststoff (CCPI)<br />
2,5 5,5 8 4,2<br />
5,5<br />
8,2<br />
5,5 12 8<br />
14<br />
12<br />
Drosselrückschlagventile (CFCM)<br />
Wechselventile (CCSV)<br />
Siebe (SCRM)<br />
DROP IN 2,5 5,5 14<br />
5,5 5,5 5,5<br />
5,5 8<br />
INSERT 5,5 8 10<br />
12<br />
Druckbegrenzungsventile (PRI)<br />
Airbleed<br />
Blenden (Rxxx)<br />
0,1-1,0<br />
0,1-0,6<br />
0,1-1,0<br />
0,1-2,0<br />
Blenden mit Sieb (Rxxx)<br />
NEU:<br />
SNAP ON<br />
2,5<br />
2,5<br />
5,5<br />
8<br />
2,5<br />
5,5<br />
5,5<br />
5,5 5,5 5,5 5,5 5,5<br />
Alle Produktabbildungen in Originalgröße / Maßangaben in mm<br />
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HANNOVER<br />
MESSE<br />
25.-29. April <strong>2016</strong><br />
Halle 06,St. H44
CAD / PLM<br />
Präzise im Ziel<br />
CAD/CAM-Prozesskette unterstützt die Entwicklung von Sportwaffen für Biathleten<br />
Ralf Steck<br />
Biathlon ist einer der beliebtesten Wintersportarten bei deutschen Fernsehzuschauern.<br />
Die Namen der Spitzenathletinnen und -Athleten sind in aller<br />
Munde. Weniger bekannt ist, dass diese fast alle mit Gewehren des Ulmer<br />
Jagd- und Sportwaffenherstellers Anschütz arbeiten. Anschütz setzt seit<br />
vielen Jahren in der Entwicklung auf eine durchgängige 3D-CAD/CAM-<br />
Software.<br />
Anschütz ist in der fünften Generation<br />
im Familienbesitz und kann im Jahr<br />
<strong>2016</strong> sein 160. Jubiläum feiern. Das Unternehmen<br />
hat sich auf Sport- und Jagdgewehre<br />
spezialisiert. Im Bereich Biathlon ist<br />
das Unternehmen mit 97 % Marktanteil<br />
Weltmarktführer. Hier hat Anschütz große<br />
Erfahrung, die Spezialisten des Unternehmens<br />
unterstützen viele Sportler mit individuell<br />
angepassten Waffen und optimieren<br />
diese ständig – u. a. betreibt Anschütz eine<br />
Kältekammer, in der die Biathlongewehre<br />
unter realistischen Winterbedingungen getestet<br />
werden können.<br />
Präzision ist Trumpf<br />
Ralf Steck, freier Fachjournalist,<br />
Friedrichshafen<br />
Sportschützen stellen extreme Anforderungen<br />
an die Präzision und Zuverlässigkeit<br />
ihrer Sportgeräte. Zudem müssen sich die<br />
Waffen sehr genau und flexibel an die körperlichen<br />
Gegebenheiten wie Größe und<br />
Armlänge des Schützen anpassen lassen.<br />
Deshalb haben beispielsweise komplexe<br />
mechanische Gebilde die Holzschäfte alter<br />
Zeiten abgelöst. All diese komplexen Bestandteile<br />
müssen schon in der Entwicklung<br />
genauestens aufeinander abgestimmt<br />
werden. So ist die Beherrschung von Toleranzketten<br />
im 100stel-Millimeterbereich<br />
ein zentraler Punkt der Konstruktion.<br />
Ein gutes Beispiel für die Evolution der<br />
Sportwaffen ist das brandneue Kleinkaliber-Match-Modell<br />
54.30 – das 30 steht in<br />
diesem Fall für den Millimeterbetrag, um<br />
den der Repetierweg verkürzt wurde. Beim<br />
Kleinkaliberschießen wird von Hand<br />
nachgeladen, wozu der Verschluss nach<br />
hinten gezogen werden muss. Durch eine<br />
Verkürzung des Schlagbolzens und des<br />
Patronenschachts wurde dieser Zugweg<br />
verkleinert, was es dem Schützen wiederum<br />
ermöglicht, beim Nachladen besser im<br />
Anschlag zu bleiben und damit präziser zu<br />
schießen.<br />
86 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
CAD / PLM<br />
CAD-, CAM und Render-Software<br />
„Schon in der Konstruktion müssen wir die<br />
mechanischen Abläufe und Verstellmöglichkeiten<br />
simulieren können“, erläutert Heiko<br />
Siller aus der Fertigungsplanung, „da hilft<br />
3D-CAD schon sehr.“ Seit dem Jahr 1999 ist<br />
01 Im Biathlonsport setzen praktisch alle<br />
Athleten weltweit auf Gewehre von Anschütz<br />
02 Feintuning in 3D:<br />
3D-CAD-Konstruktion des<br />
Abzugs eines Luftgewehrs<br />
PTC Creo im Einsatz, damals noch unter<br />
dem Namen Pro/Engineer. Neben dem<br />
eigentlichen CAD-System ist das CAM-Paket<br />
Creo/NC Complete Machining Option im<br />
Einsatz, zudem die Rendersoftware Keyshot.<br />
„Die Durchgängigkeit zur Fertigung war uns<br />
wichtig“, sagt Betriebsleiter Erich Kraft,<br />
„deshalb nutzen wir das CAM-Modul von<br />
Creo. So sind wir sicher, dass das Modell,<br />
das zur Programmierung genutzt wird, absolut<br />
identisch mit dem in der Konstruktion<br />
modellierten Teil ist. Gleichzeitig hat der<br />
Creo/NC-Arbeitsplatz die notwendigen<br />
CAD-Tools und kann direkt am Produktmodell<br />
die Änderungen anbringen, die für die<br />
Fertigung notwendig sind. Das ist einfach<br />
ein sauberer, nahtloser Prozess.“<br />
Siller sagt: „Keyshot haben wir erstmals<br />
beim T-Day in der Geschäftsstelle Lindau<br />
gesehen, den das Systemhaus Inneo dort<br />
einmal jährlich veranstaltet. Diese einfach<br />
zu bedienende Rendersoftware spart uns<br />
viel Arbeit.“ Dominik Walter, Grafikdesigner<br />
aus der Anschütz-Marketingabteilung, ergänzt:<br />
„Ich muss, wenn ich eine Illustration<br />
benötige, nicht in der Konstruktionsabteilung<br />
fragen, ob die Kollegen mir das Bild<br />
anfertigen. Ich kann das Creo-Modell selbst<br />
in Keyshot laden und so positionieren, wie<br />
ich es möchte, Teile ausblenden oder transparent<br />
schalten.“<br />
„Der Umstieg auf Creo 2.0 war relativ umfangreich,<br />
hat sich aber gelohnt“, so Siller<br />
weiter. „Wir mussten das PDM-System und<br />
auch die Server anpassen, hatten aber durch<br />
Inneo sehr gute Unterstützung während des<br />
gesamten Prozesses. Inneo hat die neue<br />
Software installiert und den Umstieg mit<br />
Schulungen und Hilfestellung begleitet. In<br />
Creo sind viele Funktionen besser und einfacher<br />
zu bedienen. Die Stabilität des Systems<br />
ist nach unseren Erfahrungen sehr gut.“<br />
Zusatz- und Hilfsprogramme<br />
unterstützen die Entwicklung<br />
Im Zuge des Umstiegs auf Creo 2.0 wurden<br />
auch die von Inneo entwickelten Startup<br />
Tools eingeführt, eine Suite von Zusatz- und<br />
mehr<br />
BandBreite<br />
Mit unseren intelligenten LWL-Lösungen wird jede<br />
Leitung zur Überholspur. das ist unser Beitrag<br />
zur Sicherung von investitionen in die Zukunft.<br />
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CAD / PLM<br />
03 Die Visualisierung im Rendering ermöglicht es, das komplexe Innenleben der Waffenteile – hier einer Schaftbacke – anschaulich zu präsentieren<br />
Hilfsprogrammen zu Creo. U. a. enthalten<br />
die Startup Tools Norm- und Standardteile,<br />
die bei Anschütz gerne genutzt<br />
werden. Die Bibliothekselemente sind in<br />
Creo-Familientabellen abgespeichert, so<br />
dass die Größen schnell angepasst werden<br />
können. Siller ergänzt: „Das mag trivial<br />
klingen, hilft aber bei der täglichen Arbeit<br />
sehr: Die Inneo-Bibliotheken enthalten<br />
Grundformen wie Sechseck oder Ellipse, die<br />
als Arbeitsskizzen genutzt werden können.“<br />
Zur Toleranzanalyse nutzen die Konstrukteure<br />
die PTC Creo Tolerance Analysis Extension,<br />
die das schnelle Analysieren und<br />
Dokumentieren von geometrischen Toleranzen<br />
direkt im 3D-CAD-Modell ermög-<br />
licht. Dazu definieren die Konstrukteure die<br />
jeweiligen Toleranzen an jedem Bauteil, die<br />
Software rechnet dann in der Baugruppe alle<br />
Toleranzen gegeneinander und zeigt dem<br />
Anwender, wo Durchdringungen entstehen<br />
können. Ebenso lassen sich Größt- und<br />
Die Beherrschung von Toleranzketten im 100stel-Millimeterbereich<br />
ist hier ein zentraler Punkt der Konstruktion<br />
Kleinst maßanalysen fahren, um festzustellen,<br />
wo sich bei ungünstiger Paarung zu viel<br />
oder zu wenig Spiel ergeben kann. Das gibt<br />
Sicherheit im Konstruktionsprozess.<br />
Die Creo-Funktion Familientabellen ist<br />
für die Konstruktionsarbeit bei Anschütz<br />
sehr wichtig. In vielen Ländern gelten strenge-<br />
Vorschriften, die sich aber voneinander unterscheiden.<br />
Anschütz muss also viele unterschiedliche<br />
Länderversionen fertigen, die<br />
sich oft nur in Details unterscheiden. So sind<br />
in verschiedenen Ländern bei Jagdwaffen<br />
Mindest-Abzugsgewichte vorgeschrieben,<br />
um zu verhindern, dass ein Gewehr ungewollt<br />
abgefeuert wird. Dieses Gewicht wird<br />
durch eine Feder erzeugt. Die Konstruktionsdaten<br />
des Abzugs müssen also viele<br />
verschiedene Federn enthalten – dies wird<br />
mit Familientabellen gelöst.<br />
Mit Creo 2.0 hat Siller sehr gute Erfahrungen<br />
gemacht: „Man kam in Wildfire aus dem<br />
Fehlermodus kaum mehr heraus, wenn einmal<br />
eine Referenz fehlte. In Creo ist das<br />
alles einfacher, man bekommt die Probleme<br />
einer Datei besser angezeigt und kann sie<br />
nacheinander lösen oder einfach ohne<br />
Reparatur aus der Datei heraus.“<br />
Eine gute Betreuung werde immer wichtiger,<br />
fügt Kraft an: „Creo ist modular aufgebaut,<br />
das bedeutet, dass wir – im Gegensatz<br />
zu früher, wo das System sehr mono lithisch<br />
aufgebaut war – den Umfang unserer Tools<br />
und der zugehörigen Lizenzen sehr viel genauer<br />
definieren müssen. Inneo ist dabei<br />
ein wichtiger Partner, weil die Spezialisten<br />
dort sehr genau wissen, welche Funktion in<br />
welchem Modul enthalten ist. Heiko Siller<br />
schließt: „Creo 2.0 bietet uns die Funktionalität<br />
die wir benötigen. Familientabellen,<br />
Toleranzanalyse, aber eben auch die von<br />
Inneo entwickelten oder vertriebenen Zusatzapplikationen<br />
wie die Startup Tools<br />
oder Keyshot ergeben eine Entwicklungsumgebung,<br />
die uns effizientes und sicheres<br />
Konstruieren ermöglicht. Mit dem CAM-<br />
Modul haben wir den direkten Weg in die<br />
Fertigung – insgesamt ist das ein rundes<br />
Paket, und Inneo hat uns geholfen, dieses<br />
Paket so rund zu machen.“<br />
Bilder: Anlaufbild Fotolia, weitere Bilder Anschütz,<br />
Berstecher Marketingservices<br />
www.inneo.com<br />
88 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
CAD / PLM<br />
3D-Renderingsoftware mit<br />
erweitertem Funktionsumfang<br />
Luxion, Hersteller der 3D-Renderingsoftware Keyshot, hat mit<br />
Version 6.1 erneut zahlreiche neue Highlights vorgestellt. Die<br />
Inneo Solutions GmbH ist langjähriger Partner von Luxion und<br />
einer von drei Platinum-Resellern weltweit. Inzwischen zählt<br />
das Unternehmen mehr als 1100 Kunden der Software.<br />
Eine der Neuerungen der aktuellen Version fokussiert sich auf<br />
die HDR-Image-Bearbeitungstechnologie. Hier ist es jetzt möglich,<br />
Lichtquellen hinzuzufügen, indem Pins eingefügt werden.<br />
Mit Keyshot 6.1 hat der Nutzer die Möglichkeit auch Half Pins<br />
zu erzeugen. Außerdem geht auch die Generierung der HDRIs<br />
schneller vonstatten.<br />
Weitere Neuerungen sind die Verbesserungen in der Lichtkontrolle,<br />
die Helligkeit, die Farben und die Keyshot-Bibliothek. Die<br />
Software verbessert die Darstellung in der technischen Dokumentation,<br />
mit der Funktion Toon-Material lassen sich die Außenkanten<br />
getrennt von den anderen Kanten steuern. Damit sind die<br />
erzeugten Grafiken für Datenblätter, Reparatur-, Montage- oder<br />
Betriebsanleitungen einsetzbar.<br />
Die Plug-Ins der Version 6.1 stehen als Updates für die neuesten<br />
Versionen von PTC Creo sowie auch Solidworks kostenlos zur<br />
Verfügung. Der Onshape-Import ist nun standardmäßig<br />
integriert.<br />
www.inneo.com<br />
Berechnungssoftware erweitert<br />
Das Kisssoft Release<br />
03/<strong>2016</strong> erscheint mit<br />
mehreren Neuerungen.<br />
Etwa der Modellaufbau in<br />
Kisssys wird vereinfacht:<br />
Beim Zufügen von<br />
Elementen werden nun die<br />
Bauteil-Geometrien mit<br />
Hilfe von Standardwerten<br />
vorbelegt. Eine intelligente<br />
Positionierung der Wellen<br />
wird anhand der Verzahnung<br />
vorgenommen, damit der Fortschritt sofort in der<br />
3D-Ansicht geprüft werden kann. Ganze Baugruppen können zu<br />
einem Modell zusammengefügt und optional Wellen verbunden<br />
werden. Die Feinauslegung für Stirnradberechnungen ist so<br />
erweitert worden, dass auch die Zahnrad-Bezugsprofile variierbar<br />
sind. Wahlweise lässt sich automatisch der größtmögliche<br />
Fußrundungsradius zur Festigkeitsberechnung verwenden. Mit<br />
dem Modul DPK lässt sich die Radkörpergeometrie parametrisiert<br />
definieren und mit Code_Aster die FE-Berechnung durchführen<br />
und die Einflussmatrix ermitteln. Für eine Nachrechnung der<br />
Planetenträgerdeformation kann jetzt auch die Trägergeometrie<br />
aus einem Step-Modell eingelesen werden.<br />
www.kisssoft.ag<br />
Inserentenverzeichnis Heft 4/<strong>2016</strong><br />
ACE Stoßdämpfer, Langenfeld81<br />
AMA Service, Wunstorf5<br />
Balluff, Neuhausen11<br />
Baumüller, Nürnberg55<br />
Clarion Events, Bielefeld21<br />
COG C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG,<br />
Pinneberg59<br />
ContiTech, Hannover13<br />
Dunkermotoren, Bonndorf71<br />
E-T-A, Altdorf23<br />
Eichenberger Gewinde AG, CH-Burg61<br />
EJOT, Bad Berleburg92<br />
eks Engel, Wenden87<br />
Elatech, I-Brembilla15<br />
Euchner, Leinfelden-Echterdingen63<br />
Faulhaber, Schönaich Halfcover<br />
Goodfellow, Bad Nauheim31<br />
Gutekunst, Metzingen73<br />
Harting, Minden29<br />
Heidenhain, Traunreut7<br />
Heinrichs, Dommershausen82<br />
Igus, Köln42<br />
IMS Gear, Donaueschingen41<br />
Isel Germany, Dermbach35<br />
Keller AG, CH-Winterthur 4.US<br />
KISSsoft AG, CH-Bubikon83<br />
Koch, Ubstadt-Weiher83<br />
Köhler + Partner,<br />
Buchholz, MN1-MN12 43-54<br />
KVT-Fastening, Illerrieden28<br />
LEE, Sulzbach85<br />
Maschinenbau Kitz, Troisdorf59<br />
Micro-Epsilon, Ortenburg3<br />
MiniTec, Schönenberg-Kübelberg75<br />
NSK, Ratingen69<br />
Pepperl+Fuchs, Mannheim65<br />
Pöppelmann, Lohne77<br />
Polymeca, CH-Heerbrugg39<br />
R+W, Klingenberg37<br />
Ringspann, Bad Homburg79<br />
Rotor Clip, USA-Somerset34<br />
Schaeffler, Schweinfurt 2.US<br />
Schmersal, Wuppertal57<br />
Siemens - Industry Sector, Bocholt19<br />
SLF, Fraureuth20<br />
Stauffenberg, Werdohl89<br />
Tox Pressotechnik, Weingarten33<br />
Turck, Mülheim17<br />
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Waldmann, Villingen-Schwenningen9<br />
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VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Schrauben oder Stecken?<br />
Anschlusstechnik von Schutzschaltern – ein Vergleich<br />
Thomas Schmid<br />
Es scheint eine Glaubensfrage zu<br />
sein: Die einen schwören auf den<br />
guten alten Schraubendreher. Die<br />
anderen verpönen ihn regelrecht<br />
und sehen in der Stecktechnik<br />
– insbesondere in der Federkraftklemmtechnik<br />
– das Nonplusultra.<br />
Fakt ist, beide Anschlusstechniken<br />
haben ihre Vorteile. Für den Bereich<br />
Schutzschalter wird hier exemplarisch<br />
aufgezeigt, wann welche<br />
Leiteranschlusstechnik an welcher<br />
Stelle sinnvoller ist.<br />
Thomas Schmid, E-T-A Elektrotechnische<br />
Apparate GmbH, Altdorf<br />
Am Anfang war die Schraube. So nutzte<br />
Archimedes bereits im 3. Jahrhundert<br />
vor Christus das Prinzip der Schraube zur<br />
Förderung von Wasser in Hebeanlagen und<br />
legte dadurch den Grundstein für die heutige<br />
Schneckenpumpe. Bis zur Nutzung der<br />
Schraube als Befestigungsmittel und Verbindungselement<br />
vergingen jedoch noch<br />
fast zwei Jahrtausende. Erst zu Beginn<br />
des 15. Jahrhunderts stellten europäische<br />
Schmieden die ersten Metallschrauben in<br />
Handarbeit für den Eigenbedarf her.<br />
Einer der ersten bekannten Nutzer von<br />
Metallschrauben war übrigens Johannes<br />
Gutenberg. Er nutzte sie als Verbindungelemente<br />
in seinen Druckerpressen. Heute<br />
sind Schrauben ein billiger Massenartikel.<br />
Darüber vergisst man leicht, dass das<br />
Prinzip der Schraube eine der wichtigsten<br />
Entdeckungen der Technikgeschichte ist.<br />
Die Schraubklemme ist<br />
die Nummer 1<br />
Bei Schutzschaltern ist die Schraubklemme<br />
nach wie vor die am häufigsten eingesetzte<br />
Anschlusstechnologie. Sie hat sich über<br />
viele Jahrzehnte hervorragend bewährt. Die<br />
Schraubklemme zeichnet sich durch hohe<br />
Kontaktkräfte bei gleichzeitig großer Kontaktfläche<br />
aus. Der Klemmkörper ist in aller<br />
Regel so konzipiert, dass sich starre und<br />
flexible Leiter, mit oder ohne Aderendhülse,<br />
sicher kontaktieren lassen. Ein großer Vorteil<br />
der Schraubklemme ist, dass aufgrund<br />
der zumeist großzügigen Kontaktfläche<br />
mehrere Leiter in einer Klemmstelle angeschlossen<br />
werden können. Ein großes Plus<br />
gerade in der Elektro-Installationstechnik.<br />
Und: Verbindungsschienen (Phasenschienen),<br />
zum Beispiel für die Realisierung von<br />
Sammel einspeisungen, lassen sich einfach<br />
und bequem montieren.<br />
Flachsteckanschlüsse sind<br />
eine Alternative<br />
So bewährt und praxiserprobt Schraubklemmen<br />
auch sind, sie haben einen systemimmanenten<br />
Nachteil: Zum Anziehen<br />
der Schrauben benötigt man stets einen<br />
passenden Schraubendreher. Und nur das<br />
richtige Anzugsdrehmoment garantiert eine<br />
langzeitstabile Kontaktierung. Zum korrekten<br />
Anziehen einer Schraube ist daher<br />
Fachwissen und Erfahrung notwendig, und<br />
der Klemmvorgang kostet Zeit.<br />
Eine Alternative sind Flachsteckanschlüsse.<br />
Die elektrische Kontaktierung erfolgt<br />
hier standardmäßig mit Hilfe von an<br />
Kabel gecrimpten Steckhülsen (Kabelschuhen).<br />
Diese lassen sich per Hand und ohne<br />
90 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Hilfsmittel auf die Flachstecker des Schutzschalters<br />
aufstecken. Bei Flachsteckverbindungen<br />
handelt es sich – wie bei Schraubverbindungen<br />
– um eine seit vielen Jahrzehnten<br />
verlässliche Anschlusstechnik von<br />
Schutzschaltern.<br />
Im E-T-A Programm findet sich daher<br />
heute eine große Palette unterschiedlicher<br />
Schutzschaltertypen mit Flachsteckanschlüssen.<br />
So beispielsweise thermische<br />
Schutzschalter für den Einsatz in medizinischen<br />
Geräten, Profiwerkzeugen und im<br />
Apparatebau. Oder hydraulisch-magnetische<br />
Schutzschalter für den Einsatz in der<br />
Telekommunikationsindustrie. Ein besonderer<br />
Vorteil von Schutzschaltern mit Flachsteckanschlüssen<br />
ist, dass sich mit Hilfe<br />
passender Stecksockel und Klemmbretter<br />
flexible und kostengünstige Stromverteilungssysteme<br />
realisieren lassen.<br />
E-T-A bietet hier von anreihbaren Einzelund<br />
Mehrfachsockel bis hin zu bereits<br />
komplett vorverdrahteten System eine<br />
breite Palette an Lösungen für die unterschiedlichsten<br />
Branchen an. Viele Kunden<br />
schätzen hier insbesondere den Vorteil,<br />
dass die Schutzschalter nicht zeitgleich<br />
mit der Installation der Steckplätze verbaut<br />
werden müssen. Oder anders formuliert:<br />
Sind die Steckplätze installiert und<br />
verdrahtet, können die Schutzschalter<br />
zu jedem beliebigen späteren Zeitpunkt<br />
sekundenschnell aufgesteckt werden.<br />
Dank der Stecktechnik ist auch der Austausch<br />
von Geräten ein Kinderspiel. Für<br />
viele Anwender ist dies ein wichtiger Zeitvorteil,<br />
zumal die meisten Schutzschalter<br />
auch bei unter Spannung stehenden Anlagen<br />
ausgetauscht werden können.<br />
Mit der Kraft der Feder<br />
Die Idee, elektrische Leiter mittels Feder statt<br />
Schraube zu verbinden, geht auf ein Patent<br />
aus dem Jahre 1951 zurück. Ihren Durchbruch<br />
erlebte die Federtechnik jedoch erst<br />
im Jahr 1977 mit dem legendären Käfigzugfederanschluss<br />
der Cage Clamp-Serie aus<br />
Am Anfang stand die Schraube, das vorläufige Ende der<br />
Entwicklung markiert die Push-in Anschlussklemme<br />
dem Hause Wago. Möglich machten diesen<br />
Siegeszug neuartige Federn aus Chrom-<br />
Nickel-Stahl. Dank ihrer extrem hohen<br />
Zugkräfte ließen sich erstmals Federkraftklemmen<br />
herstellen, die auch unter härtesten<br />
Bedingungen (Schock, hohe Vibrationen,<br />
aggressive Atmosphäre) eine dauerhaft<br />
zuverlässige Kontaktierung sicherstellten.<br />
Bei der Käfigzugfeder wird standardmäßig<br />
ein Schraubenzieher bei der Leiterkontaktierung<br />
zum Öffnen der Feder benötigt. Der<br />
Verdrahtungsvorgang ist also – wie bei der<br />
Schraubklemme – nicht werkzeuglos. Dafür<br />
punktet die Käfigzugfeder gegenüber der<br />
Schraubklemme ganz klar beim Thema<br />
Langzeitstabilität. Denn Kupfer ist weich.<br />
Verschraubt man einen Kupferleiter so<br />
entwickelt er eine nur geringe Gegenkraft.<br />
Anders formuliert: die mechanische Spannung<br />
zwischen dem Kupferleiter und dem<br />
Klemmteil des Schraubanschlusses ist nur<br />
sehr gering. Außerdem fließt das weiche<br />
Kupfer mit der Zeit und die Klemmwirkung<br />
nimmt hierdurch kontinuierlich ab. Kommen<br />
noch Temperaturwechsel und Vibrationen<br />
hinzu, ist es häufig nur eine Frage<br />
der Zeit bis die Verbindung Probleme bereitet,<br />
bzw. sich im schlimmsten Fall – wird<br />
nicht regelmäßig nachgezogen – sogar löst.<br />
Bei der Käfigzugfeder dagegen wird jeder<br />
Leiter – egal ob ein, fein oder mehrdrähtig,<br />
vorkonfektioniert oder unbehandelt – automatisch<br />
durch die Druckfeder mit der richtigen<br />
Kraft geklemmt. Und das über den<br />
gesamten Querschnittsbereich. Denn zwischen<br />
der rücktreibenden Kontaktkraft und<br />
der Auslenkung der Feder besteht Proportionalität<br />
(Hook‘sches Gesetz). Auftretende<br />
Setz-, Fließ- oder Kriecherscheinungen des<br />
Leiters (Stichwort: „Kupferkaltfluss“) werden<br />
somit automatisch ausgeglichen. Damit ist<br />
die Qualität der Kontaktierung auch weitgehend<br />
unabhängig von der Sorgfalt des<br />
Bedienpersonals.<br />
Auch E-T-A setzt seit vielen Jahren Käfigzugfedern<br />
in ihren Produkten ein. So z. B. in<br />
ihrem Montage- und Stromverteilungssystem<br />
17plus. Sämtliche Anschlüsse sind hier<br />
mit Käfigzugfedern ausgestattet. Die hierzu<br />
passenden Schutzschalter sind mit Flachsteckanschlüssen<br />
ausgeführt und lassen<br />
sich leicht aufstecken. Das Montage- und<br />
Stromverteilungssystem kombiniert somit<br />
die Vorteile der Käfigzugfeder mit den<br />
Vorteilen von Flachsteckanschlüssen.<br />
Die Push-in Anschlussklemme<br />
Ein weiterer Meilenstein in der Entwicklung<br />
der Anschlusstechnik war die Erfindung<br />
der Push-in Anschlussklemme. So setzte<br />
Phoenix Contact im Jahr 1978 als weltweit<br />
erstes Unternehmen die Push-in Technologie<br />
erstmals in einer Reihenklemme ein.<br />
Im Vergleich zur Käfigzugfeder hat die Pushin<br />
Anschlussklemme den Vorteil, dass sich<br />
starre oder mit Aderendhülsen vorkonfektionierte<br />
Leiter direkt in die Klemme einstecken<br />
lassen. Ein Werkzeug ist hierfür nicht<br />
notwendig. Die Kontaktfeder wird beim Einsteckvorgang<br />
vom Leiter selbst tätig geöffnet<br />
und sorgt so für die erforder liche Anpresskraft<br />
des Leiters gegen den Strombalken.<br />
Für den Anwender bedeutet dies im Vergleich<br />
zur Käfigzugfeder nochmals spürbar<br />
reduzierte Verdrahtungszeiten. Auch E-T-A<br />
setzt moderne Push-in Anschlussklemmen<br />
bereits seit vielen Jahren ein, z. B. im Stecksockel<br />
80plus oder im Stromverteilungssystem<br />
18plus. Mit dem thermischen Kombi-Schutzschalter<br />
3120-PT wartet das<br />
Altdorfer Unternehmen in diesem Jahr mit<br />
einer absoluten Marktinnovationen auf: Es<br />
ist der weltweit erste Schutzschalter mit<br />
direkter Push-in Anschlusstechnik!<br />
01 Montage-und Stromverteilungssystem mit<br />
aufgesteckten elektronischen Schutzschaltern<br />
02 Kombi-Schutzschalter<br />
mit Push-in Anschlusstechnik<br />
Hintergrundbild: Fotolia<br />
www.e-t-a.de<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 91
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Einpressbefestiger für rechtwinklige<br />
Blechverbindungen<br />
KVT-Fastening bietet<br />
ein umfangreiches<br />
Sortiment der Einpressbefestiger<br />
PEM. Im<br />
Programm findet sich<br />
eine Lösung für die<br />
rechtwinklige Verbindung<br />
von Dünnblechen<br />
ab 1 mm Blechstärke.<br />
Der Winkelbefestiger<br />
R’Angle wird fest und<br />
formschlüssig in<br />
rechteckige Stanzlöcher gepresst. Im zweiten Schritt lassen sich<br />
Abschlussbleche, Printplatten, Zwischenstege und vieles mehr<br />
befestigen. Dafür steht der Befestiger in zwei Typen zur Auswahl:<br />
Typ RAS (Sinterstahl) ist bereits mit einem Gewinde ausgestattet<br />
und muss nur noch mit Schrauben M3 oder M4 angebracht werden.<br />
Typ RAA (Aluminium) hingegen ist für gewinde furchende<br />
Schrauben in M3 und M4 ausgelegt. Der Winkelbefestiger ist überall<br />
dort geeignet, wo dauerhaft sichere Verbindungen gefordert<br />
werden, unter anderem im Apparatebau, in Elektronikschränken,<br />
in Computerteilen, in Haushaltsgeräten und in der Telekommunikationsbranche.<br />
Der Typ RAS ist für Blechhärten bis HRB 60 geeignet.<br />
Typ RAA für gewindeschneidende Schrauben kommt in<br />
Materialien mit Blechhärten bis HRB 45 zum Einsatz.<br />
www.kvt-fastening.de<br />
Individuelle Konstruktionsunterstützung<br />
mit EJOT ®<br />
Zeit und Kosten sparen -mit den EJOT Prognoseprogrammen<br />
für die Vor-Auslegung von Direktverschraubungen in Thermoplaste<br />
und Leichtmetalle. Auf der EJOT Website unter „CAD &<br />
mehr“ sind diese Berechnungstools jetzt auch online nutzbar.<br />
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EJOT GmbH &Co. KG Industrial Division<br />
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Lichtfixierbarer Hybridklebstoff für<br />
High-Performance-Anwendungen<br />
Die Lichtfixierung des Hybridklebstoffs aus dem Hause Delo ermöglicht<br />
eine hohe Klebegenauigkeit, eine definierte Kehlnaht<br />
sowie ein leichtes Handling der fixierten Komponenten. Zudem<br />
lässt sich damit bei einem Glob-Top-Verguss ein „Einfrieren der<br />
Form“ erreichen, da die Ausbildung einer Haut ein Verfließen<br />
während der Warmhärtung verhindert.<br />
Bei der zweistufigen Aushärtung wird der Klebstoff zunächst je<br />
nach Intensität in 1 bis 5 s fixiert und erreicht damit eine Die-Scherfestigkeit<br />
von mehr als 1 N auf dem Leiterplattenmaterial FR4.<br />
Seine volle Festigkeit von 50 MPa auf FR4 erhält er nach der noch<br />
erforderlichen Warmhärtung von z. B. 30 Minuten bei 150 °C. Das<br />
Dualbond-Produkt besitzt eine universelle Haftung und ist in je<br />
einer Viskosität für Klebanwendungen und einer für den Verguss<br />
verfügbar. Beide Varianten lassen sich aufgrund des thixotropen<br />
Fließverhaltens gut verarbeiten. Ihr Temperatureinsatzbereich<br />
reicht von - 65 bis + 180 °C. Für noch höhere thermische Anforderungen<br />
sind Hochtemperatur-Klebstoffe verfügbar, die eine Temperaturbeständigkeit<br />
von bis zu 250 °C aufweisen.<br />
www.delo.de<br />
Schnelles und sicheres Kleben<br />
im Fahrzeugbau<br />
Der reißfeste<br />
Liner von 3M<br />
erleichtert das<br />
Kleben von Fahrzeugteilen,<br />
da mit<br />
ihm die Bauteile<br />
vorfixiert werden<br />
können. Wenn<br />
sie richtig sitzen,<br />
wird der Liner<br />
einfach herausgezogen,<br />
ohne<br />
dass er reißt. Das Kleben von großen, komplexen Teilen erforderte<br />
bisher besonderes Geschick. Fahrzeugbauer mussten den Liner<br />
vor dem Einsetzen des Bauteils vom Klebeband abziehen und das<br />
Bauteil dann möglichst ohne Aufsetzen schnell in die richtige Position<br />
bringen, denn herkömmliche Liner reißen in der Regel beim<br />
nachträglichen Herausziehen. Der reißfeste Liner wiederum ist eine<br />
speziell entwickelte Schutzfolie für 3M Acrylic Foam Tapes und hält<br />
dem nachträglichen Herausziehen stand. Er kann bis zu einer<br />
Temperatur von 80° C verwendet werden und ist auf den 3M<br />
Acrylic Foam-Klebebändern der GTE-Serie ab einer Breite von<br />
8 mm erhältlich.<br />
www.3m-automotive.com<br />
92 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong><br />
EJOT.indd 1 24.03.<strong>2016</strong> 12:09:22
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
Serviceheft zu Verbindungselementen<br />
und Befestigungstechnik<br />
Das komplette Produktsortiment<br />
an Verbindungselementen<br />
und Befestigungstechnik<br />
stellt Reyher in seinem Serviceheft<br />
vor. Die Neuauflage umfasst<br />
eine übersichtliche<br />
Produktauflistung inklusive<br />
Abbildung der genormten<br />
sowie nicht genormten Artikelgruppen.<br />
Zusätzlich dienen<br />
Hinweise zu Korrosionsschutz-<br />
Überzügen und weitere technische<br />
Informationen zur Unterstützung<br />
bei der Produktauswahl.<br />
Korrosionsschutz-Überzüge<br />
von Verbindungs elementen<br />
aus Stahl sind beliebig<br />
anwendbar. Das Serviceheft informiert über die markt üblichen<br />
Überzüge wie zum Beispiel galvanisch verzinkt, feuerverzinkt<br />
oder zinklamellenbeschichtet. Darüber hinaus geben technische<br />
Hinweise Aufschluss darüber, welche Gegebenheiten oder Eigenschaften<br />
in der Produktfindung berücksichtigt werden sollten.<br />
Abgerundet wird das Heft mit einem Auszug technischer Informationen.<br />
Dazu gehören detaillierte Angaben zu den Normenumstellungen,<br />
Richtlinien und Gesetze bis hin zu Formen und<br />
Ausführungen von Verbindungselementen.<br />
www.reyher.de<br />
Geschirmte Steckverbinder mit<br />
Schnellanschluss<br />
Die geschirmten SACC-Steckverbinder mit Schnellanschlusstechnik<br />
IDC von Phoenix Contact erlauben mit einer einfachen<br />
Vorbereitung der Leitung und einer einfachen Handhabung des<br />
Steckverbinders eine schnelle Konfektionierung. Der M12-Steckverbinder<br />
besteht lediglich aus zwei Bauteilen. Bei den geschirmten<br />
Leitungen werden nur der Außenmantel und das Schirmgeflecht<br />
abgesetzt, die Litzen bleiben unberührt. Der Steckverbinder<br />
bietet einen Anschlussbereich von 0,14 bis 0,75 mm². Der maximale<br />
Leitungsaußendurchmesser wurde auf 9,7 mm erweitert.<br />
Somit lassen sich nahezu alle verfügbaren Signal- und Datenleitungen<br />
im Feld konfektionieren. Je nach Leitungstyp sind die<br />
Einzeladerfarben standardisiert und müssen im Anschlussbereich<br />
zugeordnet werden. Diese Farben finden sich als Kodierung farblich<br />
wie auch numerisch im Anschlussbereich wieder. Für die<br />
Signal- und Datenübertragung bis zu 10 GBit/s sind alle gängigen<br />
Kodierungen wie A, B, D und X verfügbar.<br />
www.phoenixcontact.de<br />
Gewindeeinsätze aus Metall zur dauerhaften<br />
Installation in Kunststoffen<br />
Gewindeeinsätze vom Typ SI<br />
von Penn Engineering bieten<br />
haltbare und wiederverwendbare<br />
Metallgewinde in Kunststoffen<br />
zur Aufnahme von<br />
Montageteilen, und erlauben<br />
bei Bedarf einen späteren<br />
Zugriff auf die Baugruppe.<br />
Anders als Verbindungsmethoden<br />
wie Kleben oder<br />
Nieten bieten die Gewindeeinsätze<br />
die Möglichkeit,<br />
Bauteile schnell und einfach<br />
zu demontieren und erneut<br />
zu befestigen, ohne dabei<br />
Gewinde zu beschädigen, die<br />
Integrität der Befestigung zu beeinträchtigen oder die Baugruppe<br />
auf irgendeine andere Weise zu beschädigen. Standardmäßig sind<br />
die Einsätze in Messing, rostfreiem Stahl und Aluminium<br />
erhältlich.<br />
Die Produktlinie umfasst Gewindeeinsätze, die kalt oder warm<br />
eingepresst, mit Ultraschall eingebettet oder während des Gießverfahrens<br />
eingeformt werden. Alle Einsätze lassen sich dauerhaft<br />
in das Kunststoffmaterial einsetzen. SI-Gewinde einsätze sind in<br />
unterschiedlichen Designs und Längen verfügbar – auch als Micro-<br />
Befestigerversionen mit Gewindegrößen ab M1; sie sind erhältlich<br />
in metrischen und zölligen Gewindemaßen.<br />
www.pemnet.com<br />
Magnete<br />
verwirklichen Ideen<br />
Wir bieten Ihnen ein leistungsstarkes Programm in:<br />
Magnetwerkstoffen<br />
HF, Plastomagnete, Magnetgummi, NdFeB, Sm/Co<br />
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Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 93<br />
Welter.indd 1 09.03.<strong>2016</strong> 08:01:17
WERKSTOFFTECHNIK<br />
Digitale Berechenbarkeit<br />
Was genaue Materialdaten in der Konzeptphase einer Bauteilentwicklung bedeuten<br />
Andreas Wüst<br />
Ein Ingenieur muss Annahmen<br />
treffen, in jeder Projektphase und<br />
bei vielen Entscheidungen im<br />
Rahmen jeder Bauteilentwicklung.<br />
Ein wichtiges Kriterium für den<br />
Erfolg ist dabei die Güte der<br />
ge troffenen Annahmen. Welche<br />
Informationen sind essentiell,<br />
welche vernachlässigbar und wo<br />
lohnt es sich genauer hinzusehen.<br />
Sind die relevanten Informationen<br />
überhaupt verfügbar, woher<br />
kommen sie und was kosten sie<br />
bezüglich Zeit und Geld?<br />
Genaue Materialdaten sind meist<br />
verfügbar, werden aber oft zu<br />
wenig genutzt. Effizienter lässt sich<br />
die Bauteilentwicklung deshalb<br />
gestalten, wenn die „digitale<br />
Berechenbarkeit“ eines Materials<br />
bereits in der Konzeptphase berücksichtigt<br />
wird.<br />
Andreas Wüst, Simulation Engineering,<br />
Ultrasim, Performance Materials Europe,<br />
BASF SE, Ludwigshafen<br />
Betrachtet man den modernen digital unterstützten<br />
Entwicklungsprozess eines<br />
Struktur-Bauteils, z. B. aus thermoplastischem<br />
Kunststoff, so fällt die stark zunehmende,<br />
massive Anwendung numerischer<br />
Simulationsmethoden bereits in frühen<br />
Entwicklungsphasen auf. Bei Strukturbauteilen<br />
beispielsweise hat sich die numerische<br />
Topologieoptimierung in den letzten<br />
Jahren zu einem Standardtool entwickelt.<br />
Zahlreiche Softwarepakete bieten teilweise<br />
bereits direkt aus dem CAD-System heraus<br />
die Möglichkeit, Lastpfade zu erkennen und<br />
somit bereits bei der allerersten Geometrie<br />
den richtigen Weg einzuschlagen. Nur lastpfadgerechte<br />
Konstruktionen sind der<br />
Schlüssel zum Leichtbau. Genügen bei<br />
einer solchen, meist geometrisch linearen<br />
Berechnung, noch lineare Materialkennwerte,<br />
benötigt der Entwickler in der nächsten<br />
Phase bereits detailliertere Informationen<br />
über das Material.<br />
Aus der Interpretation des Ergebnisses<br />
der Topologieoptimierung entsteht Geometrie,<br />
die sich direkt für eine mechanische<br />
Analyse mittels FE-Methoden nutzen lässt.<br />
Dazu muss jedoch zumindest die Materialklasse<br />
feststehen, die sich aus Erfahrung<br />
für den Einsatzzweck eignet. Auch der Prozesseinfluss<br />
bei der Herstellung, z. B. im<br />
Spritzgussverfahren, kann und sollte frühzeitig<br />
betrachtet werden. Entformungsrichtung(en),<br />
Schieber, Angusskonzept, mögliche<br />
Bindenähte haben gerade bei glasfasergefüllten<br />
Thermoplasten einen erheblichen<br />
Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften.<br />
Der Konstrukteur sollte die sich während<br />
der Füllung ausbildende Faserorientierungsverteilung<br />
mit geeigneten Softwaretools<br />
hier schon berücksichtigen. Auch der<br />
zu erwartende Verzug lässt sich zumindest<br />
abschätzen.<br />
Bauteilentwicklung ohne<br />
Materialdaten?<br />
Hier fangen die Probleme mit den Materialdaten<br />
für den Entwicklungsingenieur an.<br />
Entweder steht die Auswahl des Materials<br />
in einer solchen frühen Phase einer Bauteilentwicklung<br />
noch gar nicht fest, oder der<br />
genaue Materiallieferant ist noch nicht<br />
nominiert. Woher kommen also zu diesem<br />
Zeitpunkt die benötigten Daten?<br />
Eine erste Informationsquelle bieten öffentlich<br />
zugängliche Materialdatenbanken<br />
94 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
WERKSTOFFTECHNIK<br />
Schritt 1: Topologie-Optimierung<br />
Schritt 2: Gestalt-Optimierung<br />
01 Mathematische Bauteiloptimierung: Verfeinerung der Bauteilgestalt am<br />
Computer in zwei Schritten<br />
wie z. B. CAMPUS. Standardisierte Prüfungen<br />
gewährleisten als ersten Schritt zunächst<br />
eine Vergleichbarkeit der Materialien.<br />
Nicht immer reichen die Standardtests für<br />
eine Bauteilentwicklung aus. Wie ist die<br />
Dehnratenabhängigkeit des Materials bei<br />
einer Belastung mit höherer Verformungsgeschwindigkeit,<br />
z. B. im Crash? Wie sind<br />
die Spannungs-Dehnungswerte quer zur<br />
Faserrichtung, also senkrecht zu der im<br />
CAMPUS Probestab prozessbedingt vorliegenden<br />
hohen Längs-Ausrichtung der<br />
Fasern? Wie ist der Einfluss der Umgebungsbedingungen,<br />
z. B. von Temperatur<br />
und Feuchte? Verhält sich das Material unter<br />
Druck anders als unter Zug? Wie kann<br />
man das Versagen des Werkstoffs am besten<br />
beschreiben? Wie beschreibe ich alle diese<br />
Eigenschaften im verwendeten FE Softwaretool<br />
zur Mechanikanalyse? Soweit gehen<br />
die Informationen in den Materialdatenbanken<br />
meist bei weitem nicht.<br />
Daraus ergibt sich ein Dilemma: Nur wer<br />
zu diesem Zeitpunkt schon auf gute Materialdaten<br />
und entsprechende qualitativ<br />
hochwertige Materialmodelle zurückgreifen<br />
kann, wird auch in der Lage sein ein gutes,<br />
d. h. richtig dimensioniertes Bauteil zu ent-<br />
02 Füllsimulation und reales Füllverhalten eines Testkörpers zur Ermittlung von Ermüdungsverhalten.<br />
Die Simulation mit optimierten Materialdaten für den verwendeten Spezialkunststoff<br />
gibt den Verlauf des Füllens exakt wieder.<br />
wickeln. In der Realität ist dieser Zusammenhang<br />
in den Entwicklungsabteilungen<br />
meist nur zu gut bekannt. Daher besteht<br />
dort ein natürlicher Druck, den Werkstoff<br />
für eine bestimmte Anwendung frühzeitig<br />
festzulegen und die damit verbundene,<br />
Gute Bauteile entstehen aus<br />
guten Materialdaten<br />
notwendige Entwicklungsunterstützung<br />
durch den Lieferanten möglichst frühzeitig<br />
zu erhalten.<br />
Die Planungseinheiten des Unternehmens,<br />
die sich mit der Beschaffung der<br />
Materialien beschäftigen, müssen jedoch<br />
andere Ziele im Fokus haben. Hier spielt<br />
der Materialpreis verständlicherweise eine<br />
zentrale Rolle, was erfahrungsgemäß die<br />
Auswahl von Werkstoff und Lieferant verzögert.<br />
Das geht wiederum auf Kosten des<br />
Entwicklers, der bis zur Nominierung des<br />
Lieferanten nur mit unscharfen Daten<br />
dimensionieren kann.<br />
Digitale Berechenbarkeit<br />
– eine Materialeigenschaft<br />
Für eine ganzheitliche Betrachtung des Entwicklungsprozesses<br />
wird also eine neue Eigenschaft<br />
immer wichtiger, die „digitale Berechenbarkeit“.<br />
Das ist die Kenntnis des<br />
Werkstoffs über vorhandene, frei zugängliche<br />
Materialdatenbanken hinaus sowie<br />
eine digitale Beschreibung der kennzeichnenden<br />
Materialeigenschaften inklusive<br />
einer angepassten numerischen Beschreibung<br />
für CAE-Prozesse.<br />
Oftmals sind in den Anforderungslisten,<br />
die die Bauteilhersteller für ihre Materiallieferanten<br />
bindend formulieren, zwar bereits<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 95
WERKSTOFFTECHNIK<br />
STATEMENT<br />
03 Am Biegeträger „Eiffelturm“, einem praxisnahen Versuchsbauteil, wird die Verbesserung<br />
in der Vorhersagequalität deutlich: Die optimierte Faserorientierung (oben) führt zu einer Simulation<br />
des Bruchverhaltens (mitte), die außerordentlich gut mit dem realen Bruchverhalten<br />
übereinstimmt (unten)<br />
04 Festigkeitsanalyse unter statischem Innendruck: Links: Lokale Beanspruchung, in den roten<br />
Bereichen ist das Material überbelastet. Die Pfeile kennzeichnen den kritischen Bereich. Oben<br />
wird der Probekörper von außen, unten von innen gezeigt. Rechts: Hochgeschwindigkeitsaufnahmen<br />
beim Versagen; Rissentstehung<br />
entsprechende Passagen enthalten. Sie reichen<br />
aber für den Erfolg des Projekts nicht<br />
aus, und sind so ein vermeidbares Risiko für<br />
das Projekt. Abhilfe ist hier möglich, wenn<br />
die Entwicklungsabteilungen ihren Bedarf<br />
an relevanten Werkstoff-Informationen intern<br />
früh und aktiv zu Gehör bringen. Nur so<br />
können die Ingenieure und Konstrukteure<br />
wichtige Bauteile in kürzester Zeit und mit<br />
größtmöglicher Präzision auslegen.<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Der reale Werkstoff, wie hier<br />
faserverstärkter thermoplastischer<br />
Kunststoff, erhält sein<br />
digitales Abbild, mit dem vor dem<br />
ersten real erzeugten Spritzgussteil<br />
bereits digitale Prototypen<br />
erstellt werden können. Die<br />
digitale Berechenbarkeit wird zu<br />
einem Mehrwert für den Werkstoff<br />
und damit für die Konstruktion.<br />
Das passt absolut in das Weltbild<br />
und die Wertschöpfungskette<br />
einer Industrie 4.0.<br />
Weiterentwicklung des<br />
Simulationswerkzeugs<br />
Im Simulation Engineering der BASF in<br />
Ludwigshafen wird die mechanische Berechnung<br />
von anisotropen Kunststoffen seit<br />
Jahren in Kundenprojekten eingesetzt. Das<br />
CAE-Werkzeug Ultrasim ist dabei zum<br />
universell einsetzbaren Hilfsmittel für eine<br />
erfolgreiche Projektbearbeitung geworden.<br />
Inzwischen ist es auch gelungen, die Simulation<br />
des Spritzgießprozesses bezüglich<br />
der exakten Vorhersage der Faserorientierung<br />
deutlich zu verbessern.<br />
Das Konzept: Die simulierte Faserorientierung<br />
wird an ausgewählten Orten im<br />
Bauteil mit der gemessenen Orientierung<br />
im Bauteil verglichen. Die Optimierungsaufgabe<br />
besteht dann in der effizienten,<br />
automatisierten Anpassung der numerischen<br />
Modellparameter, so dass Messung und Simulation<br />
möglichst gut zusammenpassen.<br />
Wie die Untersuchungen gezeigt haben,<br />
kann mit diesen optimierten Faserorientierungs-Modellparametern<br />
die Genauigkeit<br />
mechanischer Simulationen mittels Ultrasim<br />
weiter erhöht werden – sowohl bezüglich<br />
der Vorhersage von Steifigkeiten als<br />
auch des genauen Versagensmechanismus.<br />
Weitere Untersuchungen ergaben, dass<br />
auch das Verzugsverhalten von komplexen<br />
Kundenbauteilen mit Hilfe der optimierten<br />
Faserparameter zu einer Genauigkeitssteigerung<br />
führt.<br />
Bilder: Fotolia, 01 - 04 BASF SE, Ludwigshafen<br />
www.basf.de<br />
96 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
DIE MULTIMEDIALE LIVE-ROADSHOW<br />
DAS HIGHLIGHT DES JAHRES<br />
SUMMERof <strong>2016</strong><br />
ENGINEERING<br />
>> START<br />
LIVE BLOG<br />
SUMMERof <strong>2016</strong><br />
ENGINEERING<br />
25. APRIL <strong>2016</strong><br />
www.summer-of-engineering.de<br />
Schon jetzt mit dabei:
MIT EXPERTEN IM DIALOG I SERIE<br />
Die totale Digitalisierung –<br />
Chancen und Risiken<br />
Big Data, Cloud, Internet der Dinge, Smart Factory, Industrie 4.0: Die<br />
Zukunft ist digital und vernetzt. Wie jede Entwicklung birgt auch die vierte<br />
industrielle Revolution Chancen und Risiken. Darüber sprachen wir mit<br />
Gerhard Kocherscheidt, dem Gründer und Geschäftsführer des Antriebsherstellers<br />
und -distributors Koco Motion GmbH.<br />
Herr Kocherscheidt, was bedeutet für Sie Industrie 4.0?<br />
Allgemein ist „Industrie 4.0“ für mich ein Kunstwort für die<br />
normalen und zu erwartenden Weiterentwicklungen durch die<br />
Digitalisierung – es handelt sich nicht um Revolution sondern<br />
um Evolution, die in den Medien gern hochstilisiert wird – und<br />
jeder interpretiert etwas drum rum. Von der Bundesregierung<br />
wurde ja auch schon sehr viel finanzielle Förderung zu diesem<br />
Thema geleistet. Was mich persönlich beunruhigt ist, dass ich<br />
keine Förderungsprojekte sehe, die sich mit Zukunftsforschung<br />
befassen, um die Menschheit darauf vorzubereiten, dass über<br />
60 % der Arbeitsplätze umstrukturiert werden müssen, um die<br />
Menschen zu ernähren und zufrieden zu halten. Da befürchte<br />
ich, könnten Revolutionen die Folge sein.<br />
Und heruntergebrochen auf Ihre Produkte?<br />
lichkeiten für die Cyberkriminalität. Rechtlich müssen viele Anstrengungen<br />
unternommen werden und entsprechende Gesetze<br />
und Regelungen vereinbart werden, die dann aber auch weltweit<br />
respektiert werden müssen.<br />
Wie gehen Sie also damit um? Welche Grenzen ziehen Sie?<br />
Bisher ist die Nutzung von Clouds in unseren Unternehmen<br />
untersagt, ich bin allerdings nicht so blauäugig zu glauben, dass<br />
wir das auf Dauer verbieten können. Allerdings stehen wir hier<br />
weniger unter Zugzwang als unsere Kunden. Wir suchen zurzeit<br />
für unsere Belange nach Möglichkeiten, unsere Unternehmen<br />
entsprechend zu schützen, bevor wir die Nutzung – begrenzt<br />
und gezielt – erlauben.<br />
www.kocomotion.de<br />
Für uns bedeutet die Digitalisierung, dass wir unsere Produkte so<br />
ausrichten müssen, dass sie digital überwachbar und steuerbar<br />
sind. Das heißt, dass verschiedene Arten von Sensoren integriert<br />
werden müssen und entsprechende Kommunikations-Schnittstellen<br />
geschaffen werden müssen, wie wir sie zu Teil auch schon<br />
haben.<br />
Welche Chancen eröffnet der digitale Zwilling, den jede<br />
Maschine, ja jede Komponente, künftig haben soll in ihren<br />
Augen?<br />
Automatisierung hat immer die Chancen, Arbeit zu erleichtern,<br />
Qualität zu perfektionieren, Kosten zu senken, etc. – Die weitere<br />
oder totale Vernetzung schafft dann eben auch die totale Überwachungsmöglichkeit.<br />
Das birgt viele Vorteile, aber auch viele<br />
Gefahren. Solange die Vorteile zum Wohl der Menschheit genutzt<br />
wird, ist alles gut – aber mit ihr kommen auf jeden Fall große gesellschaftliche<br />
Herausforderungen auf uns zu, die gemeistert<br />
werden müssen.<br />
Das klingt kritisch. Sehen Sie konkrete Wolken am Industrie-4.0-<br />
Himmel – Stichwort „Cloud“?<br />
Die „Clouds“ sind wohl unabdingbare Mittel, um diese Ziele zu<br />
erreichen, sie bergen aber auch sehr große Gefahren und Mög-<br />
Gerhard Kocherscheidt, Gründer und Geschäftsführer der Koco Motion<br />
GmbH in Dauchingen und Redakteurin Martina Bopp<br />
98 Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong>
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 5/<strong>2016</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 18.05.<strong>2016</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 29.04.<strong>2016</strong><br />
01<br />
04<br />
02<br />
03<br />
01 Was man über BLDC-Motoren wissen sollte:<br />
BLDC-Motoren haben hohe Wirkungsgrade, sind kompakt<br />
und energieeffizient; kennen Sie deren Ansteuerungsmethoden,<br />
deren Bauformen und Anwendungen?<br />
Bild: Nanotec, Feldkirchen<br />
02 Kupplungen mit erweitertem Einsatzbereich:<br />
Mit einer neu vorgestellten Gummimischung können<br />
hochelastische und elastische Antriebskomponenten jetzt<br />
in einem erweiterten Einsatzbereich verwendet werden.<br />
Bild: Reich, Bochum<br />
03 Berührungslose Drehgeber und Winkelsensoren:<br />
In Hochleistungsschleifmaschinen sorgen berührungslose<br />
induktive Drehgeber und Winkelsensoren für präzise,<br />
reproduzierbare Messdaten<br />
Bild: Turck, Mülheim<br />
Der direkte Weg<br />
im Internet: www.DerKonstrukteur.de<br />
als E-Paper: www.engineering-news.net<br />
Redaktion: m.doeppert@vfmz.de<br />
Werbung: a.zepig@vfmz.de<br />
in sozialen Netzwerken:<br />
www.Facebook.com/DerKonstrukteur<br />
www.twitter.com/derkonstrukteu<br />
04 Lichtschranken: Konnektivität ohne Kompromisse:<br />
Die hier vorgestellten Lichtschranken bieten in jeweils<br />
baugleichen Kompaktgehäusen alle optoelektronischen<br />
Funktionsprinzipien.<br />
Bild: Pepperl+Fuchs, Mannnheim<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
Der Konstrukteur 4/<strong>2016</strong> 99
100 Der Konstrukteur 3/2015