DER KONSTRUKTEUR 5/2015
DER KONSTRUKTEUR 5/2015
DER KONSTRUKTEUR 5/2015
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- konstrukteur
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19073<br />
5<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
Mai <strong>2015</strong><br />
Zahnstangengetriebe<br />
Antrieb und Führung für Schwergewichte<br />
Konstruktionselemente<br />
Kupplungen – so vielfältig<br />
wie ihre Anwendungen<br />
Automatisierungstechnik<br />
Komponenten-Baukasten<br />
für standardisierte Pressen<br />
Special Sensortechnik<br />
Bedienungsoptimierte<br />
Sicherheitssensoren
Die sichere Komplettlösung<br />
Nutzen Sie das konfigurierbare Steuerungssystem PNOZmulti 2 dezentral: Linkmodule ermöglichen<br />
den einfachen Anschluss der dezentralen Module PDP67 und gewährleisten eine sichere<br />
Kommunikation mehrerer Basisgeräte untereinander. Profitieren Sie zusätzlich vom geringen<br />
Installations- und Verdrahtungsaufwand dank der Anschlussmöglichkeit von bis zu 4 Sensoren<br />
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EDITORIAL<br />
Die Zukunft<br />
fest im Visier<br />
Zurück von der Hannover Messe, mit den dort aufgenommenen<br />
fundierten technischen Informationen, den emotionalen Ein -<br />
drücken und den eigenen fast 30-jährigen Erfahrungen im und mit<br />
dem deutschen Maschinenbau, kann ich vorsichtig das folgende<br />
überaus positive Fazit ziehen: Noch nie war die deutsche Industrie so<br />
gut aufgestellt für eine Zukunft mit tiefgreifend veränderten Anforderungen<br />
und Marktbedingungen und daraus resultierenden not -<br />
wendigen technologischen Entwicklungen. Dieser Zukunft haben<br />
wir den Namen Industrie 4.0 gegeben – und in Hannover konnten<br />
wir spüren und sehen, dass sich dieser Begriff mit Leben, mit<br />
Strategien, Konzepten und auch mit Produkten füllt.<br />
Augenscheinlich war in Hannover, dass die Messe die digitale Welt<br />
wieder eingefangen hat, dass IT und Maschinenbau enger<br />
zusammenrücken und damit das Rennen in die Zukunft der indus -<br />
triellen Produktion begonnen hat. Eine Demo-Anlage von Festo auf<br />
dem SAP-Stand und gleich daneben ein Industrie-4.0-Exponat von<br />
Bosch – hier wird für den Betrachter dieses Zusammenrücken<br />
greifbar.<br />
Für uns Konstrukteure und Entwickler stellt sich natürlich die Frage,<br />
wie wir in diesem veränderten Umfeld entwerfen, konstruieren,<br />
zusammenarbeiten und wie die Fertigung daran anschließt. Die<br />
grundlegenden Aufgabenstellungen kennen wir heute schon: stärker<br />
individualisierte Produkte, smarte Komponenten, schnellere<br />
Innovationszyklen und kürzere Time-to-Market. Dazu bedarf es des<br />
Internets der Dinge und Big Data; aber auch einer weiteren Digitalisierung<br />
des Entwicklungsprozesses. Ein Umdenken vom entwurfsgetriebenen<br />
zum simulationsgetrieben Konstruieren wird zwingend<br />
notwendig. Die deutsche produzierende Industrie sowohl im Umfeld<br />
des ZVEI als auch des VDMA – so der Eindruck nach der Hannover<br />
Messe <strong>2015</strong> – hat diese Zukunft fest im Visier.<br />
Dr. Michael Döppert<br />
Chefredakteur<br />
SENSOREN<br />
WEG,<br />
ABSTAND<br />
& POSITION<br />
FÜR<br />
Berührungslose Wirbelstrom-<br />
Sensoren für raues Industrieumfeld<br />
Hohe Auflösung und Genauigkeit<br />
Schnelle Messungen bis zu 100 kHz (-3dB)<br />
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INHALT<br />
12<br />
24<br />
50<br />
Kupplungen: Adaptionen ermöglichen den<br />
Einsatz unter speziellen Bedingungen wie<br />
im pharmazeutischen Bereich<br />
Dichtungen: Wirtschaftliche Lösungen für<br />
rotatorische Anwendungen unter extremen<br />
Bedingungen<br />
Sensoren: Bedienerfreundliche Laserscanner<br />
lösen Aufgaben mit einem Gerät,<br />
für die bislang zwei nötig waren<br />
RUBRIKEN<br />
3 Editorial<br />
5 Aktuell<br />
6 KOMMENTAR Entwicklungsprojekte nach Maß:<br />
Simultaneous Engineering versus Simultaneous Product<br />
Adaption<br />
59 Impressum<br />
61 Inserentenverzeichnis<br />
66 SERIE Mit Experten im Dialog: RFID und Industrie 4.0<br />
67 Vorschau<br />
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
8 TITEL Antrieb und Führung für Schwergewichte:<br />
Zahnstangengetriebe unterstützen das Vereinzeln<br />
großer Bleche<br />
12 So vielfältig wie ihre Anwendungen: Axial steife<br />
Kupplungen mit hoher Winkel- und Radialverlagerung<br />
16 Robuste Technik: Gehäuselager in Rollengängen und<br />
Querförderern der Holzindustrie<br />
20 Weniger Energie – bessere Bilanzen: Wälzlager tragen zur<br />
Energie- und Kosteneffizienz von Motoren bei<br />
24 Hohe Leistung mit Kostenvorteilen: Dichtungen für<br />
rotatorische Anwendungen unter extremen Bedingungen<br />
26 Flexible, platzsparende Normalien: Ausgleich von Schrägen<br />
und Höheneinstellung mit Gelenkschrauben<br />
28 Effektiv verzögern: Konstruktionselemente zum Klemmen<br />
und Dämpfen sichern Kabelschneidemaschine<br />
32 Von Komponenten zu Systemen: Mit Antriebskomponenten<br />
und Profilen zur smarten Automatiktür-Lösung<br />
15 Produkte<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
34 In luftiger Höhe: Durchgängige Automatisierung macht<br />
Riesenräder energieeffizienter und sicher<br />
36 Produkte<br />
FLUIDTECHNIK<br />
38 Energieeffizient und hochverfügbar: Hydraulik-Aggregate<br />
speziell für Werkzeugmaschinen für die Automobilindustrie<br />
41 Produkte<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
42 Ventile, frisch gepresst: Große Bauteilanzahl,<br />
hohe Taktrate – mit standardisierten Pressen klappt<br />
die Montage<br />
43 Produkte<br />
CAD/CAM/PLM<br />
46 Das Schlagwort heißt Funktionsintegration:<br />
Additive Fertigung ermöglicht die Umsetzung<br />
bionischer Konstruktionsprinzipien<br />
48 Produkte<br />
SPECIAL<br />
50 Einfach alles doppelt im Blick: Bedienungsoptimierte<br />
Sicherheitssensoren mit großem Scanbereich<br />
54 KOMMENTAR Schlanke Multitalente für Mechatronik:<br />
Dünnschichttechnik birgt ein hohes Potenzial in der<br />
strukturintegrierten Sensorik<br />
56 Allrounder mit Spitzengehör: Ultraschall-Sensoren<br />
erfassen zuverlässig unterschiedlichste Objekte auch<br />
in rauer Umgebung<br />
60 Sensorik 4.0: Sensoren in das Kommunikations-Netzwerk<br />
der Industrie 4.0 einbinden<br />
62 Der Blick in die Welle: Magnetostriktive Echtzeitdrehmomentmessung<br />
erschließt Vorteile<br />
64 Anspruch und Wirklichkeit vereinen: Sicherheitslichtgitter<br />
entwickelt im Dialog mit dem Kunden<br />
53 Produkte<br />
Titelbild: LEANTECHNIK AG, Oberhausen<br />
4 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
AKTUELL<br />
www.newcast.de<br />
www.tbwom.de<br />
Forum: Dosiertechnik<br />
für Klebe- und Dichtsysteme<br />
Das Thema Dosiertechnik<br />
für<br />
Klebe- und Dichtsysteme<br />
ist komplex.<br />
Um die Technik<br />
beherrschen<br />
zu können, benötigt<br />
man vertieftes<br />
Wissen über die<br />
Werkstoffalternativen,<br />
über die notwendigen<br />
Oberflächen und ggf. die Vorbehandlung. Ebenso wichtig<br />
sind Kenntnisse über die möglichen Maschinen- und Anlagenkonzepte<br />
sowie die Mess- und Prüftechnik. Bisher geht man auch<br />
zumeist davon aus, dass diese Technologie ausschließlich für<br />
Großserien geeignet ist. Neue, modular aufgebaute Produktionseinheiten<br />
ermöglichen jedoch eine wirtschaftliche Produktion<br />
auch bei kleineren Mengen. Zudem kann man zur Ansicht gelangen,<br />
dass die liminierte Materialauswahl ein Begrenzungsfaktor ist.<br />
Durch konstruktive Maßnahmen kann das Lösungsspektrum allerdings<br />
erweitert werden. Um potenziellen Interessenten einen<br />
möglichst umfassenden Einblick in die Möglichkeiten und Grenzen<br />
der Technik, aber auch Anwendern eine Plattform für den Austausch<br />
von Erfahrungen zu bieten, veranstaltet die Isgatec GmbH<br />
vom 24. bis 25. November <strong>2015</strong> in Mannheim das Forum „Prozesskonstante<br />
Dosiertechnik für Klebe- und Dichtsysteme“. In mindestens<br />
zwölf Fachvorträgen informieren Experten über den Stand der<br />
Technik, zeigen aber auch mögliche Fehlerursachen und wie sie<br />
vermeidbar sind. Dem Informationsaustausch wird, wie im letzten<br />
Jahr, bewusst sehr viel Raum gegeben.<br />
Anmeldungen unter: http://www.isgatec.com/index.php/de/Akademie/FORUM<br />
worldwide<br />
4. INTERNATIONALE FACHMESSE<br />
FÜR GUSSRODUKTE MIT NEWCAST FORUM<br />
www.isgatec.com<br />
Messe Rapid.Tech für additives<br />
Manufacturing<br />
In den Bereichen<br />
Additive Manufacturing<br />
und 3D-Druck<br />
hat sich die Rapid.<br />
Tech in den letzten<br />
elf Jahren zu einer<br />
der international<br />
führenden Veranstaltungen<br />
entwickelt.<br />
Dies liegt nicht<br />
zuletzt an der Kombination<br />
von Fachmesse und hochkarätigem Kongress mit Anwendertagung<br />
für neue Technologien, Konstrukteurstag sowie den<br />
Fachforen zu den Themen Wissenschaft, Werkzeuge, Luftfahrt und<br />
Medizintechnik. Das Forum der Fraunhofer-Allianz Generativ ergänzt<br />
das Programm der Kongressmesse am 10. und 11. Juni <strong>2015</strong><br />
in Erfurt. Die Messe soll damit sowohl Einsteigern in diese zukunftsweisende<br />
Technologie als auch Experten eine herausragende<br />
Plattform für den wissenschaftlichen sowie anwendungsspezifischen<br />
Austausch bieten. Parallel findet die 3D-Druck-Messe für<br />
semiprofessionelle Anwender und Prosumer FabCon 3.D zum<br />
dritten Mal statt.<br />
www.rapidtech.de<br />
Zukunft gestalten<br />
Die internationale Fachmesse für Gussprodukte ist die weltweit<br />
bedeutendste Plattform für maßgeschneiderte Lösungen<br />
auf diesem Sektor – die Erzeugnisse sind sichtbares Ergebnis<br />
hochwertiger Gießereitechnik. Höhepunkte sind neben der<br />
Verleihung des NEWCAST-Awards das NEWCAST-Forum<br />
sowie die Sonderschau „Technik in Guss“.<br />
Gegossene Spitzenklasse<br />
Die NEWCAST bietet wegweisende Produktentwicklungen:<br />
vom hochpräzisen Feingussteil der Medizin bis zum einbaufertigen,<br />
komplexen Großgussteil im Maschinen- und Anlagenbau.<br />
Herzlich willkommen in Düsseldorf!<br />
Messe Düsseldorf GmbH<br />
Postfach 10 10 06 _ 40001 Düsseldorf _ Germany<br />
Tel. +49(0)2 11/45 60-01 _ Fax +49(0)2 11/45 60-6 68<br />
www.messe-duesseldorf.de
AKTUELL<br />
Entwicklungsprojekte nach Maß<br />
Simultaneous Engineering versus Simultaneous Product Adaption<br />
KOMMENTAR<br />
Verkürzte Lieferzeiten bei hoher Qualität und niedrig zu haltende<br />
Kosten sind grundsätzliche Anforderungen des Kunden an den<br />
Lieferanten. Die Komplexität der Projekte, meist auch die Notwendigkeit<br />
der Erarbeitung neuartiger Lösungen und zum Beispiel auch die<br />
Zusammenarbeit internationaler Projektteams stellen besondere<br />
Herausforderungen an die Entwicklung.<br />
Oliver Obermeier, Head of Strategic<br />
Marketing, TSUBAKI KABELSCHLEPP,<br />
Wenden-Gerlingen<br />
Die Erarbeitung von kundenspezifischen<br />
Lösungen gemeinsam mit<br />
Kunden und Lieferanten ist ein adäquates<br />
Mittel für Produktinnovation und<br />
Kundenbindung. Um die Entwicklungszeit<br />
eines neuen Produktes zu verkürzen<br />
wird überwiegend das wohl bekannte<br />
Prinzip des Simultaneous Engineering<br />
(SE) angewendet. Dieses Prinzip basiert<br />
auf dem Grundgedanken der zeitlichen<br />
Überlappung von traditionell nacheinander<br />
folgenden Arbeitsabläufen. Insbesondere<br />
der Informationsaustausch und<br />
die Optimierungsläufe zwischen den<br />
Phasen der Produktentwicklung und der<br />
Betriebsmittelplanung sind äußerst<br />
nutzenstiftend für die zeitliche Verkürzung<br />
des Gesamtprozesses und die<br />
Kostenreduzierung.<br />
Enge Abstimmungen zwischen dem<br />
Kunden und dem Lieferanten sind über<br />
die Konzept- und Designphase hinaus<br />
notwendig. Aus meiner Sicht erfordert<br />
dies jedoch Anpassungen an die Organisationsstruktur,<br />
so dass die zu bilden<br />
Es muss nicht immer<br />
eine komplette<br />
Neukonstruktion sein<br />
den unternehmensübergreifenden Task<br />
Force Teams nicht nur die fachlichen<br />
Kompetenzen abdecken, sondern auch die<br />
im Projekt notwendigen Entscheidungen<br />
direkt treffen und durchsetzen können. Bei<br />
Tsubaki Kabelschlepp wird das SE seit<br />
Jahren erfolgreich im Bereich der Serienlösungen<br />
für Kunden angewendet.<br />
Zusätzlich zum Simultaneous Engineering<br />
wird in unserem Unternehmen in der kundenspezifischen<br />
Produktentwicklung auch<br />
der von uns so genannte Prozess der<br />
Simultaneous Product Adaption (SPA)<br />
angewendet. Auch dieses Verfahren basiert<br />
auf einer simultanen Abstimmung<br />
mit dem Kunden in allen Phasen und einer<br />
Überlappung der Arbeitsabläufe. Wesentlich<br />
dabei ist jedoch, dass keine neuen<br />
Betriebsmittel konzipiert werden müssen.<br />
Vielmehr werden in diesem Prozess die<br />
bereits vorhandenen Produkte bzw.<br />
Lösungen modifiziert, so dass sie den Anforderungen<br />
des Kunden entsprechen. Ziel<br />
des Entwicklungsprozesses ist es unter<br />
anderem, möglichst früh entscheiden zu<br />
können, ob das Produkt die technischen<br />
Anforderungen des Kunden zu einem<br />
realisierbaren Zielpreis erfüllen kann.<br />
Insbesondere im Projektgeschäft und bei<br />
klein-losigen Aufträgen sind aus betriebswirtschaftlicher<br />
Sicht die Möglichkeiten<br />
für aufwendige Betriebsmittelkonstruktionen<br />
und deren Realisierung sehr begrenzt.<br />
Hier eignet sich aus meiner Sicht die SPA,<br />
denn üblicherweise entfallen hier aufwendige<br />
Betriebsmittel-Neukonstruktionen<br />
und unnötige Investitionsentscheidungen.<br />
Weiterhin ist die Produktionsplanung in<br />
bestehenden Produktionslinien mit evtl.<br />
Anpassungen wesentlich einfacher und<br />
gleichzeitig ist die Kalkulation der Herstellungskosten<br />
und der Produktionszeit<br />
aussagekräftiger. Eine Vorserie ist in<br />
vielen Fällen auch nicht notwendig.<br />
Insgesamt ist aus meiner Sicht und<br />
Erfahrung somit gerade im Hinblick auf<br />
Kosten und auf „Time to Market“ SPA<br />
vorzuziehen. Allerdings ist der Innovationssprung<br />
im Vergleich zu SE<br />
geringer.<br />
So entscheiden wir frühzeitig gemeinsam<br />
mit dem Kunden, welchen Engineering<br />
Prozess wir bei der gewünschten<br />
Lösung einsetzen. Meine Erfahrung<br />
ist, dass sich die Kunden in jüngster<br />
Vergangenheit vermehrt für SPA Lösungen<br />
entscheiden. Im Projektgeschäft<br />
profitiert der Kunden dabei nicht nur<br />
von den geringeren Entwicklungskosten<br />
und der geringeren Entwicklungszeit,<br />
er setzt auch auf die bereits im<br />
Markt etablierten und bewährten Produkte<br />
als Ausgangsbasis für seine individuelle<br />
Lösung. Zahlreiche Projekte<br />
u. a. aus den Bereichen Off-Shore,<br />
Mining und Sondermaschinenbau verliefen<br />
bei uns erfolgreich. Mit der Modifizierung<br />
bestehender Produkt entsprechend<br />
der Anforderungen aus dem<br />
Einsatzzweck erhalten die Kunden<br />
letztlich eine wirtschaftliche, effiziente<br />
und funktionale Lösung.<br />
www.kabelschlepp.de<br />
6 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
AKTUELL<br />
manus <strong>2015</strong>: Auf der Hannover Messe<br />
wurden die Sieger gekürt<br />
Bereits zum siebten Mal wurde<br />
von Igus der Manus Award auf<br />
der Hannover Messe verliehen.<br />
467 Mal haben Entwickler aus aller<br />
Welt dabei gezeigt, welches<br />
kreative Potenzial im Einsatz von<br />
Polymer-Gleitlagern steckt. Der<br />
goldene Manus wurde an Jan-Philipp Kobler von der Leibniz Universität<br />
Hannover vergeben. Hier wurde ein System entwickelt, das<br />
zur Ohrchirurgie eingesetzt werden kann. Einen Sonderpreis gab es<br />
für die Firma ATS ELGI aus Indien, die in ihrer PKW-Waschanlage<br />
auf schmierfreie Kunststoffgleitlager setzt.<br />
www.manus-wettbewerb.de<br />
Wälzlager-Standardwerk neu aufgelegt<br />
Schaeffler hat die „Wälzlagerpraxis“, das Handbuch zur Berechnung<br />
und Gestaltung von Wälzlagerungen, überarbeitet. In Zusammenarbeit<br />
mit den Vereinigten Fachverlagen erscheint<br />
es in der 4. Auflage. Neue Kapitel zeigen<br />
die Weiterentwicklung der Wälzlagertechnik<br />
u. a. in den Bereichen Mechatronik und<br />
Beschichtungen. Die Aus gabe wurde um<br />
400 Seiten erweitert und stellt die Kernthemen<br />
rotatorischer – und jetzt auch translatorischer<br />
– Wälzlager dar. Auf einem beigefügten<br />
USB-Stick finden sich Fallbeispiele<br />
und Simulationen. Das Buch ist für 65 Euro<br />
erhältlich unter:<br />
www.shop.engineering-news.net<br />
www.schaeffler.com<br />
Trumpf-Maschinen<br />
ausgezeichnet<br />
Ende Februar verlieh die iF International<br />
Forum Design GmbH den<br />
iF Design Award <strong>2015</strong> an vier<br />
Trumpf-Werkzeugmaschinen.<br />
Preisträger sind die 2-D-Lasermaschine<br />
TruLaser 5030 Fiber, die<br />
Stanzmaschine TruPunch 5000, die<br />
Laser-Rohrschneidmaschine Tru-<br />
Laser Tube 5000 und die Biegemaschine<br />
TruBend 5130. „Wir freuen<br />
uns sehr, dass unser durchgängiges<br />
Konzept für das Maschinendesign<br />
die Jury überzeugt hat“, sagt Dina<br />
Gallo, Designmanagerin bei<br />
Trumpf. Wichtiges Kernelement<br />
des Designs ist die Verkleidung der<br />
ausgezeichneten Maschinen. Sie<br />
besteht hauptsächlich aus Blech.<br />
Dabei verkürzen Blechkonstruktionen<br />
die Aufstellzeit beim Kunden<br />
und machen die Produkte robuster.<br />
„Das Design unserer Maschinen ist<br />
schlicht, kompakt und konsequent<br />
16.-20.06.<strong>2015</strong><br />
Halle 5 | 5G12<br />
auf das Wesentliche reduziert“, erläutert<br />
Gallo. Beispielsweise lässt<br />
sich an der TruLaser Tube 5000 die<br />
große Scheibe vor dem Schneidkopf<br />
komplett nach oben schieben.<br />
Das ermöglicht einen leichten Zugang<br />
zum kompletten Bearbeitungsraum.<br />
DIE GIGANTEN<br />
ROBUST UND KRAFTVOLL: UNSERE SCHWERLASTKUPPLUNGEN.<br />
www.trumpf.com<br />
RW-KUPPLUNGEN.DE<br />
DIE KUPPLUNG.
KONSTRUKTIONSELEMENTE I TITEL<br />
Antrieb und Führung<br />
für Schwergewichte<br />
Zahnstangengetriebe unterstützen<br />
das Vereinzeln großer Bleche<br />
Lucia Tischer<br />
Im Stahl- und Eisenhandel sind ein schneller Zugriff<br />
auf Bleche, Platten und Platinen sowie ein<br />
wirtschaftlicher Umstapelbetrieb unabdingbar für<br />
eine schnelle Lieferfähigkeit. Die Kommissionier-<br />
Stapelanlagen des Maschinenherstellers VOMA<br />
übernehmen diese Aufgaben vollautomatisch. Für<br />
das vertikale Heben hoher Anhängelasten kommen<br />
dabei Zahnstangengetriebe zum Einsatz.<br />
Lucia Tischer, Leantechnik, Oberhausen<br />
pelnden Güter erheblich. Dafür eine jeweils<br />
produktive und zuverlässige Lösung zu<br />
finden, ist das Bestreben des Maschinenherstellers<br />
aus den Rheinisch-Bergischen Kreis.<br />
Schwere Bleche im Griff<br />
„Mit zunehmender Größe steigt in der Regel<br />
auch das Gewicht des zu handhabenden<br />
Materials. Und je höher die zu transportierenden<br />
Gewichte, desto höher die Anforderungen<br />
an die Hebevorrichtung bzw. an die<br />
erforderliche Mechanik und den Antrieb“,<br />
erläutert Knut Vogel, der gemeinsam mit<br />
seiner Schwester Anke das Unternehmen<br />
geschäftsführend leitet. „Je nach Gewicht<br />
und Stärke von Platten oder Blechen heißt<br />
es für uns, entweder schnell und dynamisch<br />
oder feinfühlig anzuheben.“ Wichtig beim<br />
Vereinzelungsprozess von Platten ist die<br />
Bleche von einem zusammenhängenden<br />
Paket abzuheben, um sie anschließend<br />
einer Blechbearbeitungslinie zuzuführen<br />
oder für einen bestimmten Auftrag zu kommissionieren,<br />
gehört in Stahl- und Eisenhandel<br />
zum Alltag. Der Maschinenhersteller<br />
VOMA aus Wermelskirchen stellt entsprechende<br />
Handling- und Transportsysteme,<br />
sogenannte Stapel- und Kommissionieranlagen<br />
her. Daneben hat sich das Unternehmen<br />
auf die Herstellung von Folier- und<br />
Kaschieranlagen spezialisiert. So fertigt das<br />
Unternehmen komplette Folier- und Bearbeitungslinien.<br />
Beim Blechhandling<br />
variieren Größe und Gewicht der zu staexakte<br />
Ausführung der vertikalen Hubbewegung<br />
der Anlage, damit die einzelnen<br />
Platten sauber voneinander getrennt und<br />
anschließend materialschonend abgestapelt<br />
werden. Für das halb- oder vollautomatische<br />
Transportieren, Kommissionieren<br />
und Vereinzeln hat VOMA Portal-Stapelanlagen<br />
im Programm. Damit lassen sich<br />
Blechbreiten von 500 mm bis 2600 mm sowie<br />
Blechlängen von 500 bis 6000 mm und<br />
darüber hinaus problemlos bewegen. Die<br />
Blechgewichte reichen bis 400 kg, können<br />
unter bestimmten Voraussetzungen aber<br />
schon mal 1200 kg erreichen. Eine Portalanlage<br />
besteht im Wesentlichen aus einer<br />
stabilen Stahlbaukonstruktion, die den<br />
Fahrwagen mit dem Hubrahmen aufnimmt.<br />
Letzterer ist an seinem unteren Ende mit<br />
einer Saugtraverse verbunden. Für die Vereinzelung<br />
verfährt diese auf die Höhe des<br />
8 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
Blech stapels, saugt ein Blech mit entsprechenden<br />
Vakuumsaugern an und hebt die<br />
Last hoch. Der Fahrwagen verfährt anschließend<br />
mittels Kugelschienen oder<br />
Rädern horizontal, um das Blech an anderer<br />
Stelle wieder abzulegen. Dafür führt die<br />
Saugtraverse wiederum einen entsprechenden<br />
vertikalen Hub aus.<br />
Neben Standardmaschinen fertigt VOMA<br />
Maschinen fürs Blechhandling auch nach<br />
Kundenwunsch. Als das Unternehmen in<br />
der zweiten Jahreshälfte des vergangenen<br />
Jahres den Auftrag erhielt, eine Portal-Stapelanlage<br />
für sehr große Aluminiumplatten<br />
zu bauen, sahen sich die Experten vor die<br />
Aufgabe gestellt, Platten mit einer Länge<br />
von 4000 mm, einer Breite von 1800 mm<br />
und einer Dicke von 200 mm nach dem<br />
Folieren von einer Rollenbahn sicher auf<br />
eine Palette zu bewegen. „Das ist auch für<br />
uns kein alltägliches Projekt“, berichtet Knut<br />
Vogel. „Zusammen mit der erforderlichen<br />
Konstruktion haben wir es hier immerhin<br />
mit einer Anhängelast von 4000 kg zu tun.<br />
Und diese Last muss exakt angehoben und<br />
gleichzeitig hochpräzise geführt werden.“<br />
Präzise heben und führen<br />
Die Ingenieure von VOMA konstruierten<br />
eine entsprechend dimensionierte und für<br />
die hohen Lasten ausgelegte Portalanlage.<br />
Um das Führen und Heben der schweren<br />
Anhängelast mechanisch sauber und mit<br />
gleichzeitig möglichst wenig Aufwand zu<br />
gestalten, entschieden sich die Maschinenbauer<br />
zum Einsatz von zwei Lifgo-Getrieben<br />
der Baugröße 5.4 der Leantechnik AG<br />
aus Oberhausen. Bereits seit 1996 setzt<br />
VOMA in seinen Maschinen auf die Antriebstechnik<br />
aus dem Ruhrgebiet. Der erste<br />
Kontakt kam damals auf der Messe Euroblech<br />
zustande. „Ausschlaggebend für unsere<br />
Entscheidung zugunsten der Lifgo-Getriebe<br />
war deren konstruktive Besonderheit:<br />
Denn sie vereinen den Antrieb und<br />
Die Getriebe vereinen den Antrieb<br />
und eine separate lineare Führung<br />
in einem einzigen Bauteil<br />
eine separate lineare Führung in einem einzigen<br />
Bauteil. Dadurch ist der Einbau sehr<br />
einfach“, erklärt Knut Vogel. Im Falle der<br />
neuen Portal-Stapelanlage wird die Saugtraverse<br />
direkt mit den Zahnstangen der<br />
Lifgo-Getriebe verbunden. Diese sind links<br />
und rechts vom antreibenden Servomotor<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 9
KONSTRUKTIONSELEMENTE I TITEL<br />
02 Das Getriebe wird über<br />
eine Profilwelle vom<br />
Servomotor angetrieben<br />
01 Die auf dem<br />
Hubrahmen montierte<br />
Getriebe sorgen für<br />
eine synchrone und<br />
exakte Hubbewegung<br />
der Saugtraverse<br />
kommt entweder eine Übersetzung der Bewegung<br />
des Ritzels in die Zahnstange oder<br />
umgekehrt zustande. Zahnstange und Gehäuse<br />
lassen sich als Heber und Träger von<br />
Vorrichtungen verwenden und sind somit<br />
flexibel für viele verschiedene Aufgabenstellungen<br />
einsetzbar. Eine Verbindung<br />
über Profilwellen stellt synchron ablaufende<br />
Bewegungen her.<br />
Mit den Leantechnik Zahnstangengetrieben<br />
der Baureihe Lifgo 5 lassen sich hohe<br />
Traglasten bei geringen Laufgeräuschen<br />
realisieren. Die Getriebe zeichnen sich<br />
durch eine große Positioniergenauigkeit,<br />
eine hohe Hubgeschwindigkeit und eine<br />
hohe Querkraftaufnahme aus. Sie können<br />
einfach und in allen Positionen von der<br />
Ober- und der Unterseite angeschraubt<br />
werden. Die neue Sonderbaugröße Lifgo 5.4<br />
eignet sich für schwere Lasten und lange<br />
Hübe. Die Zahnstange wurde gegenüber<br />
der Baugröße 5.3 um 40 % verbreitert, das<br />
Gehäuse verändert. Mit Abmessungen von<br />
180 x 165 x 200 mm ist es nun etwas breiter,<br />
nicht mehr quadratisch. Damit hat Leantechnik<br />
im Vergleich zum Lifgo 5.3 die Belastbarkeit<br />
um 57 % erhöht. Selbst bei Geschwindigkeiten<br />
von 3 m/s lässt sich eine<br />
Hubkraft von bis zu 25 000 N erreichen. Zusätzlich<br />
zur Standardausführung sind die<br />
Getriebe in den Ausführungen Lifgo doppel,<br />
Lifgo linear und Lifgo Excenter mit einstellbarem<br />
Zahnflankenspiel erhältlich.<br />
03 Die Getriebeserie ist mit einer linear<br />
geführten Zahnstange für schnelle, präzise<br />
synchrone Bewegungen ausgestattet<br />
auf dem Hubrahmen montiert. Da in der<br />
neuen Anlage genügend Platz zur Verfügung<br />
steht, wäre eine separate Antriebsund<br />
Führungseinheit als Lösung ebenfalls<br />
denkbar gewesen. „Diese Variante hätte<br />
aber zusätzlichen konstruktiven Aufwand<br />
bedeutet und letztendlich mehr Kosten verursacht.<br />
Im Übrigen sahen wir keinen<br />
Grund, das bewährte System zu verändern“,<br />
erklärt VOMA-Geschäftsführer Knut Vogel.<br />
„Mit dem Lifgo 5.4, der Lasten bis zu 2,5 t<br />
pro Getriebe aufnehmen kann, konnten wir<br />
die Exaktheit des Hebeprozesses allein mit<br />
Hilfe der hochpräzisen Zahnstangen problemlos<br />
mechanisch umsetzen.“ Die während<br />
der Konzeptionsphase gestellte Überlegung,<br />
den Hub mit vier Lifgos der Baugröße<br />
5.3 zu realisieren, wurde aufgrund<br />
der konstruktiven Vorteile und einer weniger<br />
aufwändigen Mechanik der neuen Sonderbaugröße<br />
5.4 verworfen.<br />
Flexible Einheit<br />
Jedes Lifgo-Getriebe von Leantechnik besitzt<br />
ein kompaktes Gehäuse, in dem sich<br />
ein Ritzel mit Kugelumlaufführung befindet.<br />
Durch diese Führung fährt eine Zahnstange<br />
am Ritzel entlang, weshalb die Getriebe<br />
auch als Zahnstangengetriebe bezeichnet<br />
werden. Je nachdem, ob die Zahnstange<br />
oder das Ritzel angetrieben werden,<br />
Geschwindigkeit und<br />
Synchronisation<br />
Ein weiterer wichtiger Aspekt für den Maschinenbauer<br />
VOMA sind die hohen Anforderungen,<br />
die Lifgo-5.4-Getriebe im Hinblick<br />
auf Geschwindigkeit und Synchronisation<br />
erfüllen. Bei der neuen Portal-Stapelanlage<br />
werden die auf der linken und rechten<br />
Seite des Hubrahmens montierten Getriebe<br />
über jeweils eine Profilwelle von dem in der<br />
Mitte angebrachten Servomotor angetrieben,<br />
die Regelung der Hubgeschwindigkeit<br />
übernimmt die Steuerung. Damit wird ein<br />
synchrones und gleichmäßiges Anheben<br />
und Absenken der schweren Platten gewährleistet.<br />
„Aus unserer langjährigen Erfahrung<br />
heraus können wir den Produkten<br />
von Leantechnik außerdem eine sehr hohe<br />
Präzision, sehr gute Zuverlässigkeit und<br />
Langlebigkeit bescheinigen“, führt Knut<br />
Vogel weiter aus. Und der Wartungsbedarf<br />
ist gering. Nach dem Einbau fallen keine<br />
aufwendigen Arbeiten an, ein Abschmieren<br />
mit der Fettpresse ist ausreichend.<br />
www.leantechnik.com<br />
10 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
So vielfältig wie ihre Anwendungen<br />
Axial steife Kupplungen mit hoher Winkel- und Radialverlagerung<br />
Jörg Melnicky<br />
Die Übertragung von Drehmomenten<br />
ist eine originäre Aufgabe<br />
von Wellenkupplungen. Treten<br />
aber gleichzeitig noch axiale<br />
Kräfte auf oder muss die Kupplung<br />
gar diese Linearkräfte übertragen,<br />
dann muss ein Kupplungssystem<br />
spezielle kinematische<br />
Eigenschaften aufweisen. Zudem<br />
muss es auch noch den<br />
unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen<br />
trotzen.<br />
90° zueinander angeordnete Zapfen. Dieses<br />
einem Gelenkkreuz ähnliche Mittelteil<br />
kann in den Gleitlagern schwenken. Da es<br />
aber verglichen mit einem Kreuzgelenk<br />
nicht in der Gelenkhälfte fixiert ist, kann es<br />
sich folglich bei auftretendem Radialversatz<br />
der Wellen zusätzlich noch um ein definiertes<br />
Maß in den Gleitbuchsen verschieben.<br />
Die Kupplungen kombinieren die kinematischen Eigenschaften<br />
eines Wellengelenkes mit denen einer Kreuzschieberkupplung<br />
Jörg Melnicky, SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH,<br />
Wolfenbüttel<br />
Schmidt-Kupplung hat für diese Anforderungen<br />
die Baureihe Loewe GK im Lieferprogramm.<br />
Je nach Anwendung ist sie<br />
als Serie Torque oder als Serie Linear konstruiert.<br />
Kundenspezifische Adaptionen<br />
dieser Kupplungsbaureihe ermöglichen<br />
auch den Einsatz unter speziellen Umgebungsbedingungen<br />
wie im pharmazeutischen<br />
oder medizintechnischen Bereich,<br />
dem Nahrungsmittelsektor oder unter<br />
ATEX-Bedingungen.<br />
Der Aufbau der Loewe GK besteht aus<br />
zwei Aluminiumnaben, in denen jeweils<br />
zwei schmier- und wartungsfreie Kunststoffgleitlager<br />
eingepresst sind. In einem Innenring<br />
befinden sich vier im Winkel von<br />
Das Kupplungsprinzip kombiniert also die<br />
kinematischen Eigenschaften eines Wellengelenkes<br />
mit denen einer Kreuzschieberkupplung.<br />
Durch diese gleichzeitige Schwenk- und<br />
Linearbewegung in den Lagern wird ein<br />
kombinierter Winkel- und Radialverlagerungsausgleich<br />
auf kurzer axialer Baulänge<br />
12 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
durch hydraulisch und pneumatisch betriebene<br />
Stellantriebe, ist die Serie Linear<br />
konzipiert. Sie steht dem Konstrukteur für<br />
max. Axiallasten je nach Kupplungsgröße<br />
zwischen 800 N und 13 000 N zur Verfügung.<br />
In der Standardausführung sind die<br />
Kupplungen dieser Serie zur Wellenanbindung<br />
beidseitig mit Innengewinde ausgestattet.<br />
Gewindegrößen von M6 bis M48<br />
stehen dabei im Lieferprogramm. Optional<br />
können die Linearkupplungen auch mit<br />
Klemmnaben oder Gewindezapfen geliefert<br />
werden.<br />
Normelemente.<br />
Ganter.<br />
Dosen- und Längslibellen<br />
ermöglicht. Die axial fixierten Kupplungen<br />
kompensieren abhängig von der Baugröße<br />
parallele Verlagerungen von bis zu 2,5 mm,<br />
Winkelverlagerungen bis zu 3°.<br />
Zwei Serien: Torque und Linear<br />
Durch den konstruktiven Aufbau sind die<br />
Loewe GK der Bauserie Torque prädestiniert<br />
für Anwendungen, bei denen neben einem<br />
Drehmoment zusätzlich axiale Zug- und<br />
Druckkräfte auftreten. Die Kupplungen,<br />
standardmäßig mit Aluminiumklemmnaben<br />
ausgestattet, decken einen Bohrungsdurchmesserbereich<br />
bis 50 mm und einen<br />
Nabenaußendurchmesserbereich von 27 mm<br />
bis 100 mm ab. Je nach Kupplungsgröße bieten<br />
die axial steifen Antriebselemente<br />
eine Nenndrehmoment-übertragungskapazität<br />
von 4 Nm bis 220 Nm.<br />
Für die Übertragung von reinen linearen<br />
Stellimpulsen durch Elektrozylinder oder<br />
Anwendungsspezifische<br />
Adaptionen<br />
Für spezielle Anwendungsanforderungen<br />
werden kundenspezifische Kupplungslösungen<br />
außerhalb des Standardprogramms<br />
realisiert. Modifikationen im Bereich von<br />
Welle-Nabe-Verbindungen, wie z. B. Flanschanbindungen<br />
zur direkten Integration<br />
an kundenspezifische Anbauteile oder Ausführungen<br />
mit Zapfen angepasst an die Verbindung<br />
mit Hohlwellen, stellen einen Teil<br />
dieser Adaptionen aufgrund spezieller Kundenwünsche<br />
dar.<br />
Neben diesen Anpassungen hinsichtlich<br />
alternativer Wellenanbindungen sind spezifische<br />
Umgebungsbedingungen ein weiterer<br />
Entwicklungsbereich für maßgeschneiderte<br />
Kupplungslösungen. Dies sind<br />
beispielsweise Einsatzfälle unter hohen<br />
thermischen Bedingungen, Anwendungen<br />
in der Pharma- oder Medizintechnik, Applikationen<br />
in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie<br />
oder in explosionsgefährdeten<br />
Bereichen (ATEX).<br />
Beispiel: Anlagen der<br />
Pharma-Industrie<br />
Prozessanlagen für den Einsatz in der pharmazeutischen<br />
Produktion dienen u. a. zur<br />
Herstellung von Arzneimitteln. Aufgrund<br />
von Produktberührungen im Produktionsprozess<br />
werden an die Anlagen und deren<br />
Komponenten hohe Anforderungen hinsichtlich<br />
eingesetzter Materialien gestellt.<br />
Edelstahl in angepasster Güte ist hier meist<br />
zwingend vorgeschrieben. In einer Mehrkammer-Prozessanlage<br />
musste eine Kupplungslösung<br />
neben den erwähnten Materialforderungen<br />
zusätzlich hohe radiale- und<br />
angulare Verlagerungen kompensieren. Die<br />
zur Verfügung stehenden Platzverhältnisse<br />
waren durch eine kompakte Bauart der Anlage<br />
knapp bemessen. Gewünscht wurde<br />
Mit den neuen Dosen- und Längslibellen<br />
lassen sich Objekte wie<br />
beispielsweise Produktionsanlagen<br />
oder Messgeräte exakt ausrichten.<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
■<br />
Universell nutzbare Justierungshilfen<br />
Präzise ein- oder<br />
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Normelemente.<br />
Ganter.<br />
Highlight<br />
Dosen- und Längslibellen
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
01 Kupplung kombiniert die kinematischen Eigenschaften eines<br />
Wellengelenkes mit denen einer Kreuzschieberkupplung<br />
02 Modifizierte Kupplungen im Bereich der Wellenanbindung<br />
eine zeitsparende Montierbarkeit der Kupplung<br />
sowie eine kraftschlüssige Wellenanbindung<br />
für die im Taktbetrieb arbeitende<br />
Anlage. Die Kupplung musste zudem eine<br />
ATEX-Zertifizierung aufweisen.<br />
Gemäß dieser Einsatzbedingungen<br />
wurde eine kundenspezifische Kupplungs-<br />
Sonderlösungen für Vakuumbedingungen<br />
lösung der Loewe GK Torque entworfen.<br />
Als Sondergröße mit einem Außendurchmesser<br />
von 48 mm konzipiert, erfüllt diese<br />
Kupplung mit einer Gesamtbaulänge von<br />
36 mm die Forderung nach einer kompakten<br />
Bauweise. Trotz der kompakten Abmessungen<br />
kompensiert die axial steife<br />
Auch in Anlagen, die unter Vakuumbedingungen arbeiten, werden spezielle Anforderungen<br />
an Wellenkupplungen gestellt. Für Vakuumhärteanlagen liefert Schmidt-<br />
Kupplung spezielle Ausführungen der Kupplungsbaureihe. Einsatz finden diese in<br />
Klappenverstellungen, die über Schwenkbewegungen angesteuert werden. Alle<br />
Bauteile sind auch hier aus Edelstahl gefertigt. Zusätzlich arbeiten in der Kupplung<br />
speziell angepasste Gleitlager. Diese besitzen zum einen entsprechend der Umgebungstemperaturen<br />
von bis zu 250°C eine hohe thermische Stabilität, zum anderen<br />
findet ein Ausgasen in einem nur sehr geringen Maße statt.<br />
Kupplung Winkelverlagerungen von bis zu<br />
3°, radiale Verlagerungen von bis zu<br />
3,5 mm. Als Material für die Kupplung<br />
wurde durchgehend Edelstahl 1.4404 sowie<br />
für einige Komponenten 1.4125 verwendet.<br />
Entsprechend des Taktbetriebes<br />
besitzt die Kupplung beidseitig Klemmnaben.<br />
Als geteilte Klemmnabe ausgeführt,<br />
lässt sie sich zeitsparend radial montieren,<br />
ohne eine axiale Verschiebung angrenzender<br />
Maschinenteile.<br />
Die verwendeten Gleitlager verfügen<br />
über eine hohe Chemikalienbeständigkeit<br />
und sind ATEX-konform elektrisch leitfähig.<br />
Die Kupplung besitzt eine ATEX-Konformität<br />
der Richtlinie 94/9 EG, Gerätegruppe II<br />
Kat. 3, zur Verwendung in explosionsgefährdeten<br />
Bereichen der Zone 2, Gerätekategorie<br />
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14 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Wellenkupplung sichert<br />
Betrieb im Ex-Bereich<br />
KTR hat die Kupplungs-Familie Rotex um eine Variante für den<br />
wartungsfreien Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen<br />
erweitert. Die durchschlagsichere Rotex Non Sparking kann selbst<br />
im Verschleißfall des<br />
Dämpfungselements<br />
sicher weiterbetrieben<br />
werden und<br />
verhindert dabei<br />
Funkenbildung. Die<br />
Nockengeometrie<br />
besteht aus leit <br />
fähigem, hochfestem<br />
Kunststoff und wird<br />
auf die Nabengrundkörper<br />
aus Metall<br />
gespritzt. Der<br />
Kunststoff verhindert statische Aufladung und ist so widerstandsfähig,<br />
dass selbst im Falle eines Totalverschleißes des Elastomers<br />
das Drehmoment weiter übertragen wird. Die Wellenkupplung ist<br />
axial steckbar und kompakt bauend. Sie sichert eine drehschwingungsdämpfende<br />
Kraftübertragung und nimmt Stöße von<br />
ungleichmäßig arbeitenden Anlagen auf. Für große Wellenverlagerungen<br />
gibt es auch doppelkardanische Ausführungen.<br />
Die Kupplung erfüllt die EG-Richtlinie 94/9/EG.<br />
www.ktr.com<br />
Wälzlager mit hoher Lebensdauer<br />
Koyo, Hersteller von Wälzlagern und Tochtergesellschaft<br />
der JTEKT-Gruppe, einem der<br />
weltgrößten Automobilzulieferer, will<br />
durch technische Neuerungen seine<br />
Präsenz im Industriegeschäft verbessern<br />
und ausweiten. Durch die Überarbeitung<br />
des JIS B 1518:2013-Standard und der<br />
Einführung einer Lagerlebensdauerberechnung,<br />
die den α-ISO-Faktor verwendet,<br />
ist es dem Unternehmen gelungen, die<br />
Lagerlebensdauer unter Berücksichtigung der<br />
Schmierbedingungen und Belastungsbedingungen<br />
mit verbesserter Genauigkeit zu berechnen. Auch durch die<br />
Überarbeitung der dynamischen Tragzahl konnte das<br />
Unternehmen die Genauigkeit der Lebensdauerberechnung<br />
erheblich verbessern. Seit 1992 vergleicht der Hersteller die<br />
berechnete mit der tatsächlichen Lebensdauer seiner Lager.<br />
Dabei hat sich herausgestellt: Die erreichte Lebensdauer ist im<br />
Vergleich zur berechneten Lebensdauer mindestens doppelt so<br />
hoch. Dies wird auf die Fortschritte in der Stahlherstellung und<br />
der Fertigungsverfahren, die zusätzlich durch ein Qualitätsmanagementsystem<br />
gestützt werden, zurückgeführt. Die doppelte<br />
Lagerlebensdauer hat sich auch in einem Rollkontakt-<br />
Ermüdungslebensdauertest bestätigt. Somit haben Koyo-Lager<br />
laut Angaben des Herstellers, die mit am Markt längste verfügbare<br />
Lebensdauer.<br />
www.koyo.de<br />
Designed for Performance,<br />
Engineered for Excellence.<br />
ELATECH ® SYNCRO-MAX Extrabreite PU Zahnriemen<br />
Syncro-Max TM in betrieb<br />
Syncro-Max TM überträgt die Vorteile von Synchronriemen in einen<br />
Anwendungsbereich, der bisher leichten Fördergurten oder modularen<br />
Kunststoffbändern vorbehalten war.<br />
Vorteile<br />
Synchronlauf, kein Schlupf<br />
Besserer Geradeauslauf, höhere Positioniergenauigkeit<br />
Kleinere Antriebsscheibendurchmesser<br />
Niedrigere Vorspannkräfte und Lagerbelastungen –<br />
dadurch Energieeinsparung!<br />
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Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 15
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Robuste Technik<br />
Gehäuselager in Rollengängen und Querförderern der Holzindustrie<br />
In der holzverarbeitenden Industrie und speziell in Sägewerken sind Maschinen<br />
rauen Betriebsbedingungen ausgesetzt. Sie müssen Staub, Holzpartikeln und<br />
Spritzwasser, aber auch extremen Temperaturbedingungen widerstehen. Das<br />
gilt insbesondere auch für die hier eingesetzten Lager.<br />
ist die robuste und verschleißarme Ausführung,<br />
um den rauen Bedingungen in der<br />
Holzverarbeitung Stand zu halten.<br />
Holzverarbeitung verlangt<br />
robuste Wälzlager<br />
In der Ausführung Extra Solid ist das Gehäuse wesentlich<br />
unempfindlicher gegen Bruch<br />
01 Lagereinsätze sind flexibel mit Graugussgehäusen<br />
kombinierbar, so auch die Ausführung<br />
UB/SB, der einseitig der verlängerte<br />
Innenring fehlt mit dem Vorteil kompakterer<br />
Einbaumaße<br />
Die H.I.T. Maschinenbau in Ettringen ist<br />
einer der führenden Maschinen- und<br />
Anlagenlieferanten für die holzverarbeitende<br />
Industrie. Im Bereich der Rundholzmanipulation<br />
bieten die Maschinenbauspezialisten<br />
robuste, verschleißarme und langlebige<br />
Transportsysteme für Rundholz mit<br />
beliebiger Länge und beliebigem Durchmesser<br />
für Schwach- und Starkholz an.<br />
Dazu gehören Blockzüge in Ein- oder<br />
Doppelkettenausführung genauso wie<br />
Kegelrollen und Kegelrollengänge, Zentrierwerke,<br />
Rollengänge, Querförderer und<br />
Transportbänder. Die Fördertechnik findet<br />
sich z. B. in der Beschickung von Kreissägen,<br />
Pressen, Hobelmaschinen.<br />
Die von H.I.T. konzipierten Anlagen entsprechen<br />
den Anforderungen nahezu aller<br />
Leistungsklassen. So kann die komplette<br />
Mechanisierung von der Rundholzaufgabe<br />
und -sortierung bis zur Übergabe an die<br />
Einschnittmaschine übernommen werden.<br />
Wichtig bei allen Anlagen und Maschinen<br />
In den Rollengängen und Querförderern<br />
der H.I.T. Maschinenbau kommen Flanschlager<br />
vom Typ UCFL 208 zum Einsatz.<br />
Die Lagereinheit besteht aus einem abgedichteten<br />
UC 208 Lager und einem Graugussflanschlagergehäuse<br />
FL 208 mit eingebautem<br />
Schmiernippel. Der Wellendurchmesser<br />
beträgt 40 mm, die Wellenbefestigung<br />
erfolgt mit zwei Madenschrauben.<br />
Diese Lager kommen von Findling Wälzlager<br />
aus Karlsruhe, dem Spezialist für die<br />
Produktion, die Beschaffung sowie den<br />
Vertrieb von Wälzlagern. Der Wälzlagerspezialist<br />
versteht sich als Komplettlösungsanbieter<br />
und hält sowohl Wälzlager<br />
in unzähligen Ausführungen sowie ein um-<br />
16 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
MIT<br />
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vielen Disziplinen Höchstleistungen bringen. Darum entscheiden sich qualitätsbewusste Hersteller in der Automobilindustrie,<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Kompaktgehäuse mit integriertem Pendelrollenlager<br />
Extrem robust sind auch die Wälzlager der SRU (Spherical Roller Units) Serie des<br />
japanischen Herstellers FYH. Hierbei handelt es sich um montagefreundliche<br />
Gehäuselagereinheiten mit abgedichteten Pendelrollenlagern statt der üblichen<br />
kugelgelagerten Lagereinsätze. Das Gehäuse aus hochfestem Gusseisen (GGG)<br />
verbessert die Tragzahlen gegenüber Standard-Gehäuselagern deutlich. Wesentliches<br />
Merkmal der einbaufertigen Lösung ist die dreifache Lippendichtung, die sich<br />
um ± 2° selbst ausrichten und somit Fluchtungsfehler und Wellendurchbiegungen<br />
ausgleichen kann. Auch bei maximaler Ausgleichsstellung des Lagers wird der<br />
positive Kontakt mit einem speziellen Dichtungsblech dauerhaft gehalten. Ein neues<br />
Design schützt die SRU-Lager gegen Verschmutzungen. Sie lassen sich sowohl als<br />
Fest- als auch als Loslager einsetzen und halten dank der speziellen Befettung einem<br />
Temperaturbereich von -40° bis 170°C Stand.<br />
02 Ein Zweiloch-Flanschlager vom Typ UCFL<br />
208 (unten rechts im Bild) besteht aus einem<br />
abgedichteten Lager und einem Graugussgehäuse<br />
mit eingebautem Schmiernippe<br />
fassendes Gleitlager-Sortiment für seine<br />
Kunden bereit.<br />
Gehäuselager bestehen aus einem Lagereinsatz<br />
und einem Gehäuse, die fast beliebig<br />
untereinander kombiniert werden können.<br />
Aufgrund ihrer robusten und korrosionsbeständigen<br />
Eigenschaften sind sie<br />
montage- und wartungsfreundlich. Im Bereich<br />
der Fördertechnik sind sie die idealen<br />
Lager für Anlagenbauer.<br />
„Bei der Entwicklung und der Konstruktion<br />
unserer Transportsysteme für Abschnitt<br />
und Langholz kommt es uns vor allem auf<br />
die Robustheit und Verschleißarmut der<br />
03 In den Rollengängen und Querförderern der H.I.T.<br />
Maschinenbau kommen die Gehäuselager zum Einsatz<br />
eingesetzten Komponenten an“, erläutert<br />
Andreas Baur, Einkaufsmitarbeiter bei H.I.T.<br />
Maschinenbau, die Entscheidung seines<br />
Unternehmens für die Flanschlager vom<br />
Typ UCFL 208. „Neben der Beständigkeit<br />
erwarten wir von unseren Lieferanten der<br />
Lagertechnik auch ein angemessenes Preis-<br />
Leistungsverhältnis.“ Wälzlagerspezialist<br />
Findling kann diese Anforderungen mit<br />
seinem breit gefächerten Sortiment erfüllen<br />
und beliefert H.I.T bereits seit 2008 mit<br />
differenzierter Lagertechnik. „Die Dauer<br />
der Zusammenarbeit spricht dabei für<br />
unsere Zufriedenheit mit Findling“, meint<br />
Andreas Baur, dessen Unternehmen für<br />
jeden Einsatzzweck optimal abgestimmte<br />
Wälzlagerausführungen erhält.<br />
Die Auswahl des Maschinenbauers, der<br />
Wälzlager in verschiedenen Anwendungen<br />
einsetzt, erfolgt konstruktiv in Abhängigkeit<br />
von Traglast, Drehzahl und anderen techni-<br />
schen Parametern. Wesentliches Merkmal<br />
ist auch die Beständigkeit gegenüber äußeren<br />
Einflüssen, ein Temperaturspektrum<br />
von -20° bis +60°C ist in der holzverarbeitenden<br />
Industrie keine Seltenheit.<br />
Gehäuselager im<br />
Premiumsegment<br />
Das Gehäuselager-Programm bei Findling<br />
ist umfangreich. Gerade hat das Unternehmen<br />
sein spezielles X-Force-Sortiment um<br />
neue, besonders langlebige Gehäuselager<br />
für den Schwerlastbereich ergänzt. Diese<br />
trotzen auch hohen Belastungen und rauen<br />
Umgebungsbedingung und eignen sich somit<br />
zum Beispiel für den Einsatz in Förderstraßen,<br />
Baumaschinen, dem Anlagenbau,<br />
der Landwirtschaft oder im klassischen<br />
Schwermaschinenbau.<br />
Für extreme Belastungen der Gehäuse<br />
bietet Findling die Ausführung „Extra Solid“<br />
an. Durch eine verstärkte Basis ist das Gehäuse<br />
wesentlich unempfindlicher gegen<br />
Bruch, die Belastbarkeit erhöht sich um ein<br />
Vielfaches. „Durch die massive Befestigungsfläche<br />
wird ein Bruch der Stege durch<br />
Überbelastung vermieden“, so Steffen<br />
Reinbold, Leiter Technik und Entwicklung<br />
bei Findling. „Während es im Test bei speziellen<br />
Überbelastungs-Szenarien zum Bruch<br />
des Lagereinsatzes kam, hielt das Gehäuse<br />
selbst den enormen Belastungen unversehrt<br />
stand.“ Abgesehen von der robusten<br />
Konstruktion wird eine Verbesserung der<br />
Lebensdauer vor allem durch den Einsatz<br />
von Sonderfetten mit Hochlastadditiven<br />
(EP-Zusätzen) erzielt. Diese haben besondere<br />
verschleißmindernde Eigenschaften<br />
und gewähren einen ausgezeichneten<br />
Korrosionsschutz.<br />
www.findling.com<br />
18 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SIRIUS ACT –<br />
Performance in Action
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Weniger Energie – bessere Bilanzen<br />
Wälzlager tragen zur Energie- und Kosteneffizienz von Motoren bei<br />
Angesichts steigender Energiekosten<br />
und schärferer Umweltschutzrichtlinien<br />
geraten viele<br />
Industriezweige unter den<br />
Zugzwang, Effizienzpotenziale zu<br />
erschließen. Unter anderem sind<br />
Elektromotoren im Fokus. Innovative<br />
Lagertechnik kann hier dazu<br />
beitragen, Geldbeutel und Umwelt<br />
gleichermaßen zu schonen.<br />
In Wälzlagern steckt umfassendes Experten-Wissen<br />
über Werkstoffe, Lagerdesign,<br />
Schmiermittel und Dichtungen. Alle diese<br />
Faktoren beeinflussen die Reibung und damit<br />
auch den Energieverbrauch der Anwendung,<br />
in der die Lager zum Einsatz kommen.<br />
Bei der Jagd nach höheren Wirkungsgraden<br />
ist dem Wälzlager-Hersteller SKF<br />
auf einem guten Weg: Mit Lagern der<br />
200 000 Spindeln und mehr als 4000 Rotorspinnen<br />
produziert der Konzern etwa<br />
73 000 t Garn pro Jahr. „Dabei kommen zu<br />
Veredelungszwecken unter anderem Doppeldraht-Zwirnmaschinen<br />
zum Einsatz, die<br />
zwei Zwirne aus unterschiedlichen Materialien<br />
zusammendrehen“, erläutert Anoop<br />
Kumar von Sangam in Bhilwara. In diesen<br />
Zwirnmaschinen arbeiten 30-kW-Motoren,<br />
Die Investition in effiziente Rillenkugellager hat sich bei<br />
Pumpenmotoren schon nach 17 Tagen amortisiert<br />
E2-Leistungsklasse können zahlreiche Industriezweige<br />
ihren Energieverbrauch spürbar<br />
senken. E2 steht in der Nomenklatur von<br />
SKF als Kürzel für energieeffizient: Dieses<br />
Kürzel erhalten nur solche Wälzlager, die<br />
30 bis 50 % weniger Reibung verursachen als<br />
die Standardlager des Herstellers.<br />
Motoren in der Textilherstellung<br />
Von den Vorzügen der E2-Leistungsklasse<br />
hat sich der indische Textilhersteller<br />
Sangam Group of Companies überzeugt: In<br />
seiner Branche gehört das Unternehmen<br />
zu den größten Playern weltweit. Mit über<br />
die in der Regel 22 Stunden am Tag und<br />
363 Tage im Jahr mit 1740 min -1 laufen.<br />
„Das verbraucht natürlich eine Menge<br />
Energie“, so Kumar, „und deshalb haben<br />
wir an einem dieser Motoren einen Test mit<br />
abgedichteten E2-Rillenkugellagern von<br />
SKF gefahren.“<br />
Erste Effekte zeigten sich schon unmittelbar<br />
nach der Umrüstung. Der Motor lief<br />
spürbar vibrationsärmer und kühler. Kaum<br />
zwei Monate später war klar, dass sich die<br />
Investition durch einen deutlich reduzierten<br />
Stromverbrauch bereits amortisiert<br />
hatte. „Im Schnitt stellten wir eine um<br />
0,33 kW geringere Leistungsaufnahme fest“,<br />
20 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
STATEMENT<br />
01 An einer durchschnittlichen Textilmaschine<br />
lassen sich durch den Einsatz von 200<br />
energieeffizienten Lagern rund 11 310 kW pro<br />
Jahr einsparen<br />
so Kumar, „und damit war absehbar, dass<br />
der Motor nach der Umrüstung auf SKF E2-<br />
Rillenkugellager rund 2635 kW weniger<br />
Strom pro Jahr verbrauchen würde.“ Zum<br />
Vergleich: Das entspricht etwa der Energie,<br />
die ein deutscher Zwei-Personen-Haushalt<br />
im Jahr benötigt.<br />
„Inzwischen wissen wir, dass die tatsächlichen<br />
Einsparungen sogar noch höher<br />
ausfallen“, betont Kumar, „weil die<br />
E2-Lager gegenüber unserer vorherigen<br />
Lösung auch noch bedeutend länger<br />
halten. Das wiederum reduziert unsere<br />
Instandhaltungskosten.“<br />
Motoren für Pumpenantriebe<br />
Die E2-Rillenkugellager eignen sich grundsätzlich<br />
für Anwendungen aller Art, in<br />
denen leichte bis mittlere Belastungen und<br />
hohe Drehzahlen vorherrschen, z. B. auch<br />
in Pumpenmotoren. Das hat das Pharma-<br />
Unternehmen GlaxoSmithKline Consumer<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Wenn wir von energieeffizienten<br />
Motoren sprechen, dann<br />
ist IE3 aktuell der Standard, IE4 die<br />
bereits vordefinierte Zukunft und<br />
von IE5 spricht der eine oder<br />
andere auch schon. Diese Effizienzklassen<br />
verbinden wir mit<br />
weiterentwickelten und neuen<br />
Motorentechnologien, mit neuen<br />
Wickeltechnologien oder Permanentmagneten.<br />
Optimierungspotenzial<br />
gibt es aber auch bei den<br />
Mechanikkomponenten im Motor,<br />
wie den Lagern und Dichtungen.<br />
Auf dem Weg zu Wirkungsgradverbesserungen<br />
sollten wir hier an<br />
allen Rädern drehen.<br />
Healthcare in der Praxis überprüft: „In unseren<br />
Werken betreiben wir Kühlwasserpumpen,<br />
die im Grunde ständig in Betrieb<br />
sind. Für diese Pumpen benutzen wir Elektromotoren<br />
mit einer Leistung von 22 kW.<br />
Die Motoren wiederum laufen mit<br />
2990 min -1 “, berichtet Chefingenieur<br />
Pardeep S. Bhamra.<br />
Der hohe Stromverbrauch der Pumpenanlage<br />
war Bhamra angesichts steigender<br />
Energiepreise ein Dorn im Auge. Also entschloss<br />
auch er sich dazu, einen Pumpenmotor<br />
testweise mit SKF E2-Rillenkugel-<br />
Ein beeindruckendes Rechenbeispiel<br />
In den E2-Lagern sieht SKF ein enormes Potenzial, um den globalen Energieverbrauch<br />
zu senken. Für die USA und Europa hat das Unternehmen beispielsweise folgende<br />
Hochrechnung aufgestellt: Wenn man von einer mindestens 30-prozentigen<br />
Reibungsminimierung durch E2-Rillenkugellager ausgeht, könnten die in USA und<br />
der EU betriebenen Industrie-Elektromotoren jedes Jahr rund 2,46 Milliarden<br />
Kilowattstunden weniger Energie verbrauchen. Das entspräche einer Umweltentlastung<br />
von über 141 Millionen Tonnen CO 2<br />
pro Jahr – eine gigantische Menge.<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 21<br />
Rotor-Clip.indd 1 20.02.<strong>2015</strong> 09:37:08
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
02 Der Pharmakonzern verbraucht an seinen<br />
Kühlwasserpumpen 4583,6 kW weniger<br />
Energie pro Motor und Jahr<br />
lagern auszustatten. „Im direkten Vergleich<br />
mit dem Altzustand sowie den anderen,<br />
noch nicht umgerüsteten Motoren haben<br />
wir eine Effizienzsteigerung von 2,5 Prozent<br />
gemessen“, so Bhamra. Das bedeutete<br />
letztendlich: Der umgerüstete Motor verbrauchte<br />
4583,6 kW weniger Energie pro<br />
Jahr als zuvor. „Damit haben sich die Vorhersagen<br />
von SKF absolut bewahrheitet“,<br />
berichtet der Chefingenieur, „und unsere<br />
Investition in die reibungsminimierte Lösung<br />
hatte sich nach nur 17 Tagen amortisiert.“<br />
Anlass genug für Bhamra, auch alle<br />
anderen Pumpenmotoren des Werks auf<br />
E2-Lager umzustellen. Pro umgerüstetem<br />
Motor wird die Umwelt seither um ca. 2,6 t<br />
CO 2<br />
pro Jahr entlastet.<br />
Abgedichtete Rillenkugellager<br />
Möglich werden derartige Kosten- und<br />
Umweltvorteile u. a. durch die optimierte<br />
innere Geometrie der abgedichteten SKF<br />
E2-Rillenkugellager, durch einen ebenso<br />
reibungsarmen wie langlebigen Schmierstoff<br />
und durch einen innovativen<br />
Polymer-Käfig. Dieser basiert auf einer<br />
leichteren Konstruktion, die trotz ihres Gewichtsverlusts<br />
weniger anfällig für Verformungen<br />
ist. Quasi nebenbei sorgen diese<br />
Komponenten auch noch für eine geringere<br />
Geräuschentwicklung, da sie insgesamt<br />
leichter laufen und damit weniger<br />
Vibrationen erzeugen.<br />
Ihre Stärken in Sachen Reibungsminimierung<br />
und Gebrauchsdauer spielen die<br />
abgedichteten SKF E2-Rillenkugellager bei<br />
C/P-Lastverhältnissen ab 8, Drehzahlen ab<br />
1000/min und bei Betriebstemperaturen<br />
zwischen -40 und 100 Grad Celsius aus. Die<br />
für den Einsatz auch in widrigen Umgebungen<br />
geeigneten Rillenkugellager sind in<br />
zahlreichen Größen verfügbar.<br />
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22 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Vier Getriebe für extrem<br />
langsames Förderband<br />
In Kooperation mit dem Förderbandspezialisten Geppert-Band<br />
hat Ruhrgetriebe für einen Auftraggeber aus dem Bereich Biotechnologie<br />
eine Sonderlösung entwickelt. Für ein spezielles Verfahren<br />
zur Cellulosegewinnung mussten gleich zwei technische<br />
Lösungen gefunden<br />
werden:<br />
Erstens müssen<br />
sich Teile des<br />
Förderbands<br />
innerhalb eines mit<br />
Flüssigkeit gefüllten<br />
Beckens<br />
befinden und<br />
daher unempfindlich<br />
gegen den<br />
dauerhaften<br />
Einfluss von Nässe sein. Dies wird durch die massive Edelstahlkonstruktion<br />
gewährleistet. Zudem war eine extrem langsame<br />
Bandgeschwindigkeit gefordert. Zwei Einstellungsvarianten für<br />
die Bandgeschwindigkeit wurden errechnet: 0,00025 m/min, was<br />
etwa einer Umdrehung am Tag entspricht, sowie 0,00069 m/min<br />
bei drei Umdrehungen täglich. Zur Erreichung der extrem<br />
geringen Drehzahl entwickelten die Techniker eine Kombination<br />
aus vier Getrieben und einem Drehstrom-Motor, wobei jeder<br />
Radsatz einer Teilung der Drehzahl entspricht und so die<br />
komplette Motordrehzahl in vier Stufen untersetzt wird.<br />
www.ruhrgetriebe.de<br />
Hoch genaues Piezo-Rotationsmodul<br />
Das M3-Rotationsmodul von Scientific Instruments ist für<br />
präzise Punkt-zu-Punkt-Positionierung und dynamische<br />
Bewegungen von bis zu 360°/s ausgelegt. Die Aktoren, Sensoren,<br />
Kugellager, Antriebselektronik und der Mikroprozessor mit<br />
implementierter Regelkreis-Firmware sind integriert. Die<br />
6-VDC-Spannungsversorgung und digitale High-Level-<br />
Kommandos werden eingespeist. Die Befehle werden über<br />
UART-, SPI- oder I2C-Schnittstelle angelegt. Zwei piezoelektrische<br />
Motoren erzeugen Tangentialkraft und hohes Drehmoment.<br />
Realisiert wurde ein Direktantrieb ohne Getriebe und ohne Spiel.<br />
In der Halteposition wird keine Energie verbraucht. Die Piezomotoren<br />
erzeugen keine Magnetfelder. Ein optischer Positionssensor<br />
misst direkt die angefahrene Winkelposition. Inkrementalgeber<br />
mit mehreren Referenzmarken in Verbindung mit<br />
In-situ-Kalibrierung sorgen für hohe Auflösung, Reproduzierbarkeit<br />
und Genauigkeit.<br />
Das Piezo-<br />
Drehantriebssystem<br />
hat<br />
keinen messbaren<br />
Jitter. Die<br />
maximale Last<br />
liegt bei 150 g,<br />
die Positionsgenauigkeit<br />
bei<br />
0,01° und die<br />
Reproduzierbarkeit<br />
bei 0,007°.<br />
www.si-gmbh.de<br />
Zahnriemen mit höherer<br />
Zugkraft und Präzision<br />
Der Polyurethan-Zahnriemen<br />
Brecoflex Move<br />
AT10 von Mulco ist für<br />
Hochleistungsantriebe mit<br />
hohem Steifigkeitsbedarf<br />
konzipiert. Ein Stahlkord-<br />
Zugträger mit leicht<br />
angehobenem Durchmesser<br />
erhöht die Steifigkeit,<br />
ist aber dennoch<br />
biegefreundlich. Mit einem<br />
vergrößerten Zugträgerquerschnitt<br />
wurden die<br />
Reißfestigkeit und die<br />
zulässigen Zugkräfte<br />
erhöht. Größere Zugkräfte<br />
bedingen auch höhere<br />
Spannungen im Zahnfuß<br />
und höhere Flächenpressungen<br />
auf der Zahnflanke. Durch Umverteilung von Material hat<br />
der Hersteller eine Zahngeometrie entwickelt, die die auf den<br />
Zahn wirkende Last gleichmäßiger verteilt. Die Zahnflanke des<br />
Riemens wird zusätzlich durch ein verschleißfestes PE-Laminat<br />
mit niedrigen Reibwerten geschützt. Der Riemen weist so 25 %<br />
weniger Reibung und 30 % mehr übertragbarer Umfangskraft im<br />
Vergleich zum Standardmodell auf. Verfügbar ist der Riemen in<br />
Breiten von 25 bis 100 mm und Längen von 1400 bis 30 500 mm.<br />
www.mulco.de<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Hohe Leistung mit<br />
Kostenvorteilen<br />
Dichtungen für rotatorische Anwendungen<br />
unter extremen Bedingungen<br />
Wichtige Eigenschaften<br />
Unter extremen Einsatzbedingungen besteht bei konventionellen<br />
rotierenden Elastomer-Lippendichtungen die Gefahr des Dichtungsausfalls<br />
durch Abrieb, chemischen Angriff und Reibungswärme. Hier können<br />
FlexiCase-Dichtungen Abhilfe schaffen. Sie schließen die Lücke zwischen<br />
konventionellen Lippendichtungen und aufwändigen mechanischen<br />
Dichtungen auf kostengünstige Weise.<br />
Um Kunden in unterschiedlichsten<br />
Märkten kostengünstige Dichtungslösungen<br />
mit hoher Leistungsfähigkeit in<br />
anspruchsvollen rotierenden Anwendungen<br />
anbieten zu können, hat Parker die<br />
FlexiCase-Dichtung entwickelt. Diese können<br />
in unterschiedlichsten Anwendungen<br />
eingesetzt werden, wie z. B. in Lagern, Gebläsen,<br />
Kompressoren und Extrudern.<br />
Ebenso vielfältig sind auch die Märkte, in<br />
denen diese Dichtungen auf extreme Einsatzbedingungen<br />
treffen. Sie reichen von<br />
Haushaltsgeräten über die Automobiltechnik<br />
und Nahrungsmittel-Industrie bis zum Werkzeugmaschinen-<br />
und Schwermaschinenbau<br />
und der Luft- und Raumfahrtindustrie.<br />
Aufbau und Funktion<br />
FlexiCase-Rotations-Dichtungen kommen<br />
dann zum Einsatz, wenn die Betriebsbedingungen<br />
die Leistungsfähigkeit von Elastomer-Lippendichtungen<br />
übersteigen und<br />
mechanische Dichtungen zu teuer sind. Sie<br />
weisen am Innendurchmesser eine dynamisch<br />
an der Welle abdichtende Lippe auf<br />
und werden über den Metallmantel am Außendurchmesser<br />
zur statischen Dichtheit in<br />
eine Senkung gepresst. Zwischen den<br />
Dichtlippen-Lagen und dem Mantel befindet<br />
sich eine Dichtung zur Abdichtung<br />
des potenziellen Leckagepfades und zum<br />
Ausgleich von Ausdehnungsunterschieden.<br />
Da die Lippe keine Federvorspannung<br />
benötigt, sind die radialen Kontaktkräfte geringer<br />
als die einer rotierenden FlexiSeal-<br />
Dichtung. Deshalb kann die Dichtung mit<br />
weitaus höheren Gleitgeschwindigkeiten<br />
von bis zu 70 m/s arbeiten. FlexiCase-Dichtungen<br />
werden aus unterschiedlichsten<br />
PTFE-Compounds und sonstigen zerspanbaren<br />
Kunststoffen gefertigt.<br />
Eine FlexiCase-Dichtungslösung erfordert<br />
eine geeignete Gegenlauffläche mit einer<br />
Wellenoberfläche, die eine Rauigkeit<br />
von 0,2 bis 0,4 µm R a<br />
und eine Härte von<br />
mindestens 56 R c<br />
aufweist. Ungeeignete<br />
Gegenlaufflächen können zum vorzeitigen<br />
Ausfall der Dichtung bzw. einer Beschädigung<br />
der Welle führen. Da Oberflächenbehandlungen<br />
zur Erzielung der gewünschten<br />
Oberflächenqualität entweder<br />
sehr kostenintensiv oder sogar unmöglich<br />
sind, bietet Parker bewährte Hülsen als<br />
praktikable Lösung an. Die Hülsen lassen<br />
sich als ideale Lauffläche für die FlexiCase-<br />
Dichtung einfach auf jede kostengünstige<br />
Welle montieren.<br />
Dank der Kombination eines robusten<br />
Metallmantels und spezieller<br />
PTFE-Dichtelemente eignet sich die<br />
FlexiCase-Dichtung für den Einsatz<br />
unter extremen Bedingungen im<br />
Hinblick auf Temperatur, Gleitgeschwindigkeiten<br />
und chemischen<br />
Angriff: Gleitgeschwindigkeiten bis<br />
zu 70 m/s; Druckbeständigkeit bis zu<br />
35 bar; Temperaturbeständigkeit von<br />
-100 °C bis 250 °C und mehr; Durchmesser<br />
bis zu 450 mm; gute chemische<br />
Beständigkeit; geringer Verlust<br />
von Reibungsenergie und geringe<br />
reibungsbedingte Aufwärmung; lange<br />
Lebensdauer unter trockenen und<br />
abrasiven Bedingungen; einfach- oder<br />
doppeltwirkende Funktion; Rotation<br />
in einer oder zwei Richtungen.<br />
Kundenspezifische Auslegung<br />
Das spezielle Fertigungsverfahren für Flexi<br />
Case-Dichtungen ermöglicht die Konstruktion<br />
kundenspezifischer Dichtungslösungen<br />
für spezielle Anwendungserfordernisse<br />
ohne hohe Werkzeugkosten. Mehrfachlippen,<br />
Abstreiferlippen, Stützelemente<br />
und integrierte Federn sind dabei nur<br />
einige Beispiele möglicher Kombinationen<br />
der Dichtungskonstruktion. Jede Anwendung<br />
erfordert eine spezielle Kombination<br />
von Mantel, Dichtung, Abstandshalter sowie<br />
der für die Dichtungslippen verwendeten<br />
Materialien. Traditionelle Edelstahlqualitäten<br />
werden standardmäßig für den<br />
Mantel eingesetzt, ebenso wie speziellere<br />
korrosionsbeständige Werkstoffe. Der Einsatz<br />
NACE-konformer Metallelemente ist<br />
bei Bedarf ebenfalls möglich.<br />
www.parker.com/praedifa<br />
24 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Leichte Dichtungen mit Lotuseffekt<br />
Freudenberg Sealing Technologies hat das Phänomen der<br />
Superhydrophobie (Lotuseffekt) auf Dichtungen aus Flüssigsilikon<br />
übertragen, ohne den Dichtungswerkstoff zu verändern<br />
und ohne die Dichtung zu beschichten. Das Werkzeug hinterlässt<br />
auf der Dichtungsoberfläche eine im Mikrometerbereich liegende<br />
Berg- und Tal-Struktur, die der Oberfläche der Lotusblume nachempfunden<br />
ist. Die neue reibungsreduzierende Mikrostruktur der<br />
Dichtungsoberfläche kann dazu beitragen, die Montage deutlich<br />
zu erleichtern – im trockenen Zustand, ohne dass Schmierstoffe<br />
nötig sind. Ein neues Flüssigsilikon ist bis zu knapp 40 % leichter als herkömmliche Flüssigsilikone.<br />
Diese Gewichtsersparnis ermöglicht schwimmfähige Dichtungen, die auch Ablagerungen sowie<br />
aggressiven Chemikalien widerstehen.<br />
Präzisionsformteile aus Flüssigsilikon werden unter anderem zur Abdichtung von Schaltern und<br />
Steckern, als Dichtmatten zur Kabeldurchführung oder als Staubschutzkappen eingesetzt.<br />
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Stoßkraft bei Stopperzylinder<br />
stark erhöht<br />
Der Stopperzylinder DFSP von Festo kann 200 % mehr<br />
Stoßkraft aufnehmen als sein Vorgänger. Er bietet<br />
Widerstand bei Radial- und Stoßkräften in der<br />
Fördertechnik, bei Spezial- und Werkzeugmaschinen<br />
und in der Automobilindustrie. Er<br />
eignet sich besonders für Anwendungen wie<br />
Vereinzeln, Stoppen oder Indexieren. Das optionale<br />
Innengewinde mit Zentrierbohrung unterstützt<br />
kundenspezifische Werkzeuge und Anbauteile.<br />
Durch das verlängerte Kolbenstangenlager ist ein<br />
genaueres Positionieren möglich. Weitere Sicherheit<br />
bietet die optionale Verdrehsicherung. Die<br />
Konstruktion basiert auf dem Kompaktzylinder ADN. Der<br />
3K-Kolben und das spezielle Kolbenstangenlager sorgen für<br />
eine hohe Gebrauchsdauer.<br />
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Ausgleichskupplungen<br />
Das Unternehmen Orbit<br />
Antriebstechnik stellt seinen<br />
aktualisierten Katalog <strong>2015</strong><br />
zum Thema Ausgleichskupplungen<br />
vor. In dieser 84<br />
Seiten umfassenden Broschüre<br />
findet der technische<br />
Anwender ein umfangreiches Kupplungsprogramm, das auf die<br />
unterschiedlichen technischen Anforderungen von Antriebsaufgaben<br />
abgestimmt ist. Interessante Produkterweiterungen, z. B.<br />
die Lamellenkupplung Diskflex aus Edelstahl für besondere<br />
Umgebungsbedingungen oder auch die Elastomerkupplung<br />
Jawflex mit Konusspannnaben für Anwendungen mit hohen<br />
Drehzahlen, ergänzen die aktuelle Broschüre.<br />
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und PROFINET mit PROFIsafe<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Flexible, platzsparende Normalien<br />
Ausgleich von Schrägen und Höheneinstellung mit Gelenkschrauben<br />
Ein Normalienanbieter hat sein<br />
umfassendes Sortiment, zu dem<br />
u. a. auch Gelenkteller gehören, um<br />
platzsparende Gelenkschrauben<br />
erweitert, die direkt in die<br />
Grundfläche eingeschraubt werden<br />
können. Durch eine Gelenkkugel<br />
sind sie in der Lage, Schrägen<br />
auszugleichen und eignen sich für<br />
viele Anwendungsbereiche.<br />
Um präzise und zuverlässig produzieren<br />
zu können, ist der sichere Stand von<br />
Vorrichtungen, Maschinen und Anlagen<br />
unerlässlich. Die Lösung, damit Maschinen<br />
auch auf unebenen Untergründen sicher<br />
stehen, ist eine flexible Lagerung zum Beispiel<br />
mit schwenkbaren Füßen. Hierfür bietet<br />
die Erwin Halder KG die passenden Gelenkteller<br />
in unterschiedlichen Ausführungen<br />
und seit Kurzem auch flexible, vielfältig<br />
einsetzbare Gelenkschrauben.<br />
Schrägen einfach ausgleichen<br />
Bernd Janner, Vertriebsleiter von der<br />
Erwin Halder KG: „Die Gelenkteller lassen<br />
sich als Fuß- und Druckstücke verwenden.<br />
Das Kugelgelenk macht sie so flexibel, dass<br />
sie Schrägen zwischen Werkstück und<br />
Fläche mühelos ausgleichen können. Sie<br />
verfügen über einen Gewindebolzen, der<br />
mittels zwei Muttern zur Fixierung von Vorrichtungen,<br />
Maschinen und Anlagen in<br />
unterschiedlichen Höhen dienen kann.“<br />
Die Gelenkteller sind in verschiedenen<br />
Ausführungen erhältlich: mit Teller und Kugelelement<br />
aus brüniertem Vergütungsstahl<br />
oder rostfreiem Stahl 1.4305, darüber<br />
hinaus auch mit einem Teller aus Thermoplast<br />
und einem Kugelelement aus rostfreiem<br />
Stahl. Die maximale Belastbarkeit<br />
beim Vergütungsstahl beträgt 65 kN, beim<br />
rostfreien Stahl 52 kN. Die Thermoplast-<br />
Variante lässt sich unter Kräften von bis zu<br />
25 kN und in einem Temperaturbereich<br />
zwischen -30 und +80 °C einsetzen.<br />
Neben der Variante mit Gewindebolzen<br />
gibt es die Gelenkteller auch ohne Bolzen,<br />
um eigene Schrauben, Gewindestangen oder<br />
ähnliches einsetzen zu können. Sämtliche<br />
Ausführungen sind in Gewindegrößen<br />
zwischen M 6 und M 24 erhältlich. Auf Anfrage<br />
sind auch Sonderausführungen realisierbar.<br />
„Eine noch höhere Sicherheit bieten<br />
unsere Gelenkteller mit Befestigungsbohrungen<br />
im Teller“, erklärt Bernd Janner. „Sie<br />
lassen sich mittels Schrauben im Untergrund<br />
fixieren, wodurch das Einsatzspektrum<br />
erweitert wird.“ Auch sie sind in Gewindegrößen<br />
zwischen M 6 und M 24 erhältlich,<br />
bestehen aus rostfreiem Stahl 1.4305 und<br />
halten statischen Belastungen von bis zu 52<br />
kN stand. Hierbei kann der Anwender ebenfalls<br />
zwischen einer Ausführung mit und ohne<br />
Gewindebolzen wählen.<br />
Vielfältig einsetzbare<br />
Gelenkschrauben<br />
Die Erwin Halder KG hat nun auch Gelenkschrauben<br />
im Sortiment, die einfach und bequem<br />
in das Bauteil eingeschraubt werden<br />
können und auf diese Weise platzsparender<br />
als die Gelenkteller sind. Zudem lassen sich<br />
über das Außengewinde unterschiedliche<br />
Abstände ausgleichen. Angebrachte Schlüsselflächen<br />
und Innensechskant ermöglichen<br />
dabei eine leichte Montage der Gelenkschrauben.<br />
Die Ausführung aus brüniertem<br />
Vergütungsstahl ist mit bis zu 45 kN belastbar,<br />
die Variante aus rostfreiem Stahl mit<br />
maximal 36 kN.<br />
Der Anwender hat dabei die Wahl zwischen<br />
folgenden Größen: M 6, 8, 10, 12 und<br />
16 bei der Gewindestange. „Die Gelenkschrauben<br />
sind so konstruiert, dass sie<br />
erlauben, Schrägstellungen bis zu einem<br />
Winkel von 15° auszugleichen“, so Bernd<br />
Janner. Zusätzlich zu ihrer Verwendung<br />
Für eine flexible Lagerung lassen sich die Gelenkteller<br />
und Gelenkschrauben verwenden<br />
als Druckstücke eignen sich die Gelenkschrauben<br />
zum Abstützen und Befestigen<br />
von Gehäusen in Schräglagen – durch ihre<br />
kompakte Bauweise auch als Scharniere in<br />
der Verbindungstechnik. Sowohl die<br />
Gelenkteller als auch die Gelenkschrauben<br />
können beispielsweise als einschraubbare<br />
Füße für Maschinen bei unebenem Boden<br />
dienen.<br />
www.halder.de<br />
26 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Gummi Formteile: flexible Vielfalt<br />
Parallel zum Ausbau seiner Kompetenzen<br />
auf dem Gebiet der Faltenbälge und Gleitbahnschütze<br />
hat das Unternehmen Höhl &<br />
Westhoff sein Know-how als Hersteller von<br />
Gummi-Formteilen aus zahlreichen unter -<br />
schiedlichen Elastomeren permanent<br />
erweitert. Der Hersteller fertigt Gummi -<br />
formteile und Faltenbälge nach Zeichnung<br />
und Muster oder entwickelt mit dem<br />
Anwender gemeinsam eine Lösung. Dabei<br />
wird die Größe des Werkzeugs auf die<br />
geforderten Stückzahlen abgestimmt.<br />
Basierend auf den möglichen Standardwerkstoffen NR, SBR, EPDM, NBR, CR, CSM,<br />
Silikon und Viton ist Höhl & Westhoff in der Lage, Sondermischungen für applikationsspezifische<br />
Anforderungen zu entwickeln, z. B. pilz- und schimmelbeständige oder<br />
elektrisch leitfähige Mischungen. Dabei vermag das Unternehmen auf der Grundlage<br />
seiner breiten Auswahl flexible Formteile zu realisieren, die hohe Anforderungen an die<br />
Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse, Chemikalien, Kraftstoffe, Schmier- und<br />
Lösungsmittel sowie Ozon und UV-Strahlung aufweisen.<br />
www.faltenbalg.net<br />
Hochleistungswälzlager für die Bahntechnik<br />
Mit den aktuellen Generationen von Hochleistungswälzlagern für die Bahntechnik will<br />
NSK europäische Bahngesellschaften gewinnen, die die Geschwindigkeit und Effizienz<br />
ihrer Züge verbessern wollen. Die neuen Wälzlager für Traktionsmotoren sind mit<br />
keramischen isolierten Ringen zur Vermeidung von Elektrokorrosion ausgestattet.<br />
Zudem bietet der Hersteller Kegelrollenlager mit verstärkten Käfigen und eine neue<br />
Generation von Radsatzlagern an. Die<br />
Radsatzlager bestehen aus hochbelastbaren<br />
Spezialstählen und haben optimierte<br />
Dichtungen und Schmierungen. Mit den<br />
Produkten will NSK erreichen, dass sich die<br />
Wartungsintervalle der Lager an die der<br />
kompletten Radsätze angleichen. Die<br />
Radsatzlager liefert der Hersteller bereits<br />
u. a. für die Züge des britischen Intercity-<br />
Express-Programms (IEP). Für sie konnten<br />
die Service intervalle dem Hersteller zufolge<br />
auf mehr als 1,6 Mio. km erhöht werden.<br />
www.nskeurope.de<br />
Toleranzen bei Flanschdichtungen besser kompensiert<br />
Für den Einsatz in der Mobilhydraulik oder in Pressen bietet der Dichtungstechnikhersteller<br />
SKF Economos universelle Flanschdichtungen nach SAE-Spezifikationen aus<br />
hochentwickelten Polyurethanwerkstoffen an. Ein deutlicher Vorteil ist, dass die<br />
anwendungsspezifisch gefertigten Axialdichtungen bauteilbedingte<br />
Toleranzen bei Ventilblöcken und Rohrflanschen erheblich<br />
besser als Standardausführungen kompensieren können.<br />
Einerseits verliert dadurch ein kritischer Faktor bei der<br />
Fertigung dieser Hydraulikkomponenten an Bedeutung,<br />
zusätzlich werden Leckagen im Betrieb vermieden, die auf<br />
bestehenden Toleranzen beruhen. Die aus Ecopur-Werkstoffen gefertigten<br />
Flanschdichtungen eignen sich für Anwendungen mit Drücken von bis zu ca.<br />
1000 bar und können im breiten Temperaturbereich von -20 bis 110 °C eingesetzt<br />
werden. Um bei Spaltbildung eine Extrusion der Dichtung zu vermeiden, sind auch<br />
Ausführungen mit Stützring möglich.<br />
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Ihre Innovation bestimmt unser Tempo.<br />
Dabei ist uns keine Herausforderung<br />
zu schwer und kein Rennen zu schnell.<br />
Denn die Entwicklung von maßgeschneiderten<br />
Fertigteilen für Ihre Produktion<br />
ist die Disziplin, die wir täglich<br />
trainieren.<br />
Ob Kunststoffe, Standardprodukte oder<br />
individuelle Fertigteile – für viele Unternehmen<br />
sind unsere Produkte der<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
Effektiv verzögern<br />
Konstruktionselemente zum Klemmen und Dämpfen<br />
sichern Kabelschneidemaschine<br />
Robert Timmerberg<br />
Bei der Herstellung von Elektro- und Hybridfahrzeugen ist absolute<br />
Sicherheit gefragt. Dies gilt auch für das Zuschneiden benötigter Hochvoltleitungen.<br />
Moderne Schirm- und Geflechtschneidevorrichtungen funktionieren<br />
oft elektro-pneumatisch. Kleinstoßdämpfer und Klemmelemente<br />
sorgen in einer solchen Lösung für die Sicherheit von Bedienpersonal<br />
und Maschine.<br />
S<br />
eit einem halben Jahrhundert wird bei<br />
den Rittmeyers in Münster in Sachen<br />
Feinmechanik gefräst, gedreht und geschliffen.<br />
Längst ist aus einer Einmann firma jedoch<br />
ein Familienbetrieb entstanden, der<br />
sich auf die Entwicklung von Serien- und<br />
Sondermaschinen u. a. für die Medizintechnik,<br />
für die Automobil- und für die Luftfahrtindustrie<br />
spezialisiert hat. Ein typisches<br />
Merkmal der Arbeiten aus dem Münsterland<br />
ist die enge Verbindung von Engineering<br />
und Feinmechanik. Aber auch die intensive<br />
Zusammenarbeit mit den zu beliefernden<br />
Unternehmen gehört dazu. Das sieht die<br />
ACE Stoßdämpfer GmbH, einer der Zulieferer<br />
des Unternehmens, genauso. Gepaart<br />
mit dem Qualitätsanspruch des Anbieters<br />
von Industriestoßdämpfern sind zwei Gründe<br />
für die Kooperation der beiden Unternehmen<br />
gefunden. „Wann immer es darum<br />
geht, Maschinen effektiv zu verzögern, setzen<br />
wir auf Stoßdämpfer von ACE. Weil wir<br />
Robert Timmerberg, M.A.:<br />
Fachjournalist, plus2 GmbH, Düsseldorf<br />
für unsere ‚BERI.CO.CUT - V3‘ zusätzlich<br />
eine Schienenführung klemmen wollten<br />
und ACE auch in diesem Bereich Produkte<br />
liefert, waren die Langenfelder auch hier unser<br />
erster und einziger Ansprechpartner“,<br />
sagt Firmenchef Walter Rittmeyer.<br />
Endlagenschutz durch<br />
Kleinstoßdämpfer<br />
Die dritte Generation der Sondermaschine<br />
ist für das einfache und präzise Durchtrennen<br />
der Abschirmungen und Drahtgeflechte<br />
von Hochvoltleitungen zuständig,<br />
die u. a. bei Elektro- und Hybridfahrzeugen<br />
eingesetzt werden. Bei der Bearbeitung der<br />
Leitungen wird der gesamte Kopf der<br />
Maschine verfahren. Wie bei früheren Maschinen<br />
auch, setzen die Münsteraner beim<br />
Der Kleinstoßdämpfer sorgt in der Kabelschneidemaschine<br />
für einen weichen Anschlag und verhindert so Schäden<br />
an Bearbeitungskopf und Gesamtkonstruktion<br />
Verfahren des Kopfs gegen die Rückwand<br />
zum zuverlässigen Bremsen einen ACE<br />
Kleinstoßdämpfer ein. Dieser sorgt für einen<br />
weichen Anschlag und verhindert so<br />
kostspielige Schäden an Bearbeitungskopf<br />
und Gesamtkonstruktion, ganz zu schweigen<br />
von monetären und Imageschäden, die<br />
durch Ausfallzeiten bei Rittmeyer-Kunden<br />
entstehen würden. Aufgrund des vertrauensvollen<br />
Verhältnisses zwischen den beiden<br />
beteiligten Unternehmen wurde auf<br />
Testaufbauten verzichtet und stattdessen<br />
direkt mit der Auslegung durch ACE begonnen.<br />
Nach Berücksichtigung aller Kenndaten<br />
wie z. B. der verfahrenden Masse und<br />
ihrer Geschwindigkeit entschieden sich die<br />
Stoßdämpfer-Spezialisten dazu, Kleinstoßdämpfer<br />
des Typs MC75EUM-3 zu verbauen.<br />
Diese wartungsfreien und einbaufertigen<br />
hydraulischen Maschinenelemente verfügen<br />
über sehr kurze Gesamtlängen und geringe<br />
Rückstellkräfte. Das Material der<br />
Stoßdämpferkörper ist aus brüniertem oder<br />
tenifer gehärtetem Stahl und sorgt in Kombination<br />
mit einer temperaturstabilen Ölfüllung<br />
und einem integrierten Festanschlag<br />
für hohe Lebensdauer, die auch den<br />
Ansprüchen einer Dauerbelastung wie bei<br />
der Kabelschneidemaschine absolut<br />
gerecht wird. Die gewählten selbsteinstellenden<br />
Elemente der Kleinstoßdämpfer-<br />
28 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
01 Die elektro-pneumatische Schneidemaschine<br />
durchtrennt die Abschirmungen<br />
von Hochvoltleitungen sauber,<br />
kraftschonend und sicher<br />
02 Ideal für kompakte Konstruktionen:<br />
Die Baureihe der Kleinstoßdämpfer verfügt<br />
über kurze Gesamtlängen und geringe<br />
Rückstellkräfte<br />
03 Geeignet für Stangen mit Durchmessern<br />
von 16 bis 40 mm, nehmen die<br />
Klemmelemente die Kräfte axial wie<br />
rotativ auf<br />
serie sind in der Lage, 9 Nm/Hub und<br />
28 200 Nm/h aufzunehmen. Der zulässige<br />
Massenbereich liegt dabei zwischen 2,7 kg<br />
und 36,2 kg und gilt für einen Temperaturbereich<br />
von 0 bis 66 °C. Sollen die Maschinenelemente<br />
im Außenbereich eingesetzt<br />
werden, verfügt ACE zudem über Varianten,<br />
die sogar beständig gegenüber Seewasser<br />
oder anderen aggressiven Materialien<br />
sind. In beiden Fällen sind die Dämpfer<br />
dank einer Vielzahl an Zubehör und Anschlussteilen<br />
auch in bestehende Konstruktionen<br />
leicht zu integrieren. Ein Umstand,<br />
der in Münster wegen der neuen Konstruktion<br />
keine Rolle spielte, obwohl das geringe<br />
Eigengewicht von gerade einmal 30 g ein<br />
positiver Nebeneffekt bei der Planung war:<br />
„Wir sind immer bemüht, unsere Konstruktion<br />
so kompakt wie möglich zu bauen. Die<br />
Gesamtlänge von gerade mal 70 mm des<br />
Stoßdämpfers spielt uns dabei natürlich in<br />
die Karten“, erklärt Walter Rittmeyer. Auch<br />
die Rückstellzeit von 0,3 s war für die Kabelschneidemaschine<br />
mehr als ausreichend.<br />
Klemmelemente mit<br />
unterschiedlichen Aufgaben<br />
Zusätzlich zu den Stoßdämpfern kommen<br />
bei Rittmeyer sogenannte Locked-Klemmelemente<br />
von ACE zum Einsatz. In diesem<br />
Fall stammen sie aus der PN-Serie, die für eine<br />
pneumatische Klemmung konzipiert ist.<br />
Dabei sind sie einerseits für das Vermeiden<br />
von Schäden der Bediener durch unsauber<br />
getrennte Kabel, andererseits für das Vermeiden<br />
von Schäden an der Konstruktion<br />
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Das HEINRICH KIPP WERK ist Hersteller<br />
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selbst zuständig. Um zu verstehen warum,<br />
hilft ein Blick auf die Funktionsweise des<br />
Geräts. Das Werkzeug in der „BERI.CO.CUT<br />
- V3“ wird konzentrisch entlang zweier Führungswellen<br />
bewegt. Die Locked-Elemente<br />
klemmen sowohl im regulären Betrieb der<br />
Pneumatik als auch bei Druckabfall. Im<br />
Regelbetrieb gilt es, ein Verschieben beim<br />
Schneideprozess zu verhindern. Denn bereits<br />
durch kleinste Ungenauigkeiten könnten<br />
die Passagiere von Elektroautos oder<br />
Flugzeugen später zu Schaden kommen. Aus<br />
diesem Grund ist eine absolut präzise Arretierung<br />
unabhängig von der Länge des jeweiligen<br />
Werkstücks von zentraler Bedeutung.<br />
Dies wird seitens der verwendeten Klemmelemente<br />
mit der Bezeichnung PN-63-20-2-6B<br />
sichergestellt, indem sie einen hohen axialen<br />
Druck aufbauen. Auch im Störfall ist ihre<br />
Arbeit elementar. Denn wenn die Steuerung<br />
oder die Druckluftversorgung ausfällt, könnte<br />
ohne ihre Klemmung das ganze Werkzeug<br />
nach hinten durchschlagen. „Im schlimmsten<br />
Fall hätten unsere Kunden es mit einer<br />
unkontrollierten Bewegung zu tun, bei der<br />
ca. eine Tonne Kraft wirken würde“, sagt der<br />
Rittmeyer-Konstrukteur Mikhail Korontsevich.<br />
Konkret bedeutet dies, dass die Klemmelemente<br />
im Notfall den Kleinstoßdämpfer unterstützen<br />
und so in Kombination mit ihm<br />
Schlimmeres verhindern. Die verwendeten<br />
Locked-Typen verfügen bei 4 bar über eine<br />
Klemmelemente – variabel einsetzbar<br />
In drei verschiedenen Variationen erhältlich, sorgen die Klemmelemente für ein<br />
sicheres und zuverlässiges statisches Klemmen auf, entlang und abseits von<br />
Schienenbahnen. Gemeinsam ist den Locked-L-, Locked-P- sowie Locked-R-Serien,<br />
dass sie im Gegensatz zu Sicherheitsstoßdämpfern direkt an der verfahrenden<br />
Masse angebracht sind. Sie können diese somit an jedem beliebigen Punkt der<br />
zurückgelegten Strecke zum Stillstand bringen. Auf den kleinsten gemeinsamen<br />
Nenner gebracht, wird die Klemmung durch eine Verformung membranbeaufschlagter<br />
Federbleche aktiviert bzw. gelöst. Dieses System reagiert dabei innerhalb<br />
kürzester Zeit durch seine pneumatische Vorspannung. Permanent einsatzbereit,<br />
gewährt es höchste Klemmkräfte – selbst wenn die Energie der Pneumatik-Antriebssysteme<br />
ausfällt. Kunden profitieren trotz geringer Systemkosten im Vergleich zu<br />
Hydraulik- und Elektroniklösungen von sehr guten Klemm- und Bremskräften, und<br />
zwar bei axialen wie auch radialen Bewegungen. Alle Vertreter dieser ACE-Familie<br />
bieten zusammen somit einen hohen Schutz für wertvolle Konstruktionen. In<br />
Standardausführungen sind sie für 1 Million Zyklen ausgelegt.<br />
Haltekraft von 2520 N, bei 6 bar von 3600 N.<br />
ACE stellt darüber hinaus sogar Modelle zur<br />
Verfügung, die bis zu 27 000 N bewältigen<br />
können. Die Stoßdämpfer-Spezialisten empfehlen,<br />
bei der durch eine kompakte Bauweise<br />
auffallenden P-Serie einen Sicherheitsfaktor<br />
von plus 10 % zu kalkulieren, denn die angegebenen<br />
Haltekräfte kommen bei optimalen<br />
Bedingungen zur Geltung. Und bei der Berücksichtigung<br />
aller Details soll das einwandfreie<br />
Funktionieren der Kabeltrennung<br />
nicht ausgerechnet an widrigen Umständen<br />
scheitern. Mikhail Korontsevich bestätigt,<br />
dass es dazu noch nicht gekommen ist.<br />
Bilder: www.fotolia.de, ACE Stoßdämpfer GmbH<br />
und Feintechnik R. Rittmeyer GmbH<br />
www.ace-ace.de<br />
www.rittmeyer-beri.de<br />
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30 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
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Teleskop-Hubzylinder für<br />
Lasten bis 1000 kN<br />
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Die Vorteile einer hydraulischen Leistung und<br />
einer pneu matischen Verfahrgeschwindigkeit<br />
hat die Firma Enzfelder in dem teleskopierbaren<br />
Hubzylinder TSGZ vereint. Bei Lasten von bis zu<br />
1000 kN lassen sich damit große Hubhöhen bei<br />
kleiner Einbauhöhe realisieren und Bauraum sparen. Durch das<br />
Rohrsystem ist eine Verdrehsicherung wie bei herkömmlichen<br />
Spindelgetrieben nicht erforderlich. Zeitgleich schützt dieses das<br />
Innenleben vor Schmutz und Staub. Die Führung des Teleskop-<br />
Hubzylinders ermöglicht ebenso eine Aufnahme von Seitenlasten,<br />
die bis zu 20 % der Hublast betragen können. Ebenfalls kann der<br />
Zylinder auch außermittige Lasten aufnehmen. Optionale elektrische<br />
Sicherheitsvorkehrungen,<br />
Sicherheitsmutter, Druck -<br />
sensoren und verschiebbare<br />
Bodenplatten ermöglichen<br />
einen flexiblen Aufbau einer<br />
Hubanlage, wobei die<br />
einzelnen Teleskope zueinander keine mechanische Verknüpfung<br />
aufweisen müssen. Einsatz bereiche sind unter anderem die Kraftwerks-,<br />
die Bahnindustrie und die Flugzeugindustrie.<br />
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Totraumfreie Klemmhebel<br />
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Ein gewöhnlicher Klemmhebel<br />
ist in offener Bauweise<br />
konzipiert, wodurch<br />
Fremdstoffe wie Nahrungspartikel<br />
in den Hebel gelangen und<br />
sich dort festsetzen können. Ebenso können Abriebpartikel aus<br />
dem Inneren heraus fallen. Dies führt zu Problemen im<br />
hygienisch anspruchsvollen Bereich. Aus diesem Grund hat das<br />
Unternehmen Novonox einen Klemmhebel nach Hygienic Design<br />
entwickelt, der komplett hermetisch geschlossen ist. Der<br />
Bauraum zwischen dem Griffteil und dem Schraubeinsatz ist<br />
beim neuen HD-Klemmhebel mit einer speziellen Schaftdichtung<br />
vollständig abgedichtet. Das Griffteil ist aus einem Guss und an<br />
seiner Außenseite ebenfalls hermetisch geschlossen. Der Schaft<br />
des Schraubeinsatzes wird mithilfe eines patentierten Polierverfahrens<br />
auf einen Mittenrauwert kleiner ca. Ra 0,2 µm poliert.<br />
Auf der glatten Oberfläche haften Fremdstoffe und Flüssigkeiten<br />
kaum an. Der Klemmhebel weist keinerlei Toträume auf, in denen<br />
sich Keime und Bakterien bilden und die Schraubstelle und das<br />
Produkt kontaminieren können. Alle außenliegenden Stahlteile<br />
sind aus nichtrostendem Edelstahl der Werkstoffklasse 1.4404<br />
gefertigt und erfüllen die Vorschriften der Lebensmittelindustrie,<br />
der Pharmazie und der Medizintechnik.<br />
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Kettenräder mit<br />
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Wahlweise sind sie ohne Befestigungsschraube oder als Kettenspannradsatz<br />
mit Schraube und drei Muttern verfügbar.<br />
Einsetzbar sind sie als Kettenspannrad oder auch als Ketten -<br />
u mlenkrad. Eine Wartung der Kugellager ist nicht erforderlich, da<br />
sie lebensdauergeschmiert sind. Auch für Land- und Textilmaschinen<br />
sind die neuen Kettenspannräder geeignet. Einsatzfähig<br />
sind sie im Temperaturbereich -20 bis 120 °C. In Kombination mit<br />
den bei dem Hersteller erhältlichen Edelstahl-Spannelementen<br />
lassen sie sich als komplett rostfreie Kettenspanner verwenden.<br />
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Zurcon Z13 ist ein der Härte 60 Shore D, thermoplastisches<br />
Polyurethan das gute mechanische und elastische Materialeigenschaften<br />
kombiniert. Dadurch eignet er sich für höhere Drücke<br />
und hohe Temperaturen, ohne dass er seine Festigkeit verliert.<br />
Während Dichtungen aus anderen Werkstoffgruppen schon nach<br />
200 000 Lastwechseln einen deutlichen Verschleiß zeigten, gab es<br />
bei Dichtungen aus Zurcon Z13 bei identischer Dichtungsgeometrie<br />
auch nach einer Million Lastwechseln keinerlei Leckage<br />
Die Glyd-Ring-D-Hochdruck-Kolbendichtungen aus Zurcon Z13<br />
sind sehr hart bei gleichzeitig hervorragender<br />
Elastizität und Zugfestigkeit und<br />
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vielen gängigen Hydraulikflüssigkeiten,<br />
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und verlangen mehr und mehr nach einbaufertigen, oft<br />
individuellen Subsystemen. Ein Anbieter von Komponenten und<br />
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Prüfstände, Bewegungs- und Fördertechnik<br />
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unterschiedlichsten Branchen. Der Service<br />
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können individuelle Türlösungen sicher<br />
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robusten und wartungsfreien<br />
Zahnriemenantrieb angetrieben. Ein<br />
System, das für alle vertikalen und horizontalen<br />
Türtypen eingesetzt werden kann.<br />
Personenschutz ist durch die integrierte,<br />
zertifizierte Hinderniserkennung gewährleistet.<br />
Somit sind Sensoren wie Lichtgitter,<br />
Bewegungsmelder und Bumperleisten<br />
nicht notwendig.<br />
Die Produktivität lässt sich durch schnelle<br />
Türen entscheidend steigern. Bediener werden<br />
durch automatische Türen entlastet,<br />
hohe Türgeschwindigkeiten verkürzen<br />
Taktzeiten. Schutztüren, Trenntüren oder<br />
trennende Schutzeinrichtungen dürfen<br />
nicht selber zur Gefahr für den Bediener<br />
werden. Die DTSG Türantriebe entsprechen<br />
den hohen Sicherheitsnormen im Maschinenbau.<br />
Sie erfüllen die EN ISO 23125<br />
und EN ISO 953. Durch die integrierte und<br />
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durch seine Kompaktheit. Der Zahnriemen<br />
ist resistent gegen gängige Kühl- und<br />
Schmiermittel. Er beschleunigt die Tür<br />
kraftvoll und sanft. Der im Motor integrierte<br />
Inkrementalgeber erfasst berührungslos die<br />
Position der Tür. Er ist für den Betrieb an<br />
horizontalen und vertikalen Türen geeignet.<br />
Mit dem optionalen Webinterface<br />
lässt sich der Antrieb zudem mit einem<br />
Notebook oder Smartphone kabellos über<br />
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Kleinteile aus Flüssigsilikon für eine Milchpumpe<br />
Für die elektrische Doppel-Milchpumpe „freestyle“ haben die<br />
LSR(Liquid Silicone Rubbers)-Experten von Trelleborg Sealing<br />
Solutions zusammen mit dem Hersteller Medela drei Kleinteile aus<br />
Flüssigsilikon entwickelt, die das zuverlässige Funktionieren<br />
sicherstellen. Trelleborg Sealing Solutions fertigt diese Teile in<br />
Serienstückzahlen. Neben dem anspruchsvollen Spritzgießprozess<br />
stellt die Entformung allerhöchste Anforderungen. So enthält eine<br />
nur 0,3 mm dünne Ventilplatte mit den Abmessungen 35 x 20 mm<br />
vier Bohrungen, die von Dichtungen umgeben sind und absolut<br />
gratfrei sein müssen. Eine von der Geometrie höchst komplexe<br />
Vakuumschlauchverbindung benötigt ebenfalls gratfreie<br />
Bohrungen, die aber noch mit unterschiedlichen Wandstärken<br />
gefertigt werden müssen. Die besondere Herausforderung liegt<br />
darin, ein 41 mm langes Schlauchstück mit 3,2 mm Innendurchmesser<br />
ohne Lufteinschlüsse voll auszuformen. Das Highlight ist<br />
eine im Umspritzverfahren gefertigte 2K Membranplatte, auf der<br />
ein 30 mm langer Dorn aus LSR<br />
sitzt, dessen Durchmesser<br />
sich bei einer Wandstärke<br />
von wenigen zehntel<br />
Millimetern von einem auf<br />
0,5 mm verjüngt.<br />
Allen Teilen gemeinsam ist die<br />
Schwierigkeit der zerstörungsfreien<br />
Entformung aus dem<br />
Werkzeug sowie der weiteren<br />
Handhabung der diffizilen und<br />
teilweise biegeschlaffen Kleinteile. Für ein<br />
sicheres und zuverlässiges Entnehmen der LSR-Produkte aus dem<br />
Werkzeug sorgen teils automatisierte Entnahmeprozesse.<br />
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Direktantrieb<br />
Seit Beginn des Jahres bietet die<br />
Arntz Optibelt Gruppe mit den<br />
Antriebsriemen der Serie<br />
Conveyor Power für Förderanlagen<br />
konzipierte Produkte an.<br />
Die Conveyor-Power-Rippenbänder<br />
sind eine Alternative<br />
zum Direktantrieb. Neben der<br />
guten Leistungsübertragung<br />
verfügen sie über eine selbstspannende<br />
Eigenschaft. Damit<br />
entfällt quasi jeglicher<br />
Wartungsaufwand. Weitere<br />
Merkmale sind die erweiterte<br />
Temperaturbeständigkeit, die<br />
optimierte Flexibilität und das<br />
anwendungsspezifische<br />
Spannungsverhalten.<br />
Haben Sie sich schon<br />
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Die Sonderkonstruktionen<br />
Optibelt Conveyor Power RB<br />
und Optibelt Conveyor Power<br />
ERB verfügen über eine<br />
Temperaturbeständigkeit von<br />
-30 bis +80 °C. Die Riemenspannungscharakteristika<br />
der<br />
elas tischen Rippenbänder (ERB)<br />
wurden für Rollenbahnapplikationen<br />
entwickelt und stehen<br />
in allen gängigen Abmessungen<br />
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weltweit größten mobilen Riesenräder, die von Bussink<br />
entworfen und von Maurer in München gebaut und<br />
ausgetestet werden. Moderne Automatisierung und<br />
integrierte Antriebssysteme sorgen dabei für mehr<br />
Energieeffizienz im Betrieb und für hohe Fahrsicherheit.<br />
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evakuiert werden.<br />
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Antriebsseitig ist das R80XL mit acht Motoren<br />
der Baureihe Simotics GP ausgestattet,<br />
die mittels Profinet intelligent vernetzt sind<br />
und durch ein Conditioning-Monitoring-<br />
System kontinuierlich überwacht werden.<br />
Die Kraftübertragung erfolgt indirekt über<br />
Antriebsräder, die an verschiedenen Stellen<br />
den äußeren Ring des Rads antreiben und<br />
dabei durch eine intelligente Stelleinrichtung<br />
immer mit optimalem Druck an das<br />
Der eingesetzte Frequenzumrichter ermöglicht die<br />
Rückspeisung von Bremsenergie ins Netz<br />
Darüber hinaus ermöglicht<br />
die Kombination<br />
aus Automatisierung<br />
und Umrichtertechnologie die Vermeidung<br />
kostenintensiver Lastspitzen<br />
beim Anfahren des Rads. Marcel Moesler,<br />
Technical Flying Doctor Service bei Bussink:<br />
„De facto können wir die maximale<br />
Last im System hinterlegen, den Rest erledigt<br />
die Automatisierung.“<br />
Übrigens: Auch bei der Beleuchtung setzten<br />
die Ingenieure auf energieeffiziente<br />
Lösungen und statteten das Riesenrad ausschließlich<br />
mit LED-Lampen aus. Im Vergleich<br />
zu herkömmlicher Beleuchtung<br />
kann das bis zu 90 % Energieeinsparung bedeuten.<br />
Davon abgesehen, entfällt der tägliche<br />
Arbeitsaufwand durch den Austausch<br />
zig ausgefallener Glühlampen.<br />
Nicht all zu weit entfernt vom Olympiaturm<br />
– am Frankfurter Ring – wachsen<br />
in München die größten transportablen Riesenräder<br />
der Welt auf dem Firmengelände<br />
der Maurer German Wheels GmbH in den<br />
Himmel. Dabei stammen die gesamte Elektronik<br />
sowie die Antriebssysteme und die<br />
durchgängige Automatisierung auf Basis<br />
von TIA (Totally Integrated Automation)<br />
Portal aus dem Hause Siemens.<br />
In puncto Sicherheit erfüllt das R80XL<br />
höchste Ansprüche. So ist die komplette<br />
Steuerung in einem Redundanzkonzept<br />
angelegt. Eine Simatic S7-300 ist aktiv, die<br />
zweite steht als Backup zur Verfügung und<br />
kann jederzeit aktiviert werden. Und überhaupt:<br />
Die gesamte Schalttechnik ist auf<br />
zwei redundante und räumlich voneinander<br />
getrennte Elektro-Container verteilt.<br />
Auch für den Fall eines kompletten Stromausfalls<br />
ist das Riesenrad gerüstet – zum<br />
einen mit einem Notstromaggregat, zum<br />
anderen durch die Schwerkraft selbst:<br />
Durch die hohe Qualität der Lager kommt<br />
der Schwerpunkt des Rads immer automatisch<br />
nach unten, bis die letzte Gondel ge-<br />
Wolfgang Sanders, Siemens AG, Industry Sector,<br />
Drive Technologies, Bremen<br />
Rad gedrückt werden. Zudem verfügt jeder<br />
der acht Motoren über einen eigenen<br />
Sinamics G120 Frequenzumrichter.<br />
Dieser extrem kompakte Frequenzumrichter<br />
sorgt für eine gezielte, applikationsspezifische<br />
Regelung der Drehzahl, reduziert<br />
Verschleiß und ermöglicht die Rückspeisung<br />
von Bremsenergie in das lokale<br />
Energieversorgungsnetz. Dank Siemens Integrated<br />
Drive Systems sind dabei alle Komponenten<br />
des Antriebssystems nicht nur<br />
horizontal, sondern auch vertikal und über<br />
den gesamten Lebenszyklus nahtlos integriert<br />
– für mehr Effizienz und eine langfristig<br />
hohe Verfügbarkeit.<br />
01 Das Riesenrad hat acht Antriebsräder in<br />
die je ein solcher Motor integriert ist<br />
34 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
Das Riesenrad<br />
Höhe der Anlage: ± 78 m<br />
Durchmesser des Rads: ± 74 m<br />
Höhe der Nabe: ± 40 m<br />
Anzahl der Gondeln: 27 (à 16 Passagiere)<br />
Geschwindigkeit: Stufenlos regelbar<br />
zwischen zwei und vier Umdrehungen<br />
pro Stunde<br />
Stellfläche: 29,3 m x 36,5 m<br />
02 Umgesetzt wurde die Applikation<br />
mit einem modularen Umrichter<br />
Alles im Blick und alles im Griff<br />
Kontrolliert und gefahren wird das Rad von<br />
einem zentralen Fahrerstand aus, der dem<br />
Operator sowohl visuell als auch technisch<br />
einen kompletten Überblick über die Anlage<br />
bietet. Dabei unterstützt die Automatisierung<br />
mit TIA Portal auch die reibungslose Beladung<br />
des Rads: Da die insgesamt 27 Gondeln<br />
über Industrial WLAN permanent Informationen<br />
über ihren Zustand senden und das<br />
vorgelagerte Ticketsystem durchgehend die<br />
Anzahl der wartenden Fahrgäste meldet,<br />
kann das Ladeprogramm des Riesenrads jederzeit<br />
die optimale Beladung der Gondeln<br />
und damit die statisch korrekte Gewichtsverteilung<br />
regeln. Gerade beim Anfahren des<br />
Rads ist das ein enormer Vorteil.<br />
Auch die Funktionen der 27 vollklimatisierten<br />
und mit Informations- und Kommunikationstechnik<br />
ausgestatteten Gondeln sowie die<br />
Beleuchtung werden über TIA-Portal überwacht<br />
und geregelt. Durch die intensive Überwachung<br />
können Fehler sofort diagnostiziert<br />
und Gegenmaßnahmen ergriffen werden.<br />
Durch den Einsatz von TIA Portal und die<br />
Vernetzung über Profinet und Industrial<br />
WLAN ist auch die Implementierung neuer<br />
Elemente vereinfacht. Marcel Moesler: „Es<br />
war so, dass wir bei Siemens ein Teil bestellt<br />
haben, es wurde angeliefert, wir haben es eingesteckt<br />
und es hat funktioniert – also quasi<br />
plug & play.“<br />
Nach dem erfolgreichen Abschluss der Inbetriebnahme<br />
wird das Rad zerlegt und an<br />
seinen ersten Bestimmungsort gebracht. Sollte<br />
das Rad an verschiedenen Orten der Welt<br />
zum Einsatz kommen, wird der neue Betreiber<br />
von zwei weiteren Vorteilen profitieren:<br />
Alle Komponenten des Rads passen in Standard-Seecontainer<br />
und alle verwendeten<br />
Siemens-Komponenten sind weltweit verfügbar.<br />
Und daran, dass die Erfolgsgeschichte<br />
weitergehen wird, hat Marcel Moesler keinen<br />
Zweifel: „Das Interesse ist riesengroß.“<br />
www.siemens.de/sinamics-g120<br />
SANTOX<br />
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Technik<br />
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begegnen kann, ist ein<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
Geringer Platzbedarf und<br />
hohe Leistung<br />
Das Unternehmen Koco Motion erweitert seine Familie miniaturisierter<br />
Antriebe. Der Schrittmotor VSM08-15 kombiniert<br />
geringen Platzbedarf mit hoher Leistung. Damit lassen sich<br />
einfache Positionieraufgaben realisieren. Aufgrund der<br />
kompakten Außenmaße<br />
von 8 mm Durchmesser<br />
und 7,9 mm Länge haben<br />
die Schrittmotoren auch<br />
in kleinen Bauräumen<br />
ausreichend Platz. Die<br />
einfache Ansteuerung des<br />
2-Phasen-PM-Schrittmotors<br />
findet über Controller<br />
statt, die nur geringe<br />
Spannungen und<br />
Stromstärken schalten<br />
müssen. Die hohe<br />
Beschleunigung und die daraus resultierende Dynamik halten die<br />
Laufzeiten für Stellaufgaben auch bei größeren Distanzen niedrig.<br />
Die Einsatzgebiete der Minimotoren finden sich u. a. in Medizintechnik,<br />
Mikroskopie und Sicherheitstechnik. In der kleinen<br />
Bauform der Schrittmotoren sind alle Anschlüsse untergebracht.<br />
Das Haltemoment beträgt 0,25 mNm und das dynamische<br />
Drehmoment bis zu 0,2 mNm. Der Open-Loop-Betrieb<br />
ermöglicht eine schnelle und einfache Implementierung. In der<br />
Standardausführung können die Miniaturantriebe Betriebstemperaturen<br />
von -10 bis +60 °C standhalten.<br />
www.kocomotion.de<br />
Schwimmsattelbremse:<br />
ein Grundkörper und zwei Systeme<br />
Die Schwimmsattelbremse der Serie XS von KTR kann sowohl<br />
mit einer hydraulischen als auch einer elektromechanischen<br />
Ansteuerung ausgestattet werden. Beide Systeme verfügen über<br />
dieselbe Grundkonstruktion und können aufgrund gleicher<br />
Anschlussmaße 1:1 gegeneinander ausgetauscht werden, ohne<br />
dabei die Geometrie der Anlage verändern zu müssen. Die<br />
Bremsen werden komplett aus Stahl gefertigt und erzeugen in<br />
der passiven Ausführung Klemmkräfte bis 15 kN und in der<br />
aktiven bis 16,5 kN. Die Bremsbeläge sind in den Materialien<br />
„Organisch“ oder „Sinter-Metall“ erhältlich. Die Montage findet<br />
durch zwei Schrauben statt. Bei der Baureihe handelt es sich um<br />
eine typische Betriebsbremse für hohe Zykluszahlen. Zudem<br />
sind beide<br />
Systeme – der<br />
hydraulische<br />
KTR-Stop und<br />
der elektromechanische<br />
EMB-Stop –<br />
darauf<br />
ausgerichtet,<br />
unterschiedliche<br />
Anwendungen<br />
mit einer großen<br />
Leistungsbandbreite abzudecken und widrigen Umwelteinflüssen<br />
wie Schlamm, Regen, Salz, Kälte oder Hitze dauerhaft<br />
standzuhalten.<br />
www.ktr.com<br />
Schnellschaltgleichrichter mit<br />
variabler Ausgangsspannung<br />
Der Einbauraum ist bei Schaltschränken oftmals knapp<br />
bemessen. Eine kompakte, leichte und zudem energie- und<br />
kostensparende Lösung ist daher das Roba-Multiswitch Schnellschaltmodul<br />
von Mayr Antriebstechnik. Eine neue Ausführung,<br />
bei der die Ausgangsspannung über einen DIP-Schalter<br />
einstellbar ist, ermöglicht nun die Ansteuerung unterschiedlicher<br />
Bauteile. Für das Schnellschaltmodul wurde eine Ausführung mit<br />
einer einheitlichen Eingangsspannung von 230 VAC bei gleichzeitig<br />
variabler Ausgangsspannung entwickelt. Die Ausgangsspannung<br />
von 42 bis<br />
180 VDC ist über<br />
einen DIP-Schalter<br />
einstellbar. So<br />
lassen sich mit<br />
diesem Modul nicht<br />
nur Gewicht und<br />
Raum einsparen,<br />
sondern auch<br />
unterschiedliche<br />
Bauteile ansteuern.<br />
Ein weiterer<br />
wichtiger Punkt ist<br />
der geringere Energieverbrauch des Schnellschaltgleichrichters,<br />
denn im Gegensatz zu Transformatoren, die durchgehend<br />
bestromt werden, wird der Gleichrichter nur dann bestromt,<br />
wenn er benötigt wird.<br />
www.mayr.com<br />
Gekapselte Linearmotoren für raue<br />
und sensible Umgebungen<br />
Das Unternehmen<br />
KML hat sein<br />
Portfolio an<br />
Linearmotorsystemen<br />
mit<br />
kompletter<br />
Kapselung um<br />
eine Variante<br />
ergänzt. Alle<br />
exponierten<br />
Bauteile der<br />
robusten Systeme<br />
werden vor<br />
möglichen negativen Umwelteinflüssen geschützt. Das heißt<br />
weder Staub noch Schmiermittel oder Holz- und Metallspäne<br />
können die Performance und Langlebigkeit negativ beeinträchtigen.<br />
Man wird damit den gegenwärtigen Marktforderungen<br />
nach noch höherer Widerstandsfähigkeit Die Systeme sind auch<br />
für sehr empfindliche Prozesse prädestiniert, da durch die<br />
Kapselung keine Gefahr besteht, dass seitens des Systems etwas in<br />
den Prozess eingebracht wird. Das breite Optionenpaket ist auch<br />
für die gekapselten Achsen verfügbar, bis hin zu einem absoluten<br />
Längenmesssystem.<br />
Bestellungen können über das bewährte Typenschlüssel-System<br />
getätigt werden, wodurch sämtliche gewählte Optionen auf einen<br />
Blick ersichtlich sind.<br />
www.kml-technology.com<br />
36 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Antrieb mit hoher Leistung für die Automatisierung<br />
Bei der ECI-Motorenfamilie<br />
des Unternehmens<br />
EBM-Papst<br />
handelt es sich um<br />
eine breite Auswahlpalette<br />
an Antrieben,<br />
Regelelektroniken,<br />
Getrieben, Bremsund<br />
Sensormodulen,<br />
die sich zu einem<br />
Antrieb nach Maß kombinieren lassen. Nun erweitert der<br />
Hersteller die Motorenpalette von 30 bis 63 mm Durchmesser mit<br />
Leistungen von 30 bis 400 W um eine neue Leistungsstufe: Der<br />
ECI 80 mit 80 mm Durchmesser bietet nun bis zu 750 W<br />
Nenn-Antriebsleistung aus kompaktem Bauraum für Aufgaben<br />
z. B. in der Robotik, bei Förder-, Lager- und Sortiersystemen, in<br />
der Medizintechnik oder bei batteriegetriebenen Fahrzeugen<br />
sowie in fahrerlosen Transportfahrzeugen. Der Motor verfügt über<br />
eine hohe Leistungsdichte bezogen auf den Bauraum. Die hohen<br />
Drehmomente werden über die 15 mm starke Motorwelle<br />
abgegeben. Das Luftspaltdesign der Rotoroberfläche reduziert das<br />
Motorrastmoment auf ein Minimum. Das Design des Motors<br />
wurde in Richtung Baulänge optimiert und ist in drei Paketlängen<br />
mit 20, 40 und 60 mm jeweils in 24 oder 48 V verfügbar. Die größte<br />
Variante erreicht bei 750 W Nenn-Abtriebsleistung ein Nenndrehmoment<br />
von 1,8 Nm. Der Antrieb kann kurzeitig um das 3-fache<br />
Nennmoment überlastet werden. Dadurch lässt sich ein Anlaufmoment<br />
von 5,5 Nm erreichen.<br />
www.ebmpapst.com<br />
Linearschienensystem<br />
für schwere<br />
Lasten<br />
Haydon Kerk Motion<br />
Solutions, ein Tochterunternehmen<br />
von Ametek<br />
Precision Motion Control, hat<br />
das Angebot in seinem 24-h<br />
Onlineshop um drei<br />
BGS-Linearschienensysteme<br />
in unterschiedlichen Größen<br />
erweitert. Das Unternehmen<br />
hat ein großes Angebot an<br />
Prototypen für Linearbewegungsanwendungen,<br />
das<br />
unterschiedliche<br />
Motorgrößen, Schienengrößen,<br />
Hublängen und<br />
Auflösungen umfasst. 24<br />
verschiedene Produkte sind<br />
lagerhaltig verfügbar. Je nach<br />
statischen und dynamischen<br />
Lastan forderungen sowie dem<br />
zu erwartenden Kippmoment<br />
können Entwicklungsingenieure<br />
zwischen den drei<br />
Baugrößen BGS04, BGS06<br />
und BGS08 wählen. Bestellungen<br />
werden innerhalb von<br />
24 h versandt. Das<br />
BGS-System ist<br />
in allen Baugrößen für die<br />
Positionierung großer Lasten<br />
ausgelegt. Dabei ist laut<br />
Anbieter durch die präzise<br />
Kugelumlaufführung auch bei<br />
Anwendungen mit sehr hoher<br />
Hebelwirkung ausgezeichnete<br />
Wiederholgenauigkeit<br />
gewährleistet. Das Schienensystem<br />
nutzt Linearschrittmotoren<br />
und präzisionsgerollte<br />
Gewindespindeln aus<br />
rostfreiem Edelstahl.<br />
www.haydonkerkexpress.com<br />
Mehr Sicherheit für Ex-Bereiche<br />
Dank neuer Werkstoff- und Fertigungstechniken kann die durchschlagsichere<br />
ROTEX ® Non Sparking auch im Verschleißfall des<br />
Zahnkranzes ohne Gefahr einer Funkenbildung weiterbetrieben<br />
werden – für einen sorgenfreien Einsatz im Ex-Bereich.<br />
www.ktr.com<br />
Halle 9.0<br />
Stand C4<br />
ROTEX ® Non Sparking<br />
KTR.indd 1 24.04.<strong>2015</strong> 12:21:08<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 37
FLUIDTECHNIK<br />
Energieeffizient und hochverfügbar<br />
Hydraulik-Aggregate speziell für Werkzeugmaschinen für die Automobilindustrie<br />
Axel Grigoleit<br />
Werkzeugmaschinen für die<br />
Automobilindustrie müssen in der<br />
Regel zu über 98 % verfügbar sein,<br />
dementsprechend auch ihre<br />
Komponenten. Der Anspruch an<br />
das Hydraulikaggregat in einer<br />
Werkzeugmaschine besteht in<br />
einer langen Lebensdauer, langen<br />
Wartungsintervallen und absoluter<br />
Zuverlässigkeit.<br />
Axel Grigoleit, HAWE Hydraulik SE, München<br />
Die Anforderungen an Werkzeugmaschinen<br />
für die Automobilindustrie sind besonders<br />
hoch, weil eine flexible Serienfertigung<br />
von Motoren und anderen Antriebskomponenten<br />
in großen Stückzahlen die Kosten<br />
reduziert. Zudem laufen die Fertigungsanlagen<br />
für Automobile in der Regel dreischichtig<br />
an 300 Tagen im Jahr. So bleibt das hochwertige<br />
Endprodukt für den Kunden erschwinglich.<br />
Ungeplant stillstehende Maschinen<br />
verursachen extreme Kosten, da sie nicht<br />
nur die unmittelbar betroffene Fertigungseinheit<br />
beeinträchtigen, sondern auch die nachgelagerte<br />
Produktion. Eine hohe Verfügbarkeit<br />
ist daher ein wesentlicher Faktor bei der<br />
Auslegung der Produktionsanlagen.<br />
Abschalten spart Energie und<br />
steigert die Lebensdauer<br />
Hawe Hydraulik SE liefert für Bearbeitungszentren<br />
und andere Werkzeugmaschinen<br />
vorzugsweise Hydraulikaggregate,<br />
die auf Abschaltbetrieb ausgelegt sind. In<br />
dieser Betriebsart lädt das Aggregat einen<br />
Hydraulikspeicher auf und schaltet danach<br />
ab. Der Speicher versorgt das Hydrauliksystem<br />
so lange bis der Druck auf einen<br />
unteren Grenzwert abfällt. Ist dieser erreicht,<br />
läuft das Aggregat wieder an und<br />
baut erneut Druck im Speicher auf. Damit<br />
ist das Aggregat meist nur zu 20 % der<br />
Laufzeit der Werkzeugmaschine in Betrieb<br />
– Wartungsintervalle und Lebensdauer des<br />
Aggregats verlängern sich entsprechend.<br />
Der Abschaltbetrieb ist besonders dann<br />
Die Hydrauliksysteme benötigen gegenüber Systemen mit konventionellen<br />
Aggregaten bis zu 80 % weniger Antriebsenergie<br />
effektiv, wenn das Hydrauliksystem mit<br />
leckagefreien Sitzventilen ausgerüstet ist.<br />
Im Gegensatz zu herkömmlichen Schieberventilen<br />
tritt bei Sitzventilen keine interne<br />
Leckage auf, somit geht die hydraulische<br />
Energie nicht im System verloren.<br />
Daraus ergibt sich ein weiterer, entscheidender<br />
Vorteil von Hydrauliksystemen im<br />
Abschaltbetrieb und mit Sitzventiltechnik.<br />
Sie benötigen gegenüber Systemen mit<br />
konventionellen Aggregaten, die im Durchlaufbetrieb<br />
arbeiten und bei denen an den<br />
Ventilen interne Verluste auftreten können,<br />
bis zu 80 % weniger Antriebsenergie. Bei<br />
den derzeitigen Energiekosten von ca.<br />
0,15 €/kWh spart damit ein Aggregat mit<br />
38 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
FLUIDTECHNIK<br />
1,5-kW-Antriebsmotor 700 Euro im Jahr ein.<br />
In einer Automobilfertigung, in der hunderte<br />
von Werkzeugmaschinen im Einsatz<br />
sind, ist das ein wesentlicher Faktor, insbesondere,<br />
wenn die Energiekosten wieder<br />
steigen. Dies ist das direkte Einsparpotenzial.<br />
Darüber hinaus erzeugen Aggregate im<br />
Abschaltbetrieb deutlich weniger Abwärme.<br />
Das reduziert den Energiebedarf für die<br />
Maschinen- und Hallenkühlung. Zudem erlaubt<br />
der Abschaltbetrieb, den Behälter für<br />
das Hydrauliköl deutlich kleiner auszulegen<br />
– statt gängiger 50 l ist ein Volumen von<br />
lediglich 10 l ausreichend. Mit dem verlängerten<br />
Wartungsintervall ergibt sich damit<br />
ein weiteres Einsparpotential von 100 Euro<br />
pro Jahr und pro Maschine.<br />
Vorsicht ist besser als Nachsicht<br />
Dieses Wegesitzventil ist eine der<br />
Komponenten, die auf der Freigabeliste<br />
„Mechanik“ für Fertigungen des<br />
Volkswagen-Konzerns steht<br />
Störungen lassen sich auch mit dem besten<br />
System nicht vollständig ausschließen.<br />
Wichtig ist dann, dass sie frühzeitig signalisiert<br />
werden. So kann die Instandhaltung<br />
eingreifen, bevor es zu einem Stillstand der<br />
Maschine kommt. Die Automobilindustrie<br />
schreibt daher vor: Alle Sensoren eines Hydraulikaggregats,<br />
die auf eine Störung hinweisen<br />
können, müssen eine Vorwarnmeldung<br />
ausgeben, bevor eine Störungsmeldung<br />
zu einem endgültigen Abschalten der<br />
Maschine führt. Das betrifft zunächst die<br />
Verschmutzungsanzeige des Ölfilters: Ist<br />
dieser zu 75 % verschmutzt, wird bei den<br />
Aggregaten von Hawe Hydraulik eine Vorwarnmeldung<br />
ausgelöst. Das Aggregat kann<br />
problemlos weiterlaufen und während des<br />
nächsten geplanten Maschinenstillstands<br />
kann die Instandhaltung den Filter wechseln.<br />
Gleiches gilt für die Überwachung von<br />
Temperatur und Ölstand. Auch dafür sind<br />
Fit für Industrie 4.0,<br />
Hydraulik intelligent vernetzt}Passt<br />
Das intelligente<br />
Aggregat ABPAC:<br />
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energieeffizient<br />
konfigurierbar<br />
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Industrie 4.0 Konzepte<br />
zu realisieren.<br />
1. Junaio App<br />
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2. Junaio App starten<br />
und QR Code scannen<br />
3. Mobilgerät über das<br />
Anzeigenmotiv halten<br />
und Inhalte abrufen.<br />
Wer sich künftig nachhaltig einen der vorderen Plätze im Wettbewerb sichern will, kommt am<br />
Thema Industrie 4.0 nicht mehr vorbei. Mit der Verschmelzung von IT und Automatisierung<br />
gewinnen Produktionsprozesse signifikant an Dynamik, Flexibilität und Effizienz. Hydraulik hat<br />
in solchen zukunftsorientierten Systemen ihren festen Platz – und erreicht durch die<br />
Einbindung in Industrie 4.0 eine neue Dimension:<br />
anwendungssicher, energieeffizient, „easy to use” und zukunftsweisend.<br />
Bosch Rexroth AG<br />
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FLUIDTECHNIK<br />
entsprechende Vorwarnungen eingerichtet.<br />
Das bewährte Kompakt-Pumpenaggregat<br />
Typ HKF von Hawe Hydraulik entspricht<br />
auch den Standards der Automobilindustrie<br />
für die Hardware-Schnittstellen. So ist<br />
das Aggregat über einen Harting-Stecker<br />
schnell an die Werkzeugmaschine angeschlossen.<br />
Die Sensoren sind über M12-<br />
Stecker verbunden, was besonders dann<br />
vorteilhaft ist, wenn das Aggregat ausgetauscht<br />
werden muss. Da keine Verdrahtungsarbeiten<br />
notwendig sind, ist auch<br />
keine Elektro-Fachkraft erforderlich.<br />
Die Befüllkupplung am Ölbehälter<br />
sichert, dass das Hydrauliköl nur über einen<br />
Filter eingefüllt werden kann. So ist dieses in<br />
jedem Fall rein und entspricht dem Standard<br />
der Automobilindustrie. Zudem ist die<br />
Handhabung einfach, schnell und sauber.<br />
Wie beschrieben ist das Aggregat für den<br />
energieeffizienten und lebensdauerverlängernden<br />
Abschaltbetrieb ausgelegt. Es sind<br />
jedoch ausreichend Leistungsreserven vorhanden,<br />
sodass bei einer Erhöhung der<br />
Maschinentaktzeiten oder bei internen<br />
Leckagen ein störungsfreier Betrieb sichergestellt<br />
ist. Letztendlich kann das Aggregat<br />
genauso im Dauerbetrieb laufen – der Effizienzvorteil<br />
ist dann natürlich dahin.<br />
Die leckagefreien Sitzventile von Hawe<br />
Hydraulik entsprechen ebenfalls den Standards<br />
der Automobilindustrie. Geeignet<br />
sind beispielsweise die Ventile vom Typ<br />
NBVP in Nenngröße 6 und mit Cetop<br />
03-Anschlussbild. Damit sind sie bei Bedarf<br />
gegen konventionelle Ventiltechnik austauschbar.<br />
Auch die Zwischenplatten mit<br />
Druckregelventilen sind leckagefrei.<br />
Hydrauliksysteme von Hawe unterstützen<br />
die kosteneffiziente Fertigung in der Automobilindustrie<br />
in zwei Aspekten: hohe Verfügbarkeit<br />
und Reduzierung des Energiebedarfs.<br />
Der VW-Konzern hat diese Vorteile<br />
erkannt und Hawe-Hydraulikaggregate und<br />
-Sitzventile für die Fertigung von Motor,<br />
Getriebe und Fahrwerk freigegeben.<br />
Bilder: Aufmacher Rainer Plendl, www.fotolia.de<br />
www.hawe.de<br />
STATEMENT<br />
Martina Bopp, Redakteurin<br />
Abschalten ist im Prinzip die<br />
beste Methode, den Energieverbrauch<br />
signifikant zu senken.<br />
Das gilt für den Fernseher und das<br />
Licht zu Hause genauso wie für<br />
Maschinen in Produktionspausen<br />
in der Industrie. Die Automobilindustrie<br />
macht quasi keine Pausen,<br />
doch die Hydraulikaggregate<br />
können zwischendurch immer<br />
wieder abschalten, denn sie haben<br />
einen internen Energiespeicher.<br />
Das ist genau das, was heute<br />
gebraucht wird: Technik, die voll<br />
auf Effizienz ausgelegt ist – denn<br />
auch Abschalten will gelernt sein!<br />
IP69K-Ventilinsel für raue Umgebungen<br />
Drehzahlvariable Servopumpe<br />
Die Clean-Design-Ventilinsel<br />
MPA-C von Festo erfüllt die<br />
Schutzart IP69K und KBK4. FDAkonforme<br />
Gehäuse und NSF-H1-<br />
Fett sind selbstverständlich.<br />
Ergänzt durch ein redundantes<br />
Dichtungssystem ist das Reinigen<br />
mit Hochdruck, Reinigungsschäumen<br />
sowie das Platzieren<br />
der Ventilinsel unter rauen Umgebungsbedingungen<br />
möglich. Mit<br />
der Ventilinsel lassen sich dezentrale<br />
Installationskonzepte ohne<br />
Schaltschrank in rauen und reinigungsintensiven<br />
Umgebungen<br />
der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie umsetzen. Ohne<br />
Schaltschrank reduziert sich der Aufwand für die Verschlauchung<br />
und erlaubt zudem eine zügigere und einfachere Installation sowie<br />
einen schnellen Zugang im Service- oder Wartungsfall. Mit<br />
kürzeren Schlauchleitungen lassen sich die Taktraten erhöhen.<br />
Die Konfiguration ist sehr flexibel: ob elektrische Schnittstelle auf<br />
der Vorder- oder Rückseite, mit Multipol, Feldbus oder Ethernet<br />
über die Kommunikationsschnittstelle CTEU/CTEL, mit oder<br />
ohne Handhilfsbetätigung, von einer bis zu 32 Druckzonen und<br />
mit frei konfigurierbarem Arbeitsanschluss.<br />
www.festo.com<br />
Das Pumpensystem von<br />
Voith besteht aus den drei<br />
Hauptkomponenten Servoumrichter,<br />
Synchron-Servomotor<br />
und Innenzahnradpumpe.<br />
Der Servoumrichter<br />
analysiert und verarbeitet die<br />
Soll- und Ist-Werte von Druck und<br />
Drehzahl. Er regelt den Servomotor,<br />
der das erforderliche Drehmoment<br />
zur Verfügung stellt. Über<br />
die wirkungsgradoptimierte Innenzahnradpumpe<br />
wird diese Leistung druck- oder volumenstromabhängig<br />
dem Bearbeitungsprozess zugeführt. So entfällt die klassische<br />
Ventiltechnik; die Komplexität der Anlage und die benötigte Kühlleistung<br />
sinken. Gleichzeitig steigen Zuverlässigkeit und Lebensdauer.<br />
Darüber hinaus senkt die drehzahlvariable Lösung auch<br />
die Geräuschemissionen des Systems um bis zu 20 dB(A).<br />
Durch bereits integrierte Regelparameter ist die Servopumpe<br />
sofort betriebsbereit. Drücke und Volumenströme sind individuell<br />
an die spezifischen Zyklusdaten angepasst und auf bestehende<br />
Steuerungskonzepte und Anlagen abgestimmt. Somit<br />
eignet sich das System auch als Retrofitlösung. Typische<br />
Einsatzgebiete sind Kunststoff-, Druckguss- und Werkzeugmaschinen<br />
sowie Pressen.<br />
www.voith.de<br />
40 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
FLUIDTECHNIK<br />
Vielseitiger Schwenkantrieb<br />
Der pneumatische Schwenkantrieb<br />
Twintorque von Airpower<br />
Europe ist nach SIL3 zertifiziert<br />
und eignet sich für<br />
alle Arten von Armaturen.<br />
Zur Auswahl stehen<br />
Schwenkwinkel von 90<br />
und 180°, wobei alle<br />
anderen Nennschwenkwinkel<br />
über zwei zusätzliche<br />
Einstellschrauben im<br />
Antriebsdeckel justiert<br />
werden können. Dabei haben<br />
die 90°-Ausführungen in der<br />
doppelt und der einfach wirkenden Funktion die gleichen<br />
Abmessungen. Die Schwenkantriebe sind korrosionsfest und<br />
UV-beständig, ihr Aluminiumgehäuse ist hart eloxiert und außen<br />
zusätzlich pulverbeschichtet. Dadurch können sie auch im<br />
Außenbereich eingesetzt werden. 17 Baugrößen decken den<br />
Drehmomentbereich von 4 bis 13 000 Nm ab. Zusätzlich sind<br />
Edelstahlvarianten (V2A und V4A) mit Drehmomenten von 2,5 bis<br />
2100 Nm erhältlich. Zum Zubehör-Programm gehören Endschalterboxen,<br />
Magnetventile, Stellungsregler, automatisierte<br />
Kugelhähne, Absperr- und Regelklappen.<br />
www.airpower-gmbh.com<br />
Intelligente Hydraulik<br />
bereit für Vernetzung<br />
Automatisierungsexperten sind sich einig: In zunehmend<br />
vernetzten Produktionsumgebungen bis hin zu Industrie 4.0<br />
gehört dezentral intelligenten Achsen die Zukunft. Vorausgesetzt,<br />
sie können über offene Schnittstellen mit übergeordneten<br />
Systemen kommunizieren. Diese entscheidende Anforderung<br />
erfüllt Rexroth mit der Hydraulic Motion Control HMC. Der<br />
1-Achs-Regler für hydraulische Antriebe fügt sich mit Multi-<br />
Ethernet- und Multi-Geber-Schnittstellen sowie einer<br />
SPS-Programmierung nach<br />
IEC 61131-3 in verschiedenste<br />
Konzepte ein. Die<br />
HMC von Rexroth<br />
erschließt neue Vernetzungsmöglichkeiten.<br />
Mit<br />
der dezentralen Intelligenz<br />
und der Multi-Ethernet-<br />
Schnittstelle können<br />
Anwender die physikalischen<br />
Vorteile der<br />
Hydraulik, wie die hohe<br />
Kraftdichte und einfache verschleißfreie Überlastsicherung, leicht<br />
in moderne, zukunfts sichere Maschinenkonzepte integrieren.<br />
www.boschrexroth.com<br />
Hänchen Maschinenelemente<br />
Einzelstücke und Kleinserien<br />
• Stangen, Wellen, Achsen<br />
• Führungselemente<br />
• Dichtungssysteme<br />
• Befestigungselemente<br />
www.haenchen.de
Standardisierte Komponenten<br />
Ventile, frisch gepresst<br />
Große Bauteilanzahl, hohe Taktrate –<br />
mit standardisierten Pressen klappt die Montage<br />
Mit intelligenter Mensch-Maschine-<br />
Kombination und der Integration<br />
standardisierter Pressen sowie<br />
Presskraft-Antriebe realisiert der<br />
Montageanlagen-Hersteller<br />
ProfTech Mechatronics bei<br />
Honeywell im niederländischen<br />
Emmen die effiziente Fertigung von<br />
Gaszähler-Drosselventilen.<br />
Der US-Konzern Honeywell entwickelt<br />
und fertigt im niederländischen Emmen<br />
Baugruppen und Komplettsysteme für die<br />
Gasversorgung. Selbstverständlich steht das<br />
Werk im Wettbewerb sowohl mit konzerneigenen<br />
als auch globalen externen Lieferwerken,<br />
weshalb der Produktivität und Qualität<br />
sowie der Wirtschaftlichkeit entscheidende<br />
Bedeutung zukommt. Dies wissen auch die<br />
Fachleute von ProfTech Mechatronics, die<br />
für Kunden aller Größenordnungen aus den<br />
unterschiedlichsten Branchen schlüsselfertige<br />
Produktionssysteme und Montageanlagen<br />
entwickeln und bauen. Als Honeywell<br />
die Serienproduktion eines neuen Drosselventils<br />
für Gasregelsysteme ins Auge fasste,<br />
wurden die Spezialisten von ProfTech einbezogen,<br />
um eine automatisierte Montagelösung<br />
für die Gasregel-Präzisionsbaugruppe<br />
Drosselventil zu erhalten.<br />
Pragmatische Automation<br />
Erik Biester, Projektingenieur bei ProfTech<br />
Mechatronics in NL-Hengelo, berichtet:<br />
„Oft werden wir mit dem Engineering beauftragt,<br />
aber immer häufiger haben wir<br />
schlüsselfertige Anlagen zu liefern, in denen<br />
alle Kundenwünsche berücksichtigt<br />
sind und für die wir aus verschiedenen<br />
Gründen nicht den maximalen, sondern<br />
einen pragmatischen also angepassten<br />
Automatisierungsgrad wählen. Die große<br />
Herausforderung bei der Montage der<br />
Drosselventile war die Anzahl an zu verbauenden<br />
und entsprechend zu positionierenden<br />
Komponenten und Baugruppen. Aus<br />
diesem Grund wählten wir eine Rundtisch-<br />
Bauweise mit insgesamt 10 Stationen zum<br />
Zuführen, Fügen und Bearbeiten“. Eine weitere<br />
Herausforderung stellte die geforderte<br />
Anzahl von vier Stück montierten Drosselventilen<br />
pro Minute dar, zumal die Rundtakt-Montageanlage<br />
von nur einem Bediener<br />
beaufsichtigt und versorgt wird. Folgerichtig<br />
galt es, verschiedene Arbeitsschritte<br />
zu automatisieren, wofür gleich mehrere<br />
Sonderlösungen entwickelt werden mussten.<br />
Dafür wählte man aus Technik- und<br />
Kostengründen unter anderem standardisierte<br />
Komponenten von Tox Pressotechnik.<br />
Johan Gulink, Chefingenieur bei<br />
ProfTech Mechatronics, erklärt: „Wir haben<br />
für den Aufbau von zwei Pressstationen<br />
zum Kalibrieren von O-Ring-Sitzen zwei<br />
C-Gestell-Tischpressen Typ MCC, die wiederum<br />
mit pneumohydraulischen Tox-<br />
Kraftpaket-Antriebszylindern bestückt sind,<br />
ausgewählt. Bei einer Pressstation zum Vernieten<br />
eines Deckels, entschieden wir uns<br />
für eine C-Gestell-Presse Typ CMB, ebenfalls<br />
mit einem Tox-Kraftpaket. Diese drei<br />
Stationen wurden von uns unkonventionell<br />
integriert. Da wir strikt vermeiden wollten,<br />
dass die Presskraft von oben nach unten<br />
und damit über die Werkstückaufnahme<br />
auch auf die Rundtischplatte wirkt, heben<br />
wir an diesen Stationen die Montagebaugruppe<br />
einfach aus dem Tisch bzw. der Aufnahme<br />
heraus nach oben, sodass die Presskraft<br />
innerhalb des C-Gestell-Pressenkörpers<br />
aufgenommen wird. Dazu haben wir<br />
die C-Gestell-Rahmen um 180° von oben<br />
nach unten gedreht, womit die Presskraft<br />
folglich von unten nach oben wirkt“. In dieser<br />
umgekehrten Anordnung kommt einer<br />
der Vorteile der Tox-Kraftpaket-Antriebszylinder<br />
zum Tragen: sie können in jeder<br />
beliebigen Einbaulage eingesetzt werden.<br />
Die beiden C-Gestell-Tischpressen Typ<br />
MCC mit den Tox-Kraftpaketen realisieren<br />
bei 10 bar Luftdruck max. 40 kN Presskraft<br />
und haben bei einem Gesamthub von<br />
90 mm einen Krafthub von 12 mm. Ergänzt<br />
um den integrierten Leistungsbypass sowie<br />
die hydraulische Endlagendämpfung ZHD<br />
und die Hubabfrage ZHU, können mit den<br />
Antrieben schnelle sowie vor allem reproduzierbar<br />
exakte Zyklen gefahren werden.<br />
Damit kann die Qualität sichergestellt<br />
sowie der gewünschte Ausstoß erreicht<br />
werden. Die C-Gestell-Presse Typ CMB<br />
zum Vernieten des Deckels verfügt bei<br />
10 bar Luftdruck über bis zu 77 kN Presskraft,<br />
bei einen Gesamthub von ebenfalls<br />
90 mm und einem Krafthub von 12 mm. Sie<br />
ist auch mit Leistungsbypass- und Steuerungs-Zubehör<br />
komplettiert. Die höhere<br />
Presskraft erlaubt es, das Vernieten des<br />
Deckels an vier Positionen gleichzeitig vorzunehmen,<br />
wodurch Zeit gespart und der<br />
Produktionsausstoß unterstützt wird. Selbiges<br />
trifft laut Erik Biester auch auf die weiteren<br />
Leistungsmerkmale der Antriebszylinder<br />
Tox-Kraftpaket zu: „Für die Qualität ist<br />
die reproduzierbar auf den Punkt zu bringende<br />
Presskraft wichtig und für den Ausstoß<br />
sind die schnellen Zustell- und Rückhub-Zyklen<br />
vorteilhaft. Zur weiteren Qualitätssicherung<br />
nutzen wir die an jeder Pressenstation<br />
angebrachten digitalen<br />
Druckschalter, indem der Bediener dort<br />
den Öldruck ablesen kann. Zudem haben<br />
die Öldruckschalter zwei digitale Ausgänge,<br />
über die zuverlässig informiert wird, ob die<br />
Presskraft ausreicht, um das sichere Vernieten<br />
innerhalb eines bestimmten Toleranzfelds<br />
zu gewährleisten. Ist der Druck zu<br />
niedrig, wird ein Signal ausgegeben und der<br />
Bediener nimmt die notwendigen Korrekturen<br />
vor“.<br />
Auf den Punkt gebracht<br />
Mit den standardisierten Pressen- und Antriebs-Einheiten<br />
von Tox Pressotechnik<br />
konnte ProfTech Mechatronics einmal mehr<br />
eine kompakte, leistungsfähige, einfach zu<br />
bedienende, hoch produktive und wirtschaftliche<br />
Montagelösung realisieren.<br />
Johan Gulink fasst zusammen: „Die montagefertigen<br />
Tox-Einheiten sowie vor allem<br />
auch die in sich geschlossenen Antriebszylinder<br />
Tox-Kraftpaket bieten für uns als Anlagenbauer,<br />
wie für den Anwender Honeywell,<br />
zahlreiche Vorteile. So sind weder Hydraulikschläuche<br />
noch ein Hydraulik- aggregat erforderlich<br />
und es ist auch keine aufwändige<br />
Wartung nötig. Schließlich arbeiten die pneumohydraulischen<br />
Zylinder nachweislich sehr<br />
energieeffizient, wodurch der Kunde auch<br />
Betriebskosten spart, was in der heutigen Zeit<br />
zunehmend eine Rolle spielt“.<br />
www.tox-de.com<br />
42 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Drehmomentkugelbuchsen und<br />
Aluminium- Schienenführungen<br />
Dr. Tretter hat seine Baureihe von Drehmomentkugelbuchsen um<br />
weitere Typen ergänzt. Konstrukteure können jetzt auch auf<br />
Muttern ohne Passfedernnut zugreifen sowie auf Flanschmuttern,<br />
die beidseitig<br />
abgeflacht sind.<br />
Ergänzt hat das<br />
Unternehmen<br />
auch die Rotationskugelbuchsen<br />
um zwei weitere<br />
Typen, bei denen<br />
der Flansch<br />
kugelgelagert und<br />
damit für höhere<br />
Drehzahlen<br />
geeignet ist. Zum<br />
Programm<br />
gehören nun auch Kurzhub-Drehmomentkugelbuchsen aus<br />
korrosionsbeständigem Stahl. Hublängen von 20 bis 28 mm sind<br />
erhältlich. Dr. Tretter bietet außerdem neue Aluminium-<br />
Schienenführungen. Die Führungen sind durch Stahleinlagen<br />
hoch belastbar und zugleich rund 60 % leichter als entsprechende<br />
Ausführungen aus reinem Stahl.<br />
www.tretter.de<br />
Drei-Achs-Positioniersystem<br />
für flexible Bewegung<br />
Leantechnik hat ein Drei-Achs-Positioniersystem (DAP) zur<br />
flexiblen Bewegung im Raum für den Karosseriebau entwickelt.<br />
Durch die Kombination und Synchronisation von fünf Zahnstangengetrieben<br />
der Reihe Lifgo kann das System Bewegungen in<br />
drei Dimensionen ausführen und Karosserien mit unterschiedlichen<br />
Längen und Breiten für die Weiterverarbeitung positionieren.<br />
Die architekturfreie Bodenspanntechnik ermöglicht es im<br />
Gegensatz zur herkömmlichen automatisierten Linienfertigung,<br />
nicht nur einen einzigen Fahrzeugtyp, sondern auch Karosseriederivate<br />
zu bauen. Damit trägt das System dem Trend zur<br />
stärkeren Individualisierung von Fahrzeugtypen Rechnung. Auch<br />
in anderen Bereichen, etwa in der Verpackungs- oder Lebensmittelindustrie,<br />
lässt sich das System einsetzen.<br />
www.leantechnik.com<br />
DIE LOGISCHE<br />
KONSEQUENZ<br />
6 Technologien –<br />
ein starkes Team<br />
Handhabungstechnik<br />
Dämpfungstechnik<br />
Lineartechnik<br />
Verfahrenstechnik<br />
Werkzeugtechnik<br />
Maschinentechnik<br />
THE KNOW-HOW FACTORY<br />
Halle 26<br />
Stand D46<br />
www.zimmer-group.de
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Komplett ohne Schaltschrank<br />
arbeitsfähig<br />
Mit der dezentralen<br />
Steuerung ISA von<br />
AMK ist es möglich,<br />
alle Komponenten der<br />
Automatisierung direkt<br />
im Maschinenmodul<br />
zu installieren; die<br />
Schnittstellen<br />
reduzieren sich auf<br />
einen Realtime-<br />
Ethernet-Anschluss zur<br />
Aufnahme in den<br />
Steuerungsverbund und einen Drehstromanschluss mit 3 x 400 VAC.<br />
Für das Maschinenmodul bietet die Steuerung eine DC-Bus-<br />
Versorgung für Servoantriebe, eine integrierte 24-V-Versorgung<br />
und die Steuerungsintelligenz inklusive Motion Control. Die<br />
Integration in die Steuerungsumgebung ist über Ethercat möglich.<br />
Mit Querkommunikation im Master-Slave-Betrieb lässt sich die<br />
Steuerung im Verbund mit anderen Steuerungen sowie als<br />
Gateway für Ethernet/IP und Profibus einsetzen. Aufgrund der<br />
Ausführung in IP65 kann die Steuerung ISA direkt dort eingebaut<br />
werden, wo ihre Funktionen benötigt werden.<br />
www.amk-antriebe.de<br />
Lineare Vielfalt für Aufgaben<br />
in Handhabung und Montage<br />
Die durchdachten Lösungen der Schneeberger AG basieren auf<br />
drei Kernkompetenzen: Engineering-Know-how bei der Projektion<br />
und Entwicklung hochkomplexer Positionierungssysteme<br />
– auch für anspruchsvolle Anwendungen wie im Hochvakuum-<br />
Bereich. Im Rahmen des Applikations-Know-hows hat das<br />
Unternehmen bereits verschiedene Systemansätze unter<br />
unterschiedlichen Bedingungen in diversen Industrien erprobt.<br />
Vor dem Hintergrund des Fertigungs- und Integrations-Knowhows<br />
fertigt der Lineartechnik-Spezialist mechanische<br />
Baugruppen und montiert hochkomplexe, präzise Maschinen bei<br />
hoher Versorgungssicherheit.<br />
Neben typischen<br />
Abmessungen an<br />
Zahnstangen<br />
bietet Schneeberger<br />
beliebige<br />
Querschnitte in<br />
metrischer oder<br />
Modul-Teilung<br />
bis zu einer Länge von 3000 mm – flexibel aneinandergereiht,<br />
gefräst oder geschliffen in verschiedenen Materialien.<br />
www.schneeberger.com<br />
Reibverhalten von Verbindungselementen<br />
messen<br />
Inspect Pro von Schatz ist ein tragbares System zur Messung von<br />
Drehmoment, Drehwinkel und Vorspannkraft von Verbindungselementen<br />
direkt an der Montagelinie. Es ermittelt sofort die<br />
Reibungszahlen und damit das Reibverhalten des Verbindungselements.<br />
Über den Touchscreen wird angewählt, welche Art der<br />
Auswertung durchgeführt werden soll. Daraufhin wird numerisch<br />
oder grafisch dargestellt, welches Reibverhalten das Verbindungselement<br />
hat und ob der Schmierzustand der Spezifikation<br />
entspricht. Durch die konstante Anzeige von Drehmoment,<br />
Drehwinkel und Vorspannkraft kann die Schraubverbindung auf<br />
die entsprechende Messgröße montiert werden. So verhindert das<br />
System im Voraus, dass ungenügend geschmierte oder schlecht<br />
beschichtete Verbindungselemente verschraubt werden.<br />
www.schatz.ag<br />
Matrixgreifer für flächige Handhabung<br />
Der Vakuum-Spezialist Schmalz hat einen Matrixgreifer für die<br />
flächige Handhabung flexibler und forminstabiler Werkstücke<br />
entwickelt. Der Greifer ist modular aufgebaut, einfach konfigurierbar<br />
und überzeugt mit einem schlanken Schnittstellenkonzept,<br />
was beispielsweise den Verdrahtungsaufwand reduziert. Der<br />
Flächengreifer eignet sich besonders zum Abräumen dünner und<br />
poröser Werkstücke von Cutter-Tischen in den Branchen<br />
Faserverbund, Automotive, Textil/Leder und Aerospace. Hier ist<br />
häufig eine selektive und vor allem flexible Entnahme von<br />
Zuschnitten unterschiedlicher Größe, Form und Beschaffenheit<br />
erforderlich. Die einzelnen Saugstellen des Greifers können<br />
hierzu separat angesteuert werden. Die flächige Handhabung der<br />
Werkstücke ermöglicht ein sehr präzises Ablegen, zudem<br />
verschafft das flächige Greifen Vorteile bei Maß- und<br />
Formhaltigkeit.<br />
Bei dem kompakten Greifer sind die Vakuum-Erzeugung, die<br />
einzelnen Saugstellen und die Ansteuerung der Saugstellen<br />
bereits integriert. Damit unterscheidet sich die Innovation von<br />
Schmalz beispielsweise von einer Greifspinne mit zahlreichen<br />
einzelnen Greifstellen. Je nach Anwendung kann der Greifer mit<br />
pneumatischer oder<br />
elektrischer Vakuum-<br />
Erzeugung betrieben<br />
werden. Bei der<br />
Konfiguration des<br />
Matrixgreifers setzt<br />
Schmalz auf Standardkomponenten<br />
– das<br />
senkt den Projektierungsaufwand,<br />
steigert<br />
die Anlagenverfügbarkeit<br />
und vereinfacht<br />
die Wartung.<br />
www.schmalz.com<br />
44 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong><br />
Maier.indd 1 27.03.<strong>2015</strong> 09:33:17
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Automatisierungsmodule für schwebende Bewegungen<br />
Seit mehreren Jahren erforscht Festo mit seinen Future Concepts<br />
zur Supraleitung neue Wege für innovative Anwendungskonzepte.<br />
„Wir zeigen mittlerweile nicht mehr nur beeindruckende<br />
Schwebeeffekte und die Möglichkeiten der Supraleiter-Technologie,<br />
sondern diskutieren aktiv mit der Automatisierungsbranche<br />
über ihre Potenziale. Derzeit arbeiten wir daran, erste Pilotprojekte<br />
auf den Weg zu bringen“, sagt Georg Berner, Leiter Strategische<br />
Unternehmensentwicklung Konzern-Holding bei Festo.<br />
Das SupraCycle zeigt erstmals die aktive Übergabe eines<br />
schwebenden Permanentmagneten von einem Supraleiter-<br />
Automatisierungsmodul zu einem anderen. Zwei magnetische<br />
Objektträger werden jeweils mit einem Schwebeabstand von<br />
einigen Millimetern zu drei Kryostaten mit Supraleitern<br />
eingefroren und anschließend reihum von einem Kryostat auf den<br />
nächsten übergeben.<br />
Bei der SupraHelix sind zwei Kryostate nebeneinander auf einem<br />
Schwenkantrieb angebracht. Unter ihre Sprungtemperatur gekühlt,<br />
bringen sie eine darunter hängende Welle mit integrierten<br />
Permanentmagneten in einem Abstand von 8 mm zum Schweben.<br />
Mit Hilfe des Schwenkantriebs wird die Welle in eine Neigung von<br />
40° gebracht. Ein integrierter permanenterregter Schrittmotor<br />
versetzt sie berührungslos in eine Drehbewegung, sodass sie über<br />
ihr Gewinde einzelne Metallringe nach oben transportieren kann.<br />
So können ringförmige Werkstücke von einer Bearbeitungsstation<br />
zur nächsten transportiert werden.<br />
Mit dem SupraCarrier wird Lagern und Bewegen auf Walzen<br />
möglich. Diese schweben über zwei Kryostaten mit Supraleitern,<br />
welche auf<br />
einer elektrischen<br />
Achse<br />
montiert sind.<br />
Auf den<br />
Walzen liegt<br />
ein flacher<br />
Werkstückträger.<br />
Zwischen den<br />
Supraleiterelementen<br />
und den schwebenden Walzen befindet sich eine Abdeckung mit<br />
Öffnungen, durch die die Walzen durch Absenken der Kryostate<br />
verschwinden; der Werkstückträger liegt dann auf der Abdeckung<br />
auf. Mit solchen schwebenden Transportwalzen können flache,<br />
nicht-ferromagnetische Produkte in beliebiger Größe bewegt werden.<br />
www.festo.com<br />
Automatisierte Dosiersysteme –<br />
Präzision und einfache Programmierung<br />
Mit der Pro-Series präsentiert<br />
Nordson EFD seine neue Serie<br />
an automatisierten Materialdosiersystemen,<br />
die sich in nahezu<br />
jeden Produktionsablauf<br />
integrieren lassen. Sie sind mit<br />
einem optischen System und<br />
einem Lasersensor zur Höhenerkennung<br />
ausgestattet und<br />
verfügen über eine konstante Closed-Loop-Steuerung. Die<br />
Systeme lassen sich schnell einrichten, einfach programmieren<br />
und bieten erweiterte Dosierfunktionen.<br />
Die Pro-Series enthält eine Smart-Vision-CCD-Kamera, die detaillierte<br />
Bilder der Komponenten aufnimmt und diese in hochauflösende<br />
Digitaldaten umwandelt – eine Funktion, die aufwendiges<br />
Programmieren vereinfacht. Das Bildverarbeitungssystem ist mit<br />
der neuen DispenseMotion-Software von EFD ausgerüstet, die<br />
das Einrichten vereinfacht und das Programmieren dank einer<br />
Bildschirmvorschau des Dosierpfads erleichtert. Die Dosiernadel<br />
kann exakt zu der erforderlichen Stelle geführt werden. Die<br />
Pro4L-Series verfügt darüber hinaus über einen integrierten<br />
Lasersensor, der die Höhenunterschiede an der Oberfläche eines<br />
Werkstücks erfasst und die Dosierhöhe korrigiert, um ungleichmäßige<br />
Dosierergebnisse und Beschädigungen von Nadel oder<br />
Werkstück zu verhindern.<br />
Nordson EFD hat die neuen Systeme speziell für das präzise<br />
Auftragen von Flüssigkeiten mit Kartuschen- und Ventilsystemen<br />
von EFD entwickelt und konfiguriert. Arbeitsbereiche von<br />
200 x 200, 300 x 300, 400 x 400 und 500 x 500 mm bewältigen ein<br />
breites Spektrum von Kundenanwendungen und können flexibel<br />
in automatisierten Anlagen oder auch im Stand-alone-Betrieb<br />
eingesetzt werden. Sie lassen sich problemlos in Linien-,<br />
Rundtakttransfersystemen und Palettierungsanlagen integrieren.<br />
www.nordsonefd.com<br />
Umfangreiches Angebot<br />
an Zahnrädern<br />
Neben gefrästen Präzisionszahnrädern bietet Reliance sowohl<br />
gedrehte Präzisionszahnräder ab Modul 0.5, als auch ein<br />
konkurrenzfähiges Angebot an Messingzahnrädern und Ritzel an.<br />
Das Zahnradangebot reicht von 0.2 Modul bis 1.5 Modul.<br />
Erhältlich in unserem Online-Shop<br />
www.relianceprecision.de<br />
Tel NL +31 (0) 76 5040790<br />
Tel UK +44 (0) 1484 601002<br />
sales@reliance.co.uk<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 45<br />
Reliance.indd 1 16.04.<strong>2015</strong> 10:24:30
CAD / CAM / PLM<br />
Das Schlagwort heißt<br />
Funktionsintegration<br />
Additive Fertigung ermöglicht die Umsetzung bionischer Konstruktionsprinzipien<br />
Die Natur liefert unzählige Ansätze,<br />
die nur darauf warten, von der<br />
Bionik analysiert und auf innovative<br />
Weise technisch abgebildet zu<br />
werden. Jedoch sind die Problemlösungen<br />
der Natur nur selten mit<br />
konventionellen Fertigungstechniken<br />
umzusetzen. Festo, führend<br />
in der Automatisierungstechnik,<br />
verwendet deshalb für die<br />
Klein serienfertigung einiger seiner,<br />
auf bionischer Adaption beruhenden,<br />
industriellen Applikationen das<br />
Laser-Sinter-Verfahren.<br />
Das Esslinger Unternehmen Festo hat seit<br />
1995 Erfahrung in der generativen Fertigung<br />
und stellt mit dieser Technologie<br />
mittlerweile mehrere tausend Teile jährlich<br />
her. Was einst mit Konzeptmodellen und<br />
Funktionsprototypen begann, ist inzwischen<br />
in der Kleinserienfertigung angekommen.<br />
Dafür war auch das 2006 von<br />
Festo gegründete Bionic Learning Network,<br />
ein Verbund mit namhaften Hochschulen,<br />
Instituten und Entwicklungsfirmen, ein<br />
wichtiger Wegbereiter.<br />
Produkte, deren technische Grundprinzipien<br />
aus der Natur abgeleitet sind, weisen<br />
nicht selten ein komplexes Design auf. Mit<br />
herkömmlichen Fertigungsmethoden kann<br />
das nicht oder nur schwer und kostspielig<br />
umgesetzt werden. Dabei bestimmt das<br />
Herstellungsverfahren das Produktdesign,<br />
was dadurch viel zu oft Einschränkungen<br />
erfährt. Die rationell konstruierende Natur<br />
hingegen kennt diese Restriktionen nicht.<br />
Ihr kann also nur mit einer Technologie<br />
nachgeeifert werden, bei der das Design die<br />
Produktionsweise bestimmt und die im<br />
Idealfall auch in Serie funktioniert.<br />
Handhabungstechnik der Natur<br />
abgeschaut<br />
Ein Beispiel für die erfolgreich realisierte<br />
Produktentwicklung und Herstellung mittels<br />
additiver Fertigung: der adaptive Greifer<br />
DHDG. Er ist mittlerweile fester Bestandteil<br />
des Produktprogramms von Festo<br />
und wird auf einer Laser-Sinter-Anlage<br />
Erst durch das Laser-Sintern konnten der Bionische Handling-<br />
Assistent sowie dessen Greiforgan hergestellt werden<br />
Formiga P 100 von EOS gefertigt. Seine<br />
Struktur ist einer Fischflosse nachempfunden.<br />
Er besitzt zwei flexible Bänder, die wie<br />
ein Dreieck in der Spitze zusammenlaufen.<br />
In regelmäßigen Abständen werden<br />
Zwischenstege über Gelenke mit den Bändern<br />
verbunden. Durch diesen flexiblen,<br />
zugleich aber festen Verbund passen sich<br />
die Greiffinger der Kontur des Werkstücks<br />
an. Auch empfindliche Objekte oder Objekte<br />
mit voneinander abweichenden Konturen<br />
werden festgehalten und transportiert.<br />
Das Besondere daran ist, dass die<br />
Greifelemente diese Funktionalität bereits<br />
direkt nach der Herstellung besitzen und<br />
nicht erst nach aufwendiger Montage.<br />
Laser-Sintern ist damit Fertigungsvoraussetzung<br />
für dieses Design und diese<br />
spezielle Anwendung – eine Alternative<br />
nicht existent.<br />
Ein zweites Beispiel ist der Bionische<br />
Handling-Assistent. Das bewegliche Assistenzsystem<br />
nach dem Vorbild eines Elefantenrüssels<br />
besteht aus drei Grundelementen<br />
zur räumlichen Bewegung sowie<br />
einer Handachse und einem Greifer mit<br />
adaptiven Fingern. „Der Hightech-Arm<br />
wäre aufgrund seiner Funktionalität sowie<br />
des Aufbaus aus komplexen Kunststoffteilen<br />
ohne Laser-Sintern nicht realisierbar<br />
gewesen“, sagt Klaus Müller-Lohmeier,<br />
Leiter Advanced Prototyping Technology<br />
bei der Festo AG & Co. KG. Schon vier Bau-<br />
46 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
prozesse einer Formiga P 100 reichen aus,<br />
um einen kompletten Handling-Assistenten<br />
herzustellen.<br />
Funktionsintegration<br />
bereits in der Fertigung<br />
Die EOS-Technologie macht es möglich,<br />
Funktionen, über die das Endprodukt<br />
später verfügen soll, bereits mit zu fertigen.<br />
Das ist von Vorteil, weil sich so die Anzahl<br />
an Einzelteilen verringert und ein nachträglicher<br />
Montageaufwand reduziert wird.<br />
„Dank der gestalterischen Freiheit des<br />
Laser-Sinter-Verfahrens können wir bewegliche,<br />
flexible, aber auch gezielt steife Formen<br />
herstellen – gerade so, wie sie in der<br />
Natur vorkommen. Unsere Konstrukteure<br />
können unabhängig von den Beschränkungen<br />
herkömmlicher Fertigungstechnologien<br />
agieren und sich vollends auf die Umsetzung<br />
des analysierten natürlichen Prinzips<br />
konzentrieren“, ergänzt Müller-Lohmeier.<br />
Ferner ist der adaptive Greifer DHDG<br />
sehr ökonomisch, weil er im Vergleich zu<br />
den herkömmlichen Greifern aus Metall<br />
rund 80 % leichter ist. Verantwortlich dafür<br />
ist die additive Fertigung von Kunststoff,<br />
mit der besonders leichte, elastische dabei<br />
dennoch sehr stabile Strukturen hergestellt<br />
werden können. Untersuchungen haben<br />
gezeigt, dass die Greifelemente mehr als<br />
5 Millionen Biegewechseln standhalten.<br />
Generativ fertigen heißt immer auch<br />
werkzeuglos produzieren. „Wie kosteneffizient<br />
das sein kann, zeigt ein Kunden-<br />
Bereits direkt nach der Herstellung besitzt das<br />
Greiforgan seine Funktionalität<br />
CAD / CAM / PLM<br />
STATEMENT<br />
Dr. Michael Döppert, Chefredakteur<br />
Ohne die Einschränkung von<br />
Konstruktionsparametern<br />
durch klassische Fertigungsverfahren<br />
ermöglicht die additive<br />
Fertigung – hier das Laser-Sintern<br />
– ein neues Niveau der Kreativität.<br />
Aus Konstruktionssicht<br />
betrachtet, ermöglichen die heute<br />
hier verfügbaren Anlagen die<br />
Herstellung von Teilen oder<br />
Geometrien, die in der Vergangenheit<br />
nicht machbar waren. Im<br />
übrigen werden additive Verfahren<br />
auch den privaten Anwendungsbereich<br />
erobern. Man muss<br />
kein Prophet sein, um sagen zu<br />
können, dass 3D-Drucker<br />
technologisch und auch von der<br />
Kostenseite heute soweit sind,<br />
dass sie sicherlich in den nächsten<br />
fünf Jahren in den Consumer-<br />
Markt vordringen werden.<br />
projekt, bei dem wir 12 000 Bauteile mittels<br />
Laser-Sintern als Alternativ-Technologie<br />
hergestellt haben: Die werkzeuglose Fertigung<br />
sparte 40 % der Stückkosten im Vergleich<br />
zum Spritzguss. Alle Teile waren in<br />
nur vier Bauaufträgen innerhalb einer<br />
Woche produziert. Die konventionelle Fertigung<br />
hätte zwei Monate gedauert“, erklärt<br />
Müller-Lohmeier. Außerdem reduzieren<br />
sich die Folgekosten für Hilfsmittel und Vorrichtungen<br />
und es entstehen keine Verzögerungen<br />
bei der Erstellung von Werkzeugen.<br />
So kann Festo seine Produkte viel schneller<br />
am Markt einführen. Der Hightech-Roboterarm<br />
ist ein Beispiel für die Umsetzung<br />
einer weitgehend digitalen Prozesskette im<br />
Bereich der industriellen Fertigung. Müller-<br />
Lohmeier fügt hinzu: „Gegenwärtig nutzen<br />
wir die EOS-Technologie zusätzlich vermehrt<br />
für Projekte, bei denen jährlich nur<br />
begrenzte Stückzahlen eines komplexen<br />
Teils benötigt werden. In diesen Fällen ist es<br />
für uns eine echte Alternative zu bestehenden,<br />
oft werkzeuggebundenen Verfahren.“<br />
Bilder: Festo AG & Co.KG<br />
www.eos.info<br />
Dichtungen.<br />
Stanzteile.<br />
Isolierteile.<br />
Individuelle und<br />
wirtschaftliche<br />
Lösungen<br />
• Jede Form, jedes Material,<br />
jede Größe<br />
• Vielseitige Technologien<br />
im Bereich des Stanzens<br />
und des Wasserstrahlund<br />
Laserschneidens<br />
• Hohe Flexibilität durch<br />
eigenen Werkzeugbau<br />
• Lösung komplexer<br />
kundenspezifischer<br />
Aufgabenstellungen<br />
Schlösser -<br />
Ihr kompetenter Partner.<br />
www.schloesserdichtungen.de<br />
Schlösser GmbH & Co. KG<br />
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info@schloess.de
CAD / CAM / PLM<br />
Applikation für 3D-Druck-Projekte<br />
3D-Druck-Projekte sind aufgrund der Vielzahl von Technologien,<br />
Materialien und verschiedenen Lieferanten für Firmen häufig<br />
schwer umzusetzen. Um 3D-Druck einfach zu machen, führt<br />
Additively die Additively-Applikation ein, welche Firmen einen<br />
„Single Point of Access“ gibt. Die neue Applikation mit automatisiertem<br />
Workflow vereinfacht das Einholen von Angeboten und<br />
das Bestellen Bauteilen. Die Applikation ermöglicht den Zugriff<br />
auf über 300 3D-Druck Lieferanten, die mehr als 250 verschiedene<br />
Materialien anbieten. Additively unterstützt Anwender bei der<br />
Auswahl der richtigen Technologie und der Identifikation der<br />
geeignetsten Lieferanten. Erfahrene 3D-Druck-Nutzer können<br />
dank der Applikation mit ihren bevorzugten Lieferanten effizient<br />
und sicher zusammenarbeiten. Die Applikation ist in einer<br />
kostenlosen Version für erstmalige und normale Nutzung sowie in<br />
einer Abo-Version für intensive Nutzung mit weiteren Funktionen<br />
für die 3D-Druck-Supply-Chain verfügbar. Für größere<br />
Unternehmen ermöglicht die Großkundenlösung einen standardisierten<br />
Zugang.<br />
www.additively.com<br />
Produktentstehung live erleben<br />
Von der Idee bis zum fertigen Produkt: unter diesem Motto<br />
eröffneten die Unternehmen Kaast Werkzeugmaschinen,<br />
Mitsubishi Electric Europe, MMC Hartmetall, Meusburger Georg,<br />
SolidCAM und Coffee Ende 2014 einen Showroom, der den<br />
kompletten Produktentstehungsprozess abbildet – das „Technologie<br />
Zentrum Gladbeck“.<br />
Die wichtigsten Schlüsseltechnologien und Kernkompetenzen<br />
der Partner im Bereich des Product Lifecycle Managements<br />
werden in der Erlebniswelt präsentiert. Ziel des Kompetenzzentrums<br />
ist es, die Bedeutung der Softwarelösungen und<br />
Hardwareprodukte für den Entwicklungs- und Produktionsalltag<br />
anschaulich zu<br />
erklären sowie<br />
die bedeutungsvolle<br />
Rolle der<br />
einzelnen<br />
Produktionstechniken<br />
für<br />
Gladbeck, die<br />
Region aber auch<br />
das Industrieland<br />
Deutschland<br />
hervorzuheben.<br />
Interessierte<br />
können sich im<br />
Technologiezentrum künftig reale Eindrücke von Fertigungsmaschinen,<br />
Software- und Werkzeuglösungen sowie der<br />
Funk tionsweise der Produktentstehungsprozesskette verschaffen.<br />
Für die Demonstration der unterschiedlichsten Anwendungsbeispiele<br />
werden im Technologiezentrum verschiedene Schauplätze<br />
abgebildet, um die notwendige Praxisnähe zu erzeugen.<br />
Bildquelle: KAAST Werkzeugmaschinen GmbH<br />
www.coffee.de<br />
Stoßdämpfer online berechnen<br />
Mit einer neuen Online-Auslegungssoftware erleichtert die<br />
Zimmer Group die Berechnung und Auswahl von Stoßdämpfern.<br />
Das Lieferprogramm der Zimmer Group umfasst hydraulische<br />
Stoßdämpfer und Strukturdämpfer sowie Zubehör. Die<br />
Auslegungssoftware steht online zur Verfügung. Damit kann der<br />
Nutzer alle erforderlichen Berechnungen durchführen sowie auf<br />
der Basis dieser Daten eine fundierte Auswahl aus dem Lieferprogramm<br />
treffen und den ausgewählten Dämpfer mit Zubehör<br />
ergänzen. Die Software erlaubt eine komfortable Berechnung der<br />
Stoßdämpfer und bietet dazu viele Hilfestellungen an. Der Nutzer<br />
kann zwischen einer Vielzahl von verschiedenen Lastfällen<br />
wählen. Dabei wird grundsätzlich zwischen translatorischen und<br />
rotatorischen Bewegungen unterschieden, wobei auch differenziert<br />
werden kann, ob es sich beispielweise um eine fallende<br />
Masse mit oder ohne Antriebskraft oder um eine rotatorische<br />
Masse mit oder ohne<br />
Antriebsmoment<br />
handelt. Der Nutzer<br />
wählt den passenden<br />
Lastfall aus und braucht<br />
dann nur die<br />
abgefragten Werte zu<br />
ergänzen, um zu einem<br />
verlässlichen Ergebnis<br />
zu gelangen.<br />
www.zimmer-group.de<br />
Berechnung von Lastkollektiven<br />
Bei der Berechnung von Lastkollektiven in Kisssoft (Modul ZZ1<br />
und WA8) werden die Werte für die Schädigung pro Lastkollektivelement<br />
jetzt im Protokoll aufgeführt. Auch das Iterationsverfahren<br />
und die Berechnungsgeschwindigkeit<br />
wurden weiter verbessert.<br />
Es ist jetzt zudem möglich, die<br />
Dreh- und Lastrichtung der<br />
einzelnen Elemente in der<br />
Lastkollektivrechnung miteinzubeziehen.<br />
Für die Flankenberechnung<br />
können jetzt<br />
optional nur positive<br />
Elemente beachtet werden,<br />
für den Zahnfuß wird der<br />
Wechselbiegungsfaktor mit<br />
0,7 berücksichtigt. Schließlich<br />
ist nun neu die Lastkollektivrechnung<br />
auch für<br />
Beveloidräder verfügbar. Die<br />
Berechnung von Lastkollektiven<br />
in Kisssys (Modul SYS oder GPK)<br />
kann jetzt für verschiedene Kinematiken in<br />
einem Rechengang durchgeführt werden, wobei<br />
sich die Werte der Lastkollektivelemente in einer zusätzlichen<br />
Tabelle anzeigen lassen.<br />
www.kisssoft.ag<br />
48 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
special<br />
Sensortechnik<br />
Sensoren sind Wegbereiter der Automatisierung. Sie<br />
leisten zudem einen wichtigen Beitrag zur Arbeitssicherheit.<br />
Aktuelles Beispiel hierfür ist ein reichweitenstarker<br />
Sicherheits-Laserscanner mit zwei unabhängigen Schutzfunktionen<br />
und großem Winkelbereich.<br />
Bild: Leuze electronic GmbH & Co. KG, Owen
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
Einfach alles doppelt im Blick<br />
Bedienungsoptimierte Sicherheitssensoren mit großem Scanbereich<br />
Stefan Mohr<br />
Flexibilität im Einsatz spielt heute bei Komponenten in der Automatisierungstechnik<br />
eine große Rolle. Das gilt natürlich auch für Sicherheits-<br />
Laserscanner. Zusätzlich stehen hier ein großer Scanbereich sowie eine<br />
einfache Montage, Programmierung, Installation und Anwendung<br />
besonders im Fokus. Bei der Entwicklung seiner neuen Baureihe an Sicherheitssensoren<br />
hatte ein Hersteller genau das im Blick. Das Ergebnis sind<br />
bedienerfreundliche Laserscanner, bei denen ein Gerät Aufgaben löst, für<br />
deren Erfüllung früher zwei nötig waren.<br />
Dr. Stefan Mohr,<br />
Leuze electronic GmbH + Co. KG, Owen<br />
Den Rotoscan RS3 präsentierte Leuze<br />
Electronic gegen Ende der 1990er Jahre<br />
als flächendeckenden Distanzsensor für die<br />
Objekt- und Personenerkennung. Diese<br />
Definition hat für die modernen Laserscanner<br />
von heute noch Gültigkeit. Er war<br />
für schienengebundene Fahrzeuge und<br />
fahrerlose Transportsysteme geeignet und<br />
es hieß damals, er sei die „vorauseilende<br />
Stoßstange“. Auch das kann man heute<br />
noch gelten lassen.<br />
Jedoch war der RS3 damals nicht sicher im<br />
Sinne der gültigen Normen zur Arbeitssicherheit.<br />
Dabei war es gerade hier sehr<br />
wünschenswert, mit einem solch praktischen<br />
und kompakten Gerät einen horizontalen<br />
oder vertikalen Bereich zuverlässig<br />
absichern zu können. Mit diesem Ansinnen<br />
hat Leuze electronic daraufhin eine Weiterentwicklung<br />
gestartet, die neue Maßstäbe<br />
im Personenschutz, in der Objekterkennung<br />
und für Naviationsaufgaben<br />
setzen sollte.<br />
In darauffolgenden Jahren wurde der<br />
Sicherheits-Laserscanner Rotoscan RS4<br />
und sein „roter Bruder“, der ROD4, der im<br />
Non-Safety-Bereich für Messaufgaben bestimmt<br />
war, vorgestellt. Gegenüber dem<br />
Vorgänger hat man die Schwachstellen beseitigt<br />
und ein kompaktes, kostengünstiges<br />
und vielfältig einsetzbares Gerät am Markt<br />
platziert – es war nach neusten internationalen<br />
Sicherheitsnormen zertifiziert und<br />
bot bis dato noch nicht gekannte Funktionspaketen,<br />
z. B. MotionMonitoring, drei<br />
verschiedenen Reichweiten (bis 6,25 m)<br />
und schon damals mit integrierten Schnitt-<br />
50 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Ganz groß,<br />
wenn’s eng wird:<br />
der neue RFD-4000<br />
stellen für Profisafe und AS-i Safety, also mit<br />
„integrated connectivity“ – ein Terminus,<br />
der heute eng mit dem Industrie 4.0 Jargon<br />
verbunden ist. Und die Entwicklung ging<br />
weiter …<br />
Drei Zielsetzungen<br />
Mit einer maximalen Reichweite von 8,25 m<br />
gilt der RSL 400 derzeit als einer der reichweitenstärksten<br />
Laserscanner im Markt. In<br />
Kombination mit dem Scanwinkel von 270°<br />
resultiert daraus ein enormer Sicherheitsbereich<br />
von 160 m 2 . Im Abtastwinkel von<br />
270° steckt eine Besonderheit: Der große<br />
Winkelbereich spielt nämlich bei der Montage<br />
an Ecken oder Kanten zur Absicherung<br />
nach vorne und seitlich seine Vorteile voll<br />
aus – vor allem in Kombination mit der<br />
großen Reichweite. Denn wenn ein Flurförderzeug,<br />
eine Maschine oder Anlage<br />
rundum abzusichern ist, gelingt dies nun<br />
mit nur zwei Laserscannern. Früher waren<br />
dafür vier Scanner nötig gewesen.<br />
Zwei Schutzaufgaben<br />
mit einem Gerät<br />
Wenn ein Flurförderzeug, eine Maschine oder Anlage<br />
rundum abzusichern ist, gelingt dies nun mit nur zwei statt<br />
wie früher mit vier Laserscannern<br />
Präzise Winkelmessung auf<br />
engstem Raum:<br />
Der neue RFD-4000 ist die<br />
Sensorlösung, wo Platz knapp<br />
und Budgets klein sind.<br />
Unsere mehr als 65-jährige<br />
Erfahrung sorgt für starke<br />
Leistung bis ins Detail:<br />
• 7 mm flacher Sensor<br />
• hochwertige Ausführung<br />
• magnetisch, absolut<br />
• misst berührungslos<br />
• ein- und mehrkanalig<br />
• robust, IP69k<br />
• Messbereich bis 360°<br />
• einfache Montage<br />
• Kennlinien nach Wunsch<br />
Datenblatt-Download<br />
Mit der neuen RSL 400 Baureihe stellte der<br />
Hersteller Leuze Electronic im letzten Jahr<br />
auf der Messe SPS IPC Drives in Nürnberg<br />
den nächsten Schritt vor. Die Stoßrichtung<br />
der Optimierungsmaßnahmen für den neuen<br />
Sicherheits-Laserscanner RSL 400 lässt<br />
sich vor allem an folgenden drei Zielsetzungen<br />
festmachen: Scanbereiche, sprich<br />
Reichweite und Winkelbereich gestaffelt erhöhen,<br />
anwendungsoptimierte Funktionen<br />
für viele Bereiche der Automationstechnik<br />
bereitstellen, Inbetriebnahme, Handhabung<br />
und Betrieb signifikant vereinfachen.<br />
Die Entwicklungsziele, die sich Leuze Electronic<br />
gestellt hat, resultieren aus den langjährigen<br />
Applikationserfahrungen und den<br />
Stimmen am Markt. So wollen die Anwender<br />
im Sensorbereich neben maximaler Zuverlässigkeit<br />
und großer Leistungsfähigkeit<br />
vor allem eine effiziente und einfache Bedienung<br />
ohne lange Einarbeitung.<br />
Die neue Laserscannerfamilie besteht<br />
aus 16 Gerätevarianten in vier gestaffelten<br />
Reichweiten (S, M, L, XL) und vier<br />
Funktionsvarianten (RSL 410, 420, 430,<br />
440). Ob stationär oder mobil, ob lange<br />
oder kurze Reichweiten, Basisfunktionen<br />
oder eine High-End-Ausstattung – der<br />
Anwender erhält quasi ein maßgeschneidertes<br />
Gerät für alle Scanbereiche und<br />
Anwendungen.<br />
Großer Scanbereich<br />
erspart zweites Gerät<br />
Neben der genannten Einsparung aufgrund<br />
des großen Winkelbereichs verfügt der RSL<br />
400 über zwei unabhängig voneinander<br />
einstellbare Konfigurationen, sogenannte<br />
autarke Schutzfunktionen, und zwei Sicherheits-Schaltausgangspaare<br />
(OSSDs). Das<br />
ermöglicht das gleichzeitige Ausführen von<br />
zwei völlig verschiedenen Schutzaufgaben<br />
mit einem einzigen Gerät, denn nun können<br />
zwei Abschaltkreise bzw. eigenständige<br />
Bereiche überwacht und abgeschaltet werden.<br />
Ein Gerät erfüllt damit die Aufgaben<br />
von zwei. Das spart Geld und ist gut für den<br />
Einkauf, die Instandhaltung und den Inbetriebnehmer.<br />
Weitere anwendungsoptimierte Funktionen<br />
wie Not-Halt-Eingänge, flexible parametrierbare<br />
Ausgänge, eine große Zahl<br />
frei definierbarer Feldpaare oder Quads<br />
mit kontrollierter Umschaltung, Stop-<br />
1-Funktion bieten viele Möglichkeiten, die<br />
Absicherung von Maschinen und Anlagen<br />
auf diese anzupassen. Die neue Multi-<br />
Konfiguration gewährleistet hierbei erstmals<br />
die Anpassung mit unterschiedlichen<br />
Sicherheitsanforderungenohne<br />
wiederholte Konfiguration durch den Inbetriebnehmer.<br />
So kann zwischen einem<br />
Inbetriebnahme- oder Wartungsmodus<br />
durch einfaches Umschalten auf den<br />
Sicherheitsbetrieb für die Serienfertigung<br />
gewechselt werden.<br />
Für stationäre und<br />
mobile Anwendungen<br />
Bei stationären Anwendungen spielt der<br />
Laserscanner RSL 400 die Vorzüge seines<br />
großen Scanbereichs aus. Auch die zwei un-<br />
www.novotechnik.de
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
abhängigen Schutzfunktionen und OSSD-<br />
Paare mit individueller Ansprechzeit und<br />
wählbarem Anlaufverhalten erschließen<br />
hier Vorteile. Neun parametrierbare Meldeausgänge<br />
und die Möglichkeit zur Not-<br />
Halt-Verkettung runden das Leistungsvermögen<br />
des Sicherheits-Laserscanners ab.<br />
Insgesamt bietet der große Scanbereich<br />
mit dem Winkelbereich von 270° und der<br />
hohen Reichweite neue Möglichkeiten und<br />
Flexibilität auch bei mobilen Plattformen<br />
einschließlich Seitenabsicherungen. Schon<br />
mit zwei Sicherheits-Laserscannern erzielen<br />
Anwender einen Rundum-Schutz mit<br />
vier unabhängigen Schutzfunktionen. Vorteilhaft<br />
ist auch die Möglichkeit zur Not-<br />
Halt-Verkettung und die parametrierbare<br />
Datenausgabe zur Unterstützung der Navigation.<br />
Die interne sichere Zeitverzögerung<br />
ermöglicht das Einstellen von STOP-Kategorien,<br />
z. B. bei Verschiebewagen. Der Laserscanner<br />
ermöglicht eine Absicherung<br />
auch bei großen Geschwindigkeiten.<br />
Inbetriebnahme leicht gemacht<br />
Die intelligente Anschlusseinheit CU 400 ist<br />
die mechanische und elektrische Basis für<br />
den Sicherheits-Laserscanner, sie beinhaltet<br />
das gesamte Kabelmanagement. Bei der<br />
Die Entwicklung geht weiter<br />
Sicherheits-Laserscanner, die High-End-Sensoren der Sicherheitstechnik, kennt Leuze<br />
Electronic von der ersten Stunde an. In die RSL 400 Baureihe sind die jahrzehntelangen<br />
Erfahrungen eingeflossen mit dem Ergebnis herausragender Leistungsdaten<br />
und unübertroffener Benutzerfreundlichkeit – denn noch nie war die Anwendung<br />
derartiger Sensorik-Multitalente so einfach. Alle Geräte sind aufgrund der hohen<br />
Auflösung nachweislich hochverfügbar und sehr staubrobust. Gleichwohl arbeitet<br />
der Hersteller schon jetzt an der Weiterentwicklung– schließlich gibt Industrie 4.0<br />
den Herstellern einige Hausaufgaben auf. Beispielsweise wird es in Zukunft noch<br />
mehr in Richtung Connectivity gehen und dementsprechend werden weitere<br />
Ethernet-basierte Schnittstellen folgen.<br />
Montage wird die Scannereinheit einfach<br />
abgenommen und die robuste Anschlusseinheit<br />
mit Standardwerkzeugen z. B. am<br />
Verschiebewagen, an der Wand, der Decke<br />
oder am Anlageneingang befestigt. Dann<br />
wird die Scannereinheit wieder aufgesetzt –<br />
fertig ist die mechanische Montage und der<br />
Sicherheits-Laserscanner kann in Betrieb<br />
gehen.<br />
Auch bei einem ggf. notwendigen Geräte-<br />
Upgrade kann der Anwender die Scannereinheit<br />
einfach lösen und gegen das gewünschte<br />
andere Modell austauschen. Die<br />
Anschlusseinheit hingegen bleibt fest montiert,<br />
ausgerichtet und merkt sich somit alle<br />
elektrischen und mechanischen Einstellungen<br />
und Konfigurationen.<br />
Bei der Sicherheits-Konfiguration kommt<br />
man an einem PC mit ein bißchen Software<br />
nicht vorbei. Für Leuze Electronic gab es<br />
auch hier Potenzial zur Optimierung:<br />
Durch ihre Ethernet-Schnittstelle sind die<br />
Geräte voll netzwerkfähig. Zudem lassen<br />
sich die Sicherheits-Laserscanner jetzt neu<br />
auch ganz einfach kabellos via Bluetooth<br />
konfigurieren.<br />
www.leuze.de<br />
Leitfähigkeitsmessung mit separaten<br />
Komponenten für mehr Flexibilität<br />
Das Unternehmen Baumer hat<br />
mit dem CombiLyz AFI5 sein<br />
Leitfähigkeitsmessgerät um ein<br />
Modell erweitert. Das Messgerät<br />
beinhaltet zwei einzelne Komponenten:<br />
das induktive<br />
Sensore lement und den Transmitter<br />
mit dem integrierten<br />
Combiview-Display, die getrennt<br />
voneinander installiert und mit<br />
einem Kabel verbunden werden.<br />
Der Transmitter mit integriertem Display lässt sich vibrationsgeschützt<br />
anbringen. Durch seine Beständigkeit bei bis zu 85°C<br />
Umgebungstemperatur und zuverlässigen Messungen auch bei<br />
extremen Bedingungen ist der CombiLyz AFI5 vielseitig einsetzbar<br />
– u. a. in CIP- und SIP-Prozessen, zur Überwachung von<br />
Konzentrationen in Flüssigkeiten oder zur Phasentrennung<br />
verschiedener Medien. Die Messergebnisse liefert der Sensor<br />
mit einer maximalen Abweichung von
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Sensoren-Auswahl im Internet<br />
Mit einem neuen Tool erleichtert<br />
der Sensorik-Spezialist<br />
Autosen die Auswahl der<br />
richtigen Sensoren im Internet.<br />
Die virtuelle Produktberatung<br />
erfolgt über die Anwendung,<br />
nicht über die technischen<br />
Daten. Die Online-Produktberatung<br />
folgt als nächster<br />
Schritt nach der Einführung<br />
des Produktvergleichs, über den Kunden die Kompatibilität<br />
der Sensoren prüfen können.<br />
Der Kunde kann nun in direkten Kontakt mit einem Autosen-<br />
Experten treten, oder er findet den passenden Sensor über das<br />
Beratungstool. Der Nutzer wird Schritt für Schritt durch die<br />
Anwendung geführt, bis hin zur Bestellung und Lieferung<br />
innerhalb von 24 Stunden. Das Angebot umfasst das gesamte<br />
Portfolio. Das Unternehmen bietet unter eigenem Label eine<br />
Auswahl induktiver und optischer Sensoren etablierter<br />
Hersteller an.<br />
www.autosen.com<br />
Miniaturkabel-Wegaufnehmer<br />
für Testanwendungen<br />
Der MT2A ist Mitglied einer Familie von robusten, präzisen<br />
Miniaturkabel-Wegaufnehmern für Testanwendungen von<br />
Disynet. Einer der wichtigsten Vorteile dieses Sensors ist seine in<br />
zwei Achsen um 360° drehbare Halterung, die eine stufenlose<br />
Instal lation in jeder Richtung ermöglicht. Der Aufnehmer ist in<br />
vier verschiedenen Messbereichen von 0-3", 0-9", 0-15"und 0-30"<br />
erhältlich. Er verfügt über ein Hochleistungsmesskabel, welches<br />
speziell für hohe Beschleunigungen in Flug- und FZ-Crashtests<br />
ausgelegt ist. Für extreme Stoßanwendungen ist eine<br />
robuste Sensorabdeckung aus Ganzaluminium<br />
verfügbar. Der Sensor hat eine Wiederholgenauigkeit<br />
von ± 0,02 % Vollausschlag. Bisher war der<br />
Messbereich auf 30“ (76 cm) begrenzt.<br />
Demnächst wird er jedoch mit 60“<br />
(1,5 m) maximalem Messbereich<br />
verfügbar sein.<br />
Sensor + Test:<br />
Halle 11, Stand 210<br />
www.sensoren.de<br />
Dielektrische Elastomersensoren für breite Anwendungsbereiche<br />
Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC hat Schalter und<br />
Drucksensoren auf der Basis extrem dehnbarer dielektrischer<br />
Elastomersensoren (DES) bzw. hochsensitiver piezoelektrischer<br />
Schichten entwickelt. Sie passen sich unterschiedlichen Haptikanforderungen<br />
an und<br />
werden als mechanische<br />
Sensoren genutzt. Dabei<br />
eignen sich DES eher für<br />
weiche Oberflächen,<br />
während piezoelektrische<br />
Sensoren auf oder unter<br />
harten Materialien einsetzbar<br />
sind. DES stellen<br />
eine neue Klasse von mechanischen Sensoren dar, mit denen<br />
Verformungen, Kräfte und Drücke gemessen werden. Sie zeichnen<br />
sich durch extrem hohe Dehnbarkeit von bis zu 100% aus. So<br />
können sie selbst in Strukturen integriert werden, die starken<br />
Verformungen ausgesetzt sind, beispielsweise als ortsauflösende<br />
Sitzbelegungssensoren. Sensormatten auf DES-Basis reagieren<br />
sehr empfindlich auf Druckbelastung, was Anwendungen in der<br />
Medizintechnik ermöglicht. Durch Hinzufügen einer weiteren<br />
kapazitiven Elektrode können die dielektrischen Elastomersensorfolien<br />
mit einer Näherungssensorik ausgestattet werden.<br />
Sensor + Test: Halle 12, Stand 537<br />
www.isc.fraunhofer.de<br />
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Schnellster: Der IMX12-DI ist mit 15.000 Hz der schnellste Trennschaltverstärker der Welt<br />
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Präzisester: Der IMX12-AI ist mit 0,18 % Total Performance bei 40 °C der genaueste Analogsignaltrenner im 12,5-mm-Gehäuse<br />
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SENSORTECHIK I SPECIAL<br />
Schlanke Multitalente für Mechatronik<br />
Dünnschichttechnik birgt ein hohes Potenzial in der strukturintegrierten Sensorik<br />
KOMMENTAR<br />
Strukturintegrierte Sensorik, das heißt Sensoren oder Mess systeme<br />
in beziehungsweise an Systemen oder Strukturen gibt es schon<br />
immer. Ein Beispiel sind an Strukturen angebrachte Dehnungsmessstreifen.<br />
Der Begriff „Struktur“ lässt alles zu. Dies können<br />
ganze Systeme sein, das heißt Fahrzeuge, Maschinen, Bauelemente.<br />
Neben der kompakten Bauform steht die Möglichkeit, mehrere<br />
unterschiedliche Messgrößen aufnehmen zu können im Fokus der<br />
Entwicklung. Denkbar sind solche Lösungen durch die Entwicklung<br />
von Dünnschichtstrukturen.<br />
Für alle physikalischen und chemischen<br />
Messgrößen gibt es für inte grierte<br />
Sensorik geeignete Messfühler und die<br />
zum Betrieb notwendige Auswertung der<br />
Signale. Grundsätzlich ist es wünschenswert,<br />
wenn mit strukturintegrierter<br />
Sensorik mehrere Messgrößen und Zustände<br />
gemessen werden können.<br />
Bei der Entwicklung und Herstellung<br />
von Sensoren in Dünnschichttechnik,<br />
sprich DST, lassen sich mehrere Messgrößen<br />
mit gleichzeitig aufgebrachten<br />
Strukturen messen. Sicherlich in bedingtem<br />
Rahmen und grundsätzlich<br />
nicht universell. Aber es ist möglich.<br />
Die Prozesse zur Herstellung dünnster<br />
Schichten sind auch Grundlagen der<br />
Halbleiterfertigung und damit hinreichend<br />
bekannt. Trotzdem ist das Potenzial<br />
der Dünnschichttechnik bei weitem<br />
noch nicht ausgenutzt. Gründe dafür sind<br />
neben dem fehlenden Wissen über die<br />
Einsatzmöglichkeiten auch der Entwicklungsaufwand<br />
und die notwendigen Investitionen<br />
für die Produktion. Die<br />
Dünnschichttechnik hat vorteilhafte<br />
Eigenschaften für ein breites Einsatzspektrum.<br />
Dünnschichten reagieren empfindlich und<br />
reproduzierbar auf Kräfte, Verformung,<br />
Temperatur, Licht, chemische Substanzen<br />
und so weiter. Bei geeignetem Design ist<br />
aber auch die Erfassung von Magnetfeldern<br />
und elektrischen Strömen möglich.<br />
Nickel, Chrom, Kupfer, SiO2, TiON und<br />
NiCr sind nur einige der Materialien, mit<br />
denen Schichten bis 1,5 µm Stärke extrem<br />
haftend auf glatte Oberflächen aufgebracht<br />
werden können. Eine Strukturierung<br />
ab einer Breite von 10 µm ist dabei<br />
möglich. Eine der bisher kaum genutzten<br />
Optionen der DST ist die direkte Applikation<br />
auf anwendungsspezifische Verformungskörper.<br />
So haben Schichten auf<br />
75 µm dünnen Blechen schon ein neues<br />
Verfahren zur magnetischen Positionsmessung<br />
ermöglicht.<br />
In vielen Anwendungsfällen ist es sogar<br />
ideal, die dünnen Schichten in Systeme<br />
zu integrieren. Der Weg sollte so sein,<br />
dass der Sensor für die jeweilige Messgröße<br />
entwickelt wird und dann im<br />
System appliziert wird. Sei es direkt im<br />
Produktionsprozess oder indirekt über<br />
einen Träger.<br />
Mit Dünnschichttechnik lassen sich<br />
Multisensorsysteme realisieren. Eine<br />
Anordnung zur Messung von Druck,<br />
Kraft, elektrischen Strom, Feuchte, CO 2<br />
,<br />
spezifischer Verschmutzung, Temperatur,<br />
Funktion und Nicht-Funktion lässt<br />
sich auf kleinsten Raum produzieren.<br />
Dazu gibt es noch die Möglichkeit der<br />
drahtlosen Energieversorgung und der<br />
drahtlosen Signalübertragung. Ein<br />
wichtiger Vorteil der DST ist der geringe<br />
Energieverbrauch der Sensoren und<br />
Funktionen.<br />
Welche Applikationen sind denkbar?<br />
Sensorik spielt in mobilen Maschinen,<br />
in der Medizintechnik, in Produkten<br />
der erneuerbaren Energien, speziell in<br />
der Solar- und Windkraft, oder selbst<br />
im Consumer-Bereich, zum Beispiel in<br />
Form von Gassensoren eine wachsende<br />
Rolle. Bestimmte Dünnschicht-<br />
Kraftsensoren lassen sich direkt auf die<br />
Maschinenteile aufbringen. Eine der<br />
bisher kaum genutzten Optionen der<br />
Mit Dünnschichttechnik lassen sich<br />
Multisensorsysteme auf kleinstem Raum realisieren<br />
Wolfgang Wiedemann,<br />
Geschäftsführer der Sensor-Technik<br />
Wiedemann GmbH, Kaufbeuren<br />
DST ist zum Beispiel die direkte Applikation<br />
auf anwendungsspezifische<br />
Verformungskörper.<br />
Um Dünnschichttechnik erfolgreich<br />
einzusetzen, ist zunächst eine kompetente<br />
Beratung notwendig, in der ein<br />
Vorhaben auf Eignung für die DST untersucht<br />
wird. Stärken der Technik müssen<br />
benannt und bekannt sein: Vielfältigste<br />
und auch mehrlagige Anordnung<br />
verschiedener Materialien, geringster<br />
Platzbedarf, geringe Stückkosten, hohe<br />
Stabilität und Robustheit, hochgenaue<br />
und reproduzierbare Abmessungen,<br />
extreme Haftung. Diese Vorteile ergeben<br />
ein breites Einsatzgebiet. Produktbeispiele<br />
hierfür sind Wälzlager oder die<br />
Kraftmessung an Tunnelbohrsystemen.<br />
www.sensor-technik.de<br />
54 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Drucksensor für<br />
Niederdruck-Anwendungen<br />
Kavlico Pressure Sensors, eine Marke der Custom Sensors &<br />
Technologies (CTS), hat einen Drucksensor für industrielle<br />
Niederdruckanwendungen angekündigt: Der keramisch-kapazitive<br />
P1A im modularisierten Design eignet sich für eine ganze<br />
Reihe verschiedener Industrien und Anwendungsbereiche.<br />
Er misst Drücke im Bereich von Vakuum bis 16 bar<br />
und erreicht aufgrund seiner keramisch-kapazitiven<br />
Technologie sehr gute Langfrist-Leistungswerte für<br />
Stabilität, Präzision und Überdrucksicherheit. Der<br />
Sensor lässt sich mit verschiedenen analogen und<br />
elektrischen Ausgängen ausstatten und mit zahlreichen<br />
standardisierten Druckanschlüssen versehen.<br />
Zudem unterstützt er mehrere elektrische<br />
Anschlussvarianten, auch solche für umspritzte<br />
Kabelausgänge. Die internen Dichtungen des<br />
Messfühlers gestaltet der Hersteller nach Kundenspezifikation.<br />
Der Sensor ist auch mit digitalen Ausgängen<br />
oder speziell angepassten Druckanschlüssen erhältlich.<br />
Sensor + Test: Halle 12, Stand 446<br />
www.kavlico.de<br />
Gekapselte Multilayer-Piezoaktoren<br />
mit verbesserter Wärmeableitung<br />
Bestimmen Öl, Spritzwasser oder dauerhaft hohe Luftfeuchtigkeit<br />
die Applikationsumgebung, sorgen in Edelstahl gekapselte<br />
Multilayer-Piezoaktoren für die geforderte Zuverlässigkeit und<br />
Lebensdauer. Sollen die Picma-Aktoren gleichzeitig für dynamische<br />
Anwendungen eingesetzt werden, kann die Eigenerwärmung<br />
des Aktors begrenzend wirken. Das Unternehmen PI Ceramic<br />
bietet nun gekapselte Aktoren mit verbesserter Wärmeableitung:<br />
Eine Vergussmasse, die die Auslenkung des Aktors nicht hemmt,<br />
ersetzt dabei das Inertgas im Hohlraum zwischen Metallbalg und<br />
Piezoaktor. Eine zusätzliche Kühlung des Edelstahlgehäuses, z. B.<br />
mit Druckluft oder Wasser, kann die<br />
Wärme, die durch den dynamisch<br />
arbeitenden Aktor entsteht, noch besser<br />
abführen. So lassen sich gegenüber<br />
dem unvergossenen Aktor etwa 10-mal<br />
höhere Arbeitsfrequenzen realisieren,<br />
z. B. mit dem P-885.95 bis zu 3,5 kHz<br />
über den vollen Stellweg von 36 µm.<br />
Sensor + Test: Halle 12, Stand 276<br />
www.piceramic.de<br />
Inertial-Sensorsysteme für Konsumerbereich und Industrie<br />
Quantitec hat eine neue<br />
Produktpalette von Inertial-<br />
Sensorsystemen, der AIMS<br />
(Advanced Inertial Measurement<br />
System)-Serie auf Basis<br />
von MEMS-Sensoren<br />
vorgestellt. Angefangen mit der<br />
Serie Nano, werden Zielmärkte<br />
im Wearables- und Fitnessbereich<br />
angesprochen. Ferner werden kommerzielle und industrielle<br />
Anwendungen mit den Serien-1, 3, 5, 7 und 9 anvisiert. Alle<br />
Produkte der AIMS-Serie sind wahlweise mit verschiedenen<br />
Schnittstellen, wie bspw. CAN, RS485, USB, Ethernet oder Profibus<br />
verfügbar und lassen sich nahtlos mit IntraNav-Produkten<br />
kombinieren, um neben der Outdoor-Navigation durch GPS auch<br />
die Navigation in Indoor-Bereichen zu ermöglichen. Zur Gewährleistung<br />
einer hohen Flexibilität für kundenspezifische Implementierungen<br />
ist zu jeder Serie ein vollanpassbares OEM-Modul samt<br />
SDK-Paket verfügbar. Alle Systeme werden werkskalibriert.<br />
Sensor + Test: Halle 12, Stand 552<br />
www.quantitec.de<br />
210 x 105 mm | 4c | Anschnitt | Der Konstrukteur – 1/3 quer<br />
STEUERGEHÄUSE AUS ALUMINIUM-<br />
STRANGPRESSPROFILEN<br />
HASEKE PLG<br />
Breite, Höhe und Tiefe variabel konfigurierbar<br />
Umfangreiches Zubehör verfügbar<br />
Direkteinbau von Steuerungen möglich<br />
Farbe: Aluminium hell eloxiert,<br />
Ecken ähnlich RAL7016, Anthrazitgrau<br />
Sonderfarben möglich<br />
Das PLG erfüllt die UL Vorschrift UL 50E und UL 50<br />
Weitere Produktinformationen unter: Haseke GmbH & Co. KG | Tel. 05731 7607 - 0 | www.haseke.de
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
Allrounder mit<br />
Spitzengehör<br />
Ultraschall-Sensoren erfassen zuverlässig<br />
unterschiedlichste Objekte auch in rauer Umgebung<br />
Melanie Harke<br />
Ob Glas oder Metall, schwarz oder weiß,<br />
glänzend oder transparent: Ultraschallsensoren<br />
erfassen feste, flüssige, pulverförmige<br />
Materialien berührungslos und auch unter<br />
extremen Umgebungsbedingungen. Selbst<br />
die kleinsten von ihnen sind starke<br />
Allrounder für fast jede Art von Einsatz in<br />
der Fertigungsautomatisierung.<br />
I<br />
n die Logistik und Fertigungsautomatisierung<br />
haben Sensoren, die Ultraschall nutzen,<br />
vor gut drei Jahrzehnten Einzug gehalten.<br />
Kompakt, leistungsstark und heute immer<br />
preiswerter in der Anschaffung eignen<br />
sie sich optimal, um auf engstem Raum Objekte<br />
zu erkennen, automatisierte Prozesse<br />
zu überwachen und Qualitätsanforderungen<br />
durchgehend sicherzustellen.<br />
Im Gegensatz zu optischen Sensoren, die<br />
ausschließlich lichtreflektierende und lichtundurchlässige<br />
Objekte erkennen oder induktiven<br />
Sensoren, die nur ferromagnetische<br />
Metallteile erkennen, sind dem Einsatz<br />
von Ultraschallsensoren so gut wie keine<br />
Grenzen gesetzt. Sie können alle Arten von<br />
Objekten detektieren, die den Schall reflektieren.<br />
Und das tun nahezu alle Materialien<br />
wie Flüssigkeiten, Glas und hauchdünne<br />
Folien, aber auch Grobkörniges, Späne,<br />
feiner Sand, Hölzer, Metalle sowie Kunststoffe.<br />
Weiße Objekte auf weißem Hintergrund,<br />
Schwarzes auf Schwarz, störendes<br />
Fremdlicht oder glänzende Oberflächen –<br />
all das ist keine Herausforderung für<br />
Ultraschallsensoren.<br />
Melanie Harke, microsonic GmbH, Dortmund<br />
Einsatzbereich und Grenzen<br />
Entscheidend bei der Auswahl eines Ultraschallsensors<br />
ist sein Messbereich und der<br />
damit verbundene dreidimensionale Erfassungsbereich<br />
– seine Tastweite. Die kleinste<br />
zuverlässige Tastweite wird durch die Blindzone<br />
eines Sensors bestimmt. Innerhalb der<br />
Blindzone dürfen sich keine Objekte oder<br />
Störreflektoren befinden. Die Grenztastweite<br />
gibt die maximale Reichweite an, bis zu<br />
welcher Entfernung der Ultraschallsensor<br />
messen kann. Je nach Sensortyp liegt sein<br />
Messbereich zwischen 20 mm und 8 m.<br />
Bei Schallimpulsen jenseits von 16 kHz,<br />
d. h. höher als vom Menschen wahrnehmbare<br />
Frequenzen, spricht man von Ultraschall.<br />
Die Schallgeschwindigkeit ist temperaturabhängig.<br />
Bei einer Umgebungstemperatur<br />
von 20 °C beträgt die Schallgeschwindigkeit<br />
343,5 m/s oder 1244 km/h.<br />
Die Schallgeschwindigkeit ändert sich mit<br />
0,17 %/°C. Um diesen Einfluss zu kompensieren,<br />
haben die meisten Ultraschallsensoren<br />
von Microsonic eine interne Temperaturmessstelle.<br />
Diese Temperaturmessstelle<br />
sitzt im Sensor immer direkt hinter dem<br />
Ultraschallwandler, um möglichst präzise<br />
die Lufttemperatur im Bereich der Messstrecke<br />
zu erfassen.<br />
Geringe Luftströmungen beeinflussen<br />
die Messgenauigkeit nicht. Staub und Nebel<br />
können das Schallsignal dämpfen und<br />
unter Umständen die maximale Reichweite<br />
eines Ultraschallsensors verringern. In den<br />
meisten Fällen ist eine Messung jedoch<br />
trotzdem möglich. Auch dünne Schmutz-<br />
Der Kleinste der Sensoren braucht nur 45 s, um den<br />
optimalen Arbeitspunkt zu erreichen<br />
oder Staubablagerungen auf der Sensormembran<br />
beeinträchtigen die Sensorfunktion<br />
nicht. Lediglich bei konstanten, heißen<br />
Umgebungstemperaturen oder Objekttemperaturen<br />
von über 85 °C erreicht das<br />
Ultraschallprinzip seine natürliche<br />
Leistungsgrenze.<br />
Für jede Anwendung<br />
der passende Sensor<br />
Microsonic entwickelt und fertigt immer<br />
wieder neue Ultraschallsensoren, die Objekte<br />
mit höchster Präzision erfassen. Die<br />
Produktpalette umfasst abstandsmessende<br />
56 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
NEWSLETTER<br />
Der E-Mail-Service für<br />
Konstruktions leiter und<br />
Konstrukteure, Entscheider<br />
in disziplinübergreifenden<br />
Konstruktions- und Entwicklungsprozessen<br />
im Maschinenbau und<br />
in der Elektrotechnik.<br />
01 02<br />
Aktuelle Informationen rund um<br />
die Themen Antriebstechnik,<br />
Fluidtechnik, Automatisierungstechnik,<br />
CAD/CAM/PLM,<br />
Verbindungs- und Werkstofftechnik<br />
sowie Konstruktionselemente.<br />
03<br />
01 Dieser Sensor findet dank neuer<br />
Temperaturkompensation der Schallgeschwindigkeit<br />
in kürzester Zeit<br />
seinen optimalen Arbeitspunkt<br />
02 Dank schlanker Schallkeule und<br />
hoher Auflösung können mit diesem<br />
Exemplar auch kleinere Gegenstände<br />
mit höchster Genauigkeit abgetastet<br />
werden<br />
03 Das Digital-Display dieses Sensors<br />
gibt Messwerte direkt aus und<br />
unterstützt seine einfache Einstellung<br />
Jeden Monat neu.<br />
Allroundtalente in M30-Bauform mit<br />
Digitaldisplay wie den MIC+; im zylindrischen<br />
M12-Gehäuse den Nano; oder im<br />
quaderförmigen Miniaturgehäuse den SKS.<br />
Chemiebeständig ausgeführt sind die Ultraschallsensoren<br />
CRM+ und HPS+ – in rostfreiem<br />
Edelstahl oder aus chemieresistentem<br />
Kunststoff PVDF und mit Teflonfolie<br />
beschichtetem Ultraschallwandler. Ist kein<br />
passender Sensor im Programm, werden<br />
zusammen mit dem Kunden maßgeschneiderte<br />
Sensorlösungen für dessen Anforderungen<br />
entwickelt.<br />
Besonders klein<br />
Mit einer M12-Gewindehülse und nur<br />
55 mm Gehäuselänge ist der kleine Nano<br />
prädestiniert, um Füllstände gerade in kleinen<br />
Behältern von transparenten Flüssigkeiten<br />
oder auch grobkörnigen Teilen zu<br />
messen. Der laut Anbieter weltweit Kleinste<br />
seiner Art bietet zwei Tastweiten: 250 mm<br />
und 350 mm, und ist mit Analog- oder<br />
Schaltausgang verfügbar. Die Varianten mit<br />
Analogausgang sind mit 0 bis 10 V Spannungsausgang<br />
oder 4 bis 20 mA Stromausgang<br />
ausgestattet. Die Analogsensoren<br />
haben eine Gehäuselänge von 60 mm.<br />
Im Nano wurde eine völlig neue Temperaturkompensation<br />
der Schallgeschwindigkeit<br />
realisiert, mit der der Sensor in kürzester<br />
Zeit seinen optimalen Arbeitspunkt findet.<br />
In den ersten 45 s nach Zuschalten der<br />
Betriebsspannung prüft der Sensor, ob er<br />
aus einem „Kaltstart“ beginnt, oder bereits<br />
„betriebswarm“ ist. Abhängig von diesem<br />
Prüfergebnis durchläuft die Temperaturkompensation<br />
unterschiedliche Kompensationskennlinien.<br />
Denn ganz gleich wo die<br />
Temperaturmessstelle am oder im Sensor<br />
angeordnet ist, so erfasst diese immer auch<br />
die Eigenerwärmung des Sensors. Und diese<br />
Eigenerwärmung muss als Offset von der<br />
gemessenen Temperatur abgezogen werden.<br />
Nur so lässt sich auf die tatsächliche<br />
erscheint<br />
monatlich<br />
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Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 57<br />
www.vfmz.com/newsletter
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
Lufttemperatur in der Messstrecke schließen.<br />
Andere Ultraschallsensoren benötigen<br />
bis zu 30 min, um den optimalen Arbeitspunkt<br />
zu erreichen – der Nano nur 45 s.<br />
Obendrein ist die intelligente Temperaturkompensation<br />
in der Lage, die am Einsatzort<br />
des Sensors gegebenen Einbaubedingungen<br />
zu lernen.<br />
Die Unempfindlichkeit und die kontaktfreie<br />
Detektion von so gut wie jedem nur<br />
vorstellbaren Material machen den Nano<br />
für Aufgabenstellungen mit beengten Einbauverhältnissen<br />
im Maschinenbau zum<br />
idealen Partner, gerade wenn die weitverbreiteten<br />
kapazitiven oder optischen Sensoren<br />
an ihre physikalischen Grenzen stoßen.<br />
Aufgrund der gleichen Bauform können<br />
die M12-Ultraschallsensoren jederzeit<br />
eingewechselt werden.<br />
Besonders schlank<br />
Die SKS-Ultraschallsensoren von Microsonic<br />
messen kontaktfrei von 20 bis 250 mm<br />
und sind mit Schaltausgang sowie neuerdings<br />
mit Analogausgang verfügbar. Die<br />
kleine quaderförmige Gehäusebauform ist<br />
kompatibel zu vielen optischen Sensoren<br />
und erleichtert so den Umstieg auf den<br />
leistungsstarken Ultraschallsensor bei kritischen<br />
Anwendungen.<br />
Dank der schlanken Schallkeule und<br />
einer hohen Auflösung können auch kleinere<br />
Gegenstände mit höchster Genauigkeit<br />
abgetastet und geringe Höhenunterschiede<br />
sicher erkannt werden. Ideale Einsatzgebiete<br />
sind die Abtastung von Mikrotiterplatten<br />
und Wafern in der<br />
Elektronikindustrie oder die Erkennung<br />
von hochtransparenten Folien an einer Verpackungsmaschine.<br />
Mithilfe seiner<br />
Soundpipe misst der SKS auch Füllstände<br />
in kleinsten Öffnungen – typisches<br />
Einsatzgebiet ist die Füllstandsmessung<br />
in den Wells von<br />
Mikrotiterplatten, wie sie in der medizinischen<br />
Analysetechnik eingesetzt<br />
werden. Die Soundpipe führt<br />
ein scharf gebündeltes Schallfeld<br />
bis direkt zur Messstelle und erlaubt<br />
Messungen in Bohrungen und Öffnungen<br />
mit einem Durchmesser<br />
von weniger als 5 mm. Es kann unmittelbar<br />
ab der Schallaustrittsöffnung<br />
gemessen werden.<br />
Besonders schlau<br />
Vielseitig einsetzbar sind die Ultraschallsensoren<br />
MIC+ in der<br />
M30-Gehäusebauform. Die fünf<br />
Tastweiten und vier verschiedenen<br />
Ausgangsstufen decken einen<br />
großen Messbereich von 30 mm bis<br />
8 m ab. Die interne Auflösung der<br />
Entfernungsmessung beträgt je<br />
nach Tastweite 0,025 beziehungsweise<br />
2,4 mm. Mit einer Betriebstemperatur<br />
von -25 bis 70 °C sind die<br />
Allroundtalente in der Industrie und Landwirtschaft<br />
einsetzbar.<br />
Das Digital-Display gibt Messwerte direkt<br />
aus und unterstützt die einfache Einstellung<br />
des Sensors: Schaltpunkte, Fenstergrenzen<br />
beim Fensterbetrieb oder steigende/fallende<br />
Analogkennlinie können mithilfe<br />
der Digitalanzeige numerisch voreingestellt<br />
werden ohne dass sich das<br />
abzutastende Objekt im Erfassungsbereich<br />
befinden muss. So ist es möglich, den<br />
Ultraschallsensoren im<br />
industriellen Einsatz<br />
n Positionierung von Wafern in der<br />
Halbleiterindustrie<br />
n Drahtbruchüberwachung<br />
n Abtastung von kleinen Flaschen in<br />
der Verpackungsindustrie<br />
n Anwesenheitskontrollen<br />
n Stauüberwachung in Abfüllanlagen<br />
bei Flaschen<br />
n Detektion von Verpackungen<br />
n Feuchtmittelüberwachung an<br />
Druckmaschinen<br />
n Zählen von kleinen Objekten auf<br />
dem Förderband<br />
n Bogenerkennung an papierverarbeitenden<br />
Maschinen<br />
n Erkennen von Glasscheiben<br />
n Fadenrisskontrolle in der Textilindustrie<br />
n Volumenstromsteuerung bei Schüttgütern<br />
n Positionierung eines Roboter-Greifarms<br />
n Durchmessererfassung an kleinen Coils<br />
Sensor außerhalb der eigentlichen Anwendung<br />
komplett einzustellen und anschließend<br />
am Einsatzort zu montieren. Optional<br />
kann mithilfe des LinkControl-Adapters<br />
LCA-2 der MIC+ mit dem PC verbunden<br />
und umfangreich parametrisiert sowie die<br />
Messwerte ausgelesen werden.<br />
Bild: Anlaufbild, max5128, www.fotolia.de<br />
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58 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong><br />
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SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Infrarot-Temperatursensor mit<br />
erhöhter Messgenauigkeit<br />
Um den Einfluss von Störstrahlung bei<br />
der berührungslosen Temperaturmessung<br />
an Oberflächen zu reduzieren hat<br />
Exergen Global seine IRt/c-Infrarot-<br />
Sensoren mit einem konischen<br />
Reflektor ausgestattet. Damit liefern die<br />
Sensoren sehr genaue Temperaturmesswerte.<br />
Der konische Reflektor<br />
kommt in der Halbleiter-, Druck oder<br />
Kunststoffindustrie zum Einsatz, wo<br />
starke Wärmestrahlung aus der<br />
Umgebung und Reflexionen genauere<br />
Messungen der Oberflächentemperatur<br />
stören können. Die meisten Infrarot-<br />
Messgeräte berücksichtigen die<br />
Änderungen des Emissionsgrades im<br />
laufenden Prozess nicht, was zu entsprechend<br />
hohen Messunsicherheiten führt.<br />
Der Exergen-Reflektor verhindert, dass der<br />
zur Messung der Oberflächentemperatur<br />
vorgesehene Bereich von Umgebungsstrahlung getroffen wird.<br />
Zusätzlich reflektiert der Konus die Strahlung der zu messenden<br />
Oberfläche auf den Detektor. Durch Abschirmung der Fremdeinstrahlung<br />
und Stabilisierung des Emissionsgrades reduziert der<br />
konische Reflektor die Messfehler etwa um den Faktor 10.<br />
Sensor + Test: Halle 12, Stand 469<br />
www.exergenglobal.com<br />
Hochgenaue Längen- und<br />
Geschwindigkeitssensoren<br />
Prozesse der Converting-Industrie<br />
werden<br />
zunehmend durch den<br />
Ersatz von Messrädern<br />
durch LSV-Längen- und<br />
-Geschwindigkeitssensoren<br />
optimiert. Dabei<br />
ist das Spektrum der<br />
Anwendungsfelder<br />
groß: Filme, Folien,<br />
Papier, Pappe, Vlies, Membrane, gewobene Bahnware, Fasern,<br />
Spulen oder Bänder. Welche Messgröße genutzt wird, hängt von<br />
der Anforderung der Anwendung ab: Die Geschwindigkeitsmessung<br />
wird häufig zur Synchronisation bei der Schnittsteuerung,<br />
Bedruckung, Laminierung, Markierung oder Beschriftung<br />
eingesetzt. Die Längenmesswerte werden für die Oberflächeninspektion<br />
oder für die Endlängenmessung an Wicklern und Rollenschneidern<br />
benötigt. Das Messverfahren arbeitet berührungslos<br />
und unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit. Die<br />
Sensoren beschädigen oder beeinflussen nicht die gemessenen<br />
Oberflächen. Bei Prozessen, in denen eichfähige Maschinen<br />
eingesetzt werden, kommt das LSV-MID zum Einsatz, das die<br />
hohe Messgenauigkeit der Sensoren mit einer komfortablen<br />
Zugriffsmöglichkeit auf die gespeicherten Daten über Ethernet<br />
vereint.<br />
Sensor + Test: Halle 11, Stand 420<br />
www.polytec.com/de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2015</strong> im 46. 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 />
Redaktion: Dipl.-Ing. (FH) Martina Bopp (bo),<br />
Tel.: 06131/992-201,<br />
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Redaktionsassistenz: Gisela Kettenbach,<br />
Tel.: 06131/992-236, E-Mail: g.kettenbach@vfmz.de,<br />
Eva Helmstetter, Monika Schäfer, Ulla Winter<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Grafik und Layout<br />
Mario Wüst, Doris Buchenau, Anette Fröder,<br />
Conny Grothe, Melanie Lerch, Sonja Schirmer<br />
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Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
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Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 59
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
Sensorik 4.0<br />
Sensoren in das Kommunikations-<br />
Netzwerk der Industrie 4.0 einbinden<br />
Benedikt Rauscher<br />
Welche Anforderungen stellt die<br />
Industrie 4.0 an die Sensorik? Wie<br />
können hier Sensoren kommunizieren?<br />
Wie können die Sensoren in<br />
die Kommunikations-Netzwerke<br />
eingebunden werden? Dies sind<br />
Fragen, denen sich Automatisierer<br />
und Maschinenbauer stellen<br />
müssen.<br />
An Industrie 4.0 kommt man momentan<br />
in der Automatisierung nicht vorbei –<br />
der 4. Industriellen Revolution, die von der<br />
Anwendung von IT-Netzwerk-Technologien<br />
in der Industrie ausgelöst wird. Mithilfe solcher<br />
Technologien werden neue und zusätzliche<br />
Kommunikationswege zwischen<br />
einzelnen Automatisierungs-Komponenten<br />
geschaffen, sodass der Datenfluss nicht<br />
mehr ausschließlich über die Steuerungsebene<br />
gehen muss. Zusammen mit Vernetzungen<br />
über Fabrikgrenzen hinweg sollen<br />
dadurch Produktivität, Flexibilität und Effizienz<br />
erheblich gesteigert werden. Klassische<br />
Sensoren können diese Anforderungen<br />
bezüglich ihrer Konnektivität nicht erfüllen.<br />
Es wird eine 'Sensorik 4.0' mit entsprechend<br />
leistungs fähigen Schnittstellen<br />
benötigt.<br />
Aus momentaner Sicht erscheinen die<br />
den Industrie 4.0-Szenarien zugrunde<br />
liegenden Cyber-Physischen-Produktions-<br />
Dipl.-Ing. Benedikt Rauscher, Geschäftsbereich<br />
Fabrikautomation, Pepperl+Fuchs GmbH,<br />
Mannheim<br />
Systeme noch als utopische Fantasien.<br />
Wenn man jedoch die einzelne Komponente<br />
mit ihren zusätzlichen Kommunikations-<br />
Möglichkeiten betrachtet, ist dies auch für<br />
Anwendungen im heutigen Umfeld schon<br />
interessant. Pepperl+Fuchs hat dazu die<br />
Studie Smart Bridge gestartet und in einer<br />
symbolischen gläsernen Maschine präsentiert.<br />
Damit wurde überzeugend gezeigt,<br />
wie Zusatz-Konnektivität genutzt werden<br />
kann, um Sensordaten transparent zu machen.<br />
Wegen des großen Interesses an der<br />
Studie wurde Smart Bridge inzwischen zum<br />
Verkaufs-Produkt weiterentwickelt.<br />
Bedienen und Anzeigen<br />
an Sensoren<br />
Moderne Sensoren bilden immer komplexere<br />
Funktionen ab und beinhalten dadurch<br />
nahezu zwangsläufig eine Vielzahl<br />
von Parametern oder Messwerten. Damit<br />
steigen die Anforderungen an Einrichtungen<br />
zur Unterstützung bei Inbetriebnahme<br />
und Diagnose. Geeignete Anzeige- und<br />
Bedienelemente sind dabei zumindest<br />
temporär wünschenswert.<br />
Auf der anderen Seite bestehen Forderungen<br />
nach Miniaturisierung und nicht zuletzt<br />
auch Kostendruck, was die Integration<br />
gerätegebundener Elemente erschwert. An<br />
den Sensoren selbst angebrachte LEDs,<br />
Displays, Schalter oder Taster müssen auf<br />
kleinstem Raum viele Informationen zum<br />
Anwender übertragen, was üblicherweise<br />
mit Mehrfachbelegungen, Blink- oder Farbcodes<br />
gelöst wird. Beschriftungen müssen<br />
oft entfallen oder können aus Platzmangel<br />
nur kryptisch ausgeführt werden.<br />
Übersichtlichkeit und Intuitivität leiden<br />
darunter, der Anwender ist auf eine mehr<br />
oder weniger ausführliche Anleitung in<br />
einer ihm verständlichen Sprache angewiesen.<br />
Oft sind Sensoren auch mehr oder weniger<br />
unzugänglich in Maschinen oder Anlagen<br />
verbaut, so dass gerätegebundene<br />
Anzeigen nutzlos sind.<br />
Smartphone + Co<br />
als Bedieneinheiten<br />
Smartphones und Tablet Computer aus<br />
dem Consumer-Bereich bringen gute Voraussetzungen<br />
für den Einsatz als mobile<br />
60 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Anzeige- und Bedieneinheiten mit. Zu vergleichsweise<br />
günstigen Preisen erhält man<br />
High-End-Geräte mit hochauflösenden<br />
Farb-Bildschirmen, einer Vielzahl von leistungsfähigen<br />
Drahtlos-Schnittstellen sowie<br />
integrierter Sensorik und anwenderfreundlichen<br />
Betriebssystemen.<br />
Das System Smart Bridge von<br />
Pepperl+Fuchs ermöglicht jetzt den Einsatz<br />
von handelsüblichen mobilen Endgeräten<br />
als Werkzeuge für industrielle Sensoren.<br />
Smart Bridge besteht aus einem Drahtlos-<br />
Adapter und einer App, welche auf den Mobilgeräten<br />
installiert wird. Der in IP67 ausgeführte<br />
Adapter wird mit in der Sensorik<br />
üblichen M12-Steckverbindern in die Sensor-Zuleitung<br />
eingeschleift und darüber<br />
auch mit Energie versorgt. Aus dem Sensor<br />
werden Daten und Parameter ausgelesen<br />
und den Mobilgeräten mittels Bluetooth<br />
drahtlos bereitgestellt. Zur eindeutigen<br />
Identifikation und Absicherung kann jedem<br />
Adapter ein Name sowie ein Passwort zugeordnet<br />
und auf diesem gespeichert werden.<br />
Weiterhin beinhaltet der Drahtlos-Adapter<br />
eine wechselbare Speicherkarte, auf der<br />
Parametersätze aber auch Daten von Langzeit-Aufzeichnungen<br />
abgelegt werden können.<br />
Die SmartBridge-App steht für Mobilgeräte<br />
von Apple oder solche mit Android-<br />
Betriebssystem zur Verfügung.<br />
Hersteller-Unabhängigkeit<br />
durch IO-Link<br />
Der Drahtlos-Adapter benutzt für den<br />
Datenaustausch mit dem Sensor das<br />
IO-Link-Protokoll. Dieses nutzt die bereits<br />
vorhandene 3,4 oder 5-adrige Verkabelung<br />
von Sensoren und Aktuatoren zur Übertragung<br />
von Parametern und Daten parallel zu<br />
Schaltsignalen. Die Kommunikation erfolgt<br />
ohne Rückwirkung auf den Sensor, d. h. es<br />
findet keine zeitliche oder funktionale<br />
Beeinflussung der Funktion statt.<br />
IO-Link wurde von einem Konsortium<br />
spezifiziert, dem alle namhaften<br />
Hersteller von Automatisierungs-<br />
Komponenten angehören. Wegen<br />
der vielfältigen Vorteile ist damit zu<br />
rechnen, dass in Zukunft alle parametrierbaren<br />
Sensoren und Aktuatoren<br />
auch mit IO-Link-Schnittstellen<br />
angeboten werden. Zu jedem IO-Link-<br />
Gerät stellt der Hersteller einen Dateisatz<br />
zur Verfügung, den sog. IO-Device-<br />
Descriptor (IODD). Diese Dateisatz enthält<br />
eine Beschreibung der ausgetauschten Daten<br />
sowie ein Bild des Sensors oder Aktuators.<br />
App für Consumer-Mobilgeräte<br />
Mit der Smart Bridge-App werden handelsübliche<br />
Mobilgeräte wie Smartphones oder<br />
Tablets zu komfortablen Werkzeugen für<br />
das Arbeiten mit industriellen Sensoren.<br />
Nach dem Starten zeigt die App auf einem<br />
„Connect“-View alle im Empfangsbereich<br />
des Mobilgerätes befindlichen Adapter mit<br />
Ein Adapter wird in die Sensor-Zuleitung eingeschleift und baut<br />
eine Bluetooth-Verbindung zu Mobilgeräten auf<br />
den festgelegten Namen sowie dem Typ des<br />
am Adapter angeschlossenen Sensors an.<br />
Einer davon kann zum Verbinden über<br />
Bluetooth ausgewählt werden.<br />
Während des Verbindungsaufbaus wird<br />
das im Adapter gespeicherte Passwort abgefragt,<br />
um unbefugte Verbindungen zu<br />
unterbinden.Nach erfolgreichem Verbindungsaufbau<br />
erscheint auf dem Mobilgerät<br />
eine für den Sensortyp spezifische Bildschirmseite.<br />
Der Aufbau dieser Seiten wird<br />
von den Beschreibungs-Datensätzen<br />
(IODDs) der Sensortypen bestimmt.<br />
Die App enthält eine Update-Funktion,<br />
über welche IODDs von bisher unbekannten<br />
Sensortypen beim ersten Verbinden mit<br />
diesem Typ aus dem Internet geladen<br />
Pepperl+Fuchs hat aus der seinerzeit in<br />
einer gläsernen Maschine vorgestellten<br />
Studie Smart Bridge ein Produkt entwickelt,<br />
mit dem handelsübliche Mobilgeräte wie<br />
Tablets und Smartphones als komfortable<br />
Bedien- und Anzeigeeinheiten für industrielle<br />
Sensoren verwendet werden können. Das<br />
System besteht aus einem Drahtlos-Adapter<br />
sowie einer App für die Mobilgeräte und<br />
kann für alle Sensoren mit IO-Link-<br />
Schnittstelle verwendet<br />
werden.<br />
werden. Es ist keine Internet-Verbindung<br />
mehr erforderlich, nachdem die IODDs für<br />
alle Sensortypen auf dem Mobilgerät vorhanden<br />
sind, mit denen gearbeitet werden soll.<br />
Breiter Anwendungsbereich<br />
Smart Bridge nutzt die für eine Industrie<br />
4.0 – Tauglichkeit erforderliche zusätzliche<br />
Konnektivität von Sensoren, um handelsübliche<br />
Mobilgeräte als komfortable Bedien-<br />
und Anzeigeeinheiten zu verwenden.<br />
Vielfältige Anwendungen drängen sich<br />
auf: Als temporäre Anzeige-Einheit, die nur<br />
im Bedarfsfall verwendet wird und auch<br />
nur dann Platz benötigt; als mächtiges und<br />
komfortables Analyse-Instrument für Fehlersuche<br />
und Diagnose; als Werkzeug für<br />
die Verwaltung von Sensor-Parametrierungen<br />
wie z. B. Archivierung von Auslieferungs-Zuständen;<br />
zum Langzeit-Logging<br />
von Sensordaten, um sporadisch auftretende<br />
Effekte zu erfassen; als Brücke zum Internet<br />
– da für die drahtlose Kommunikation<br />
zum Sensor Bluetooth benutzt wird,<br />
kann parallel über W-LAN oder GSM/<br />
UMTS/LTE eine Internet-Verbindung aufgebaut<br />
und dort verfügbare Dienste und<br />
Daten genutzt werden.<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
Inserentenverzeichnis Heft 5/<strong>2015</strong><br />
Bayer, Leverkusen......................................................................17<br />
Bosch, Lohr..................................................................................39<br />
BOT, Kulmbach...........................................................................25<br />
ELATECH, Brembilla (IT)...........................................................15<br />
GANTER, Furtwangen..............................................................13<br />
COG Gehrckens, Pinneberg....................................................23<br />
Hänchen, Ostfildern.................................................................41<br />
Haseke, Porta Westfalica........................................................55<br />
Helios, Neuenrade....................................................................30<br />
Igus, Köln......................................................................................22<br />
KELLER, Winterthur ( CH ) ..................................................4.US<br />
Kipp, Sulz-Holzhausen............................................................29<br />
KTR, Rheine.................................................................................37<br />
Maier, Heidenheim...................................................................44<br />
MEGATRON, Putzbrunn..........................................................58<br />
Messe Düsseldorf, Düsseldorf................................................ 5<br />
MICRO-EPSILON MESSTECHNIK, Ortenburg...................... 3<br />
Murtfeldt, Dortmund..............................................................27<br />
Novotechnik, Ostfildern.........................................................51<br />
Orbit, Wolfenbüttel..................................................................32<br />
PILZ, Ostfildern......................................................................2.US<br />
Pöppelmann, Lohne.................................................................33<br />
R+W, Klingenberg....................................................................... 7<br />
Reliance, Huddersfield............................................................45<br />
Rotor Clip, Somerset, New Jersey (USA)............................21<br />
SANTOX, Löffingen...................................................................35<br />
Schaeffler, Herzogenaurach .................................................11<br />
Schallenkammer, Kürnach.....................................................31<br />
SCHLÖSSER, Mengen...............................................................47<br />
Schmersal, Wuppertal.............................................................25<br />
Siemens, Nürnberg...................................................................19<br />
Spindel- und Lagerungstechnik, Fraureuth.....................14<br />
Turck, Mülheim..........................................................................53<br />
TWK, Düsseldorf.......................................................................58<br />
WEISS, Illertissen.......................................................................31<br />
Zimmer Group, Ettlingen.......................................................43<br />
Teilbeilage:<br />
WEKA, Kissing<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 61
Der Blick in die Welle<br />
Magnetostriktive Echtzeitdrehmomentmessung<br />
erschließt Vorteile<br />
Lutz May<br />
Die Leistungsmerkmale mechanisch angetriebener Geräte, wie Pumpen,<br />
elektrische Werkzeuge, Windkraftwerke und Elektrofahrräder, werden<br />
deutlich verbessert, wenn für die Steuerung eine Echtzeitdrehmomentmessung<br />
zur Verfügung steht. Die Motorleistung steht zur Verfügung<br />
wenn man sie wirklich benötigt, ohne dass eine Überlast entsteht, die<br />
Qualität des Arbeitsprozesses wird spürbar verbessert. Aber wie das<br />
Drehmoment messen? Und wo den Sensor platzieren?<br />
E<br />
in deutsches Forschungs- und Entwicklungsteam<br />
hat ein Drehmoment-Sensorsystem<br />
entwickelt, das durch einfaches<br />
Heranhalten des Sensors an die zu messende<br />
Stelle mit großer Genauigkeit Drehmoment<br />
und Biegekräfte misst. Die Handhabung<br />
ist so einfach wie die eines Thermometers.<br />
Ein einfach anzuwendender, verlässlicher<br />
und kostengünstiger Weg, in<br />
Echtzeit das Drehmoment zu messen. Die<br />
mobile Lösung der Firma Torque and More,<br />
das Sensor-Kit, kann im Produktentwicklungsprozess<br />
eingesetzt werden, um die optimalen<br />
Einstellungen dieser Messmethode<br />
zu ermitteln. Auf Basis der Ergebnisse kann<br />
der Anwender dann beim Hersteller einen<br />
applikationsspezifischen Sensor bestellen.<br />
Lutz May, Torque And More GmbH, Starnberg<br />
Veränderungen der physikalischen<br />
Eigenschaften als Basis<br />
Mechanische Kräfte die auf ein Objekt einwirken,<br />
wie z. B. auf eine Getriebewelle,<br />
ändern die physikalischen Eigenschaften<br />
des Objekts. Zum Beispiel wird das Objekt<br />
optisch erkennbar verdreht wenn man<br />
größere Drehmomente anlegt und möglicherweise<br />
tritt sogar der Zustand der plastischen<br />
Verformung ein. Andere physikalische<br />
Effekte, wenn Drehmoment angelegt<br />
wird, sind für die menschliche Wahrnehmung<br />
nicht sofort erkennbar, aber finden<br />
dennoch innerhalb des mechanisch belasteten<br />
Testobjekts statt.<br />
Betrachten wir beispielsweise einmal das<br />
Erdmagnetfeld, welches uns fast überall<br />
umgibt. Ferromagnetische Objekte ziehen<br />
das Erdmagnetfeld an und leiten es in irgendeiner<br />
Form durch das Objekt hindurch.<br />
Wieviel von dem magnetischen Feld<br />
durch das Objekt hindurch geleitet wird,<br />
und welchen Pfad es innerhalb des Objekts<br />
nehmen wird, ist zu einem großen Teil<br />
durch die angelegten mechanischen Kräfte<br />
die an dem Testobjekt auftreten beeinflusst,<br />
wie z. B. Drehmoment, Biege- und axiale<br />
Lastkraft.<br />
Das gilt nicht nur für das Erdmagnetfeld,<br />
sondern für jedes andere auch. Das Forschungsteam<br />
hat ein spezielles Magnetfeldsignal<br />
entwickelt, welches das Testobjekt,<br />
sprich die Welle, durchdringt und damit die<br />
physikalischen Eigenschaftsänderungen<br />
des Objekts messen kann. Durch analysieren<br />
dieser zurückkommenden Signale<br />
kann eine genaue Aussage gemacht, welche<br />
mechanischen Kräfte auf das Testobjekt in<br />
Echtzeit einwirken.<br />
Funktion des Sensorelements<br />
Das eigentliche Sensorelement, das Teil des<br />
Gesamtsensors ist, ist nicht viel größer als<br />
ein kleiner Legobaustein und muss nur an<br />
die Stelle gehalten werden, von der Drehmomentmessungen<br />
gemacht werden<br />
sollen. Dabei muss das Sensorelement das<br />
Testobjekt nicht berühren, und kann sogar<br />
einige Millimeter entfernt davon angebracht<br />
werden, um somit von einer stehenden<br />
oder sich schnell drehenden Welle<br />
Messungen machen zu können. Das<br />
Sensor element sendet ein sehr spezifisches<br />
magnetisches Signal aus, das die Oberfläche<br />
des Testobjekts durchdringt. Das zurückkommende<br />
Signal beinhaltet alle Informationen,<br />
die benötigt werden, um ein analoges<br />
Ausgangssignal zu erzeugen, das sich<br />
62 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
proportional zur gemessenen Kraft, z. B.<br />
dem Drehmoment, verhält.<br />
Es gibt mindestens fünf verschiedene<br />
Wege, wie ein ferromagnetisches Objekt,<br />
z. B. eine Welle, ein in der Umgebung befindliches<br />
Magnetfeld manipuliert und beeinflusst.<br />
Jeder dieser verschiedenen Effekte<br />
kann dazu verwendet werden, mechanische<br />
Kräfte an dem Testobjekt zu messen.<br />
Welcher dieser Effekte die beste und zuverlässigste<br />
Drehmomentmessung ermöglicht,<br />
hat das Engineeringteam in den vergangenen<br />
Jahren erforscht und analysiert. Ein<br />
sich wechselndes Magnetfeld mit einer bestimmten<br />
Frequenz im hörbaren Bereich<br />
und sehr geringer Intensität wird innerhalb<br />
des Sensorelements erzeugt und abgestrahlt.<br />
Das zurückkommende und vorverarbeitete<br />
magnetische Signal wird dann mit<br />
dem Signal verglichen, welches man zuvor<br />
bei „null“ Drehmoment gemessen hat.<br />
Vergleiche mit anderen<br />
Messmethoden<br />
In der Vergangenheit mussten zur Drehmomentmessung<br />
Dehnungsmesstreifen oder<br />
SAW(Service Akustik Wave)-Elemente dauerhaft<br />
auf dem Testobjekt befestigt werden.<br />
Andere Drehmoment-Messmethoden erfordern<br />
die permanente Magnetisierung<br />
des Testobjekts, bevor der eigentliche Drehmomentsensor-Baustein<br />
angebracht werden<br />
kann. Auch das Messen der tatsächlichen<br />
Verformung des Testobjekts mit<br />
Es gibt keinerlei Anforderungen an das Messobjekt, außer<br />
dass es aus ferromagnetischem Material sein muss<br />
einem Differential-Winkelmessgerät an<br />
zwei verschiedenen Stellen der Welle ist<br />
eine häufig verwendete Option. Die meisten,<br />
wenn nicht sogar alle, der in der Vergangenheit<br />
verwendeten Drehmoment-<br />
Messmethoden erfordern, dass eine permanente<br />
Veränderung am Testobjekt durchgeführt<br />
wird. In vielen Applikationen ist das<br />
ein Grund weshalb ein Drehmomentsensor<br />
bisher nicht anwendbar war. Es führte zu<br />
hohen Kosten, hoher Komplexität und erforderte<br />
zeitraubende Logistik.<br />
Dazu kommt noch die begrenzte Tauglichkeit<br />
der bekannten Drehmoment-Messmethoden<br />
in Applikationen mit rauer Umweltbedingung.<br />
Staub, Schmutz, Luftfeuchtigkeit,<br />
hohe Temperaturen und mechanische Vibration<br />
sind für viele Technologien nur schwer<br />
oder gar nicht akzeptabel, um unter diesen Bedingungen<br />
Drehmoment messen zu können.<br />
Wenn zur Messung von Drehmoment ein<br />
magnetisches Messprinzip verwendet wird,<br />
dann kann die Sensorlösung so designt werden,<br />
dass diese für raue Umweltbedingungen<br />
tauglich ist. Sie kann Faktoren wie Wasser, Öl,<br />
Staub, Vibration, Luftspaltänderung usw.<br />
widerstehen. Außerdem hat das hier vorgestellte<br />
magnetische Messverfahren den Vorteil,<br />
dass es keinen Schaden nimmt, wenn die<br />
Kräfte am Testobjekt beliebig groß werden.<br />
Design und Anwendung<br />
Diese neue berührungslose Drehmoment-<br />
Sensor-Technologie hat den Namen Active<br />
2 oder einfach A2 bekommen und ist in<br />
weniger als einer Minute am Messobjekt<br />
einsatzbereit. Es gibt keinerlei Anforderungen<br />
an das Messobjekt außer, dass es aus<br />
ferromagnetischem Material sein muss. Es<br />
besteht keine Notwendigkeit die Welle zu<br />
verändern noch muss die Welle durch ein<br />
spezielles Fertigungsverfahren laufen.<br />
Der A2-Sensor besteht aus dem Sensormodul,<br />
ein relativ kleines Bauteil, dass in<br />
unmittelbarer Nähe zur Messstelle gebracht<br />
wird, und der Sensorelektronik. Im Sensormodul<br />
selbst werden nur passive Bauelemente<br />
verwendet – überwiegend Induktoren<br />
– weshalb dieses Bauteil für raue Umweltbedingungen<br />
so geeignet ist. Es sind<br />
z. B. Betriebstemperaturen von > 210 °C<br />
möglich.<br />
Der A2-Drehmomentsensor ist immer<br />
wieder verwendbar in den verschiedensten<br />
Applikationen und an beliebigen Wellengrößen.<br />
Das Sensormodul ist so einfach zu<br />
handhaben wie ein Thermometer: Nahe an<br />
die Messstelle halten und sofort mit den<br />
Messungen beginnen.<br />
Der Anwender kann entscheiden, ob er<br />
das Sensor-Modul vom A2-Sensor-Kit permanent,<br />
sprich dauerhaft, in seiner Applikation<br />
verbauen möchte, oder ob er das<br />
Sensor-Kit nur dazu benötigt, bei der Produktentwicklung<br />
die optimalen Einstellungen<br />
der Messmethode zu ermitteln. Mit den<br />
ermittelten Sensoreinstellungen kann der<br />
Anwender dann einen applikationsspezifischen<br />
und bauform-optimierten A2-Sensor<br />
bestellen. Dieser ist dann weitaus kostengünstiger,<br />
kann aber nicht mehr in den Einstellungen<br />
verstellt werden.<br />
Bild: Aufmacher, EpicStockMedia, www.fotolia.de<br />
www.tam-sensors.com<br />
01 Das Sensorsystem besteht aus<br />
der Sensor-Elektronik und dem<br />
Sensor-Modul, das nicht viel größer ist,<br />
als ein Legobaustein<br />
02 Mit den mit Hilfe des Sensor-Kits<br />
ermittelten Sensoreinstellungen kann der<br />
Anwender dann einen applikationsspezifischen<br />
Sensor bestellen<br />
03 Drehmoment-Messkurve von einem<br />
Active-2-Sensor gemessen an einer Welle mit<br />
10 mm Durchmesser<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 63
SENSORTECHNIK I SPECIAL<br />
Anspruch und Wirklichkeit vereinen<br />
Sicherheitslichtgitter entwickelt im Dialog mit dem Kunden<br />
Stefan Klose<br />
Fragt man einen Konstrukteur wie<br />
die industrielle Sicherheitstechnik<br />
von heute aussehen sollte, so ist für<br />
ihn deren Sicherheit eine Selbstverständlichkeit.<br />
Der Maschinenkonstrukteur<br />
hat darüber hinaus aber<br />
Ansprüche wie besonders robust,<br />
kompakt, entwickelt für spezifische<br />
Anwendungen und integrierter<br />
Intelligenz. Um diesen und weiteren<br />
Punkten gerecht zu werden, muss<br />
der Hersteller indus-trieller Sicherheitstechnik<br />
und Komponenten<br />
neue Wege beschreiten.<br />
Stefan Klose, Panasonic Electric Works Europe<br />
AG, Holzkirchen<br />
Nachdem weltweit den Konstrukteuren<br />
und Entwicklern in den letzten 5 Jahren<br />
Fragen über zukünftige Sicherheitskomponenten<br />
gestellt wurden, kamen auch auf<br />
den Hersteller neue Herausforderungen zu.<br />
Wie müssen heutige und zukünftige Produkte<br />
der Sicherheitstechnik beschaffen<br />
sein, dass sie den Anforderungen der Maschinenbauer<br />
gerecht werden. Sie müssen<br />
kompakt sein, integrierte Funktionen wie<br />
Muting, Blanking haben, sie müssen einfach<br />
zu verknüpfen sein und für spezifische<br />
Anwendungen wie z. B. Schweiß- oder<br />
Lackieranwendungen anwendbar sein.<br />
Darüber hinaus spielen Robustheit, Wartungsfreundlichkeit,<br />
sicherer Betrieb plus<br />
Produktivität, Bauhöhe bzw. Schutzfeldhöhe,<br />
hohe Schutzart (IP67) und im Fall von<br />
Lichtgittern auch die Unterdrückung von<br />
Lichtinterferenzen eine wichtige Rolle.<br />
Man kann sich leicht vorstellen, dass<br />
manche Anforderungen durchaus widersprüchlich<br />
sind. Dennoch wurden bei der<br />
Panasonic Electric Works Produktideen<br />
entwickelt, welche sich zum heutigen Tag in<br />
einem Portfolio von nur drei Produktserien<br />
wiederfinden. Punkte wie Wartungsfreundlichkeit,<br />
hohe Produktivität wie auch die<br />
Implementierung von Funktionen wie<br />
Muting und Ausblendung sind jedoch in<br />
nahezu allen Sicherheitslichtgittern realisierbar.<br />
Sprich mit einem Lichtgitter hat der<br />
Kunde die Möglichkeit vom einfachen Absichern<br />
von Maschinen bis zur Zuführungen<br />
mit Hilfe der Funktionen Muting oder<br />
Blanking kostengünstig zu lösen, ohne die<br />
Produktivität einzuschränken.<br />
Schweißanwendungen mit<br />
Schweißrobotern<br />
Die drei entstanden Produktlinien haben<br />
neben oben genannten Funktionen wie<br />
Muting und Blanking weitere, sehr einsatzspezifische<br />
Eigenschaften implementiert.<br />
So wurden mit dem Model SF4B Modelle<br />
entwickelt, welche vor allem bei Schweiß-<br />
Sicherheitstechnik muss<br />
anwendungsspezifische<br />
Anforderungen erfüllen können<br />
Anwendungen ihren Einsatz finden. Ein robustes<br />
aber dennoch kompaktes Aluminiumgehäuse<br />
wurde zwecks Vermeidung des<br />
Einbrennens von Schweißpartikeln eloxiert,<br />
statt wie üblich lackiert. Um die Frontscheiben<br />
abzusichern, gibt es kostengünstige<br />
64 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
SPECIAL I SENSORTECHNIK<br />
Schutzabdeckungen, welche bei Beschädigung<br />
leicht auszutauschen sind.<br />
Typischerweise entstehen bei Schweißanwendungen<br />
auch Lichtbogen, die in<br />
einem breiten Spektrum abstrahlen. Dieses<br />
für ein Lichtgitter fremde Licht würde einen<br />
herkömmlichen Sensor beeinflussen und<br />
wohlmöglich den Maschinenstillstand erzwingen.<br />
Nicht so bei den SF4B. Hier vermeidet<br />
man mit der Funktion ELCA (extranous<br />
light check and avoid) ein Übersprechen<br />
durch Fremdlicht, indem Lichtpaar<br />
für Lichtpaar zweimal gescannt werden.<br />
Trifft das Fremdlicht nur kurz auf den Empfänger,<br />
und ist dies beim zweiten Scan nicht<br />
mehr der Fall, so wird kein Maschinenstopp<br />
ausgelöst.<br />
Eine weitere Eigenschaft der ELCA-Funktion<br />
ist die Vermeidung gegenseitiger Beeinflussung<br />
beim Gebrauch mehrerer<br />
Lichtgitter. Hier werden im Falle einer nahenden<br />
Beeinflussung die Scans zeitlich<br />
verschoben. Somit entsteht keine Gefahr<br />
eines grundlosen Maschinenstopps. Die<br />
oben genannten Funktionen wurden in Zusammenarbeit<br />
mit einen der weltgrößten<br />
Automobilhersteller und der Panasonic<br />
eigenen Sparte „Schweißroboter“ entwickelt.<br />
Schweißroboter, Sicherheitslichtgitter<br />
und Steuerungen werden entsprechend im<br />
Paket empfohlen.<br />
Zellenaufbau in der<br />
Elektronikfertigung<br />
Der Zellenaufbau in der Elektronikfertigung<br />
erlaubt es, im Wartungsfall einzelne<br />
Maschinenteile (Module) komplett auszutauschen<br />
oder bei Produktionswechseln<br />
einzelne Module nach Bedarf anzupassen.<br />
Dies ist nur möglich, wenn jedes Modul für<br />
sich als Insel aufgebaut ist, die dann im Gesamtverbund<br />
eine Anlage ergeben. Zur Absicherung<br />
dieser Module benötigt man<br />
demnach zwei berührungslos wirkende<br />
Schutzeinrichtungen für das Be- und Entladen<br />
der zu den Prozessen zugeführten Güter<br />
sowie einen Not-Ausschalter, der es dem<br />
Bediener erlaubt, die Maschine im Fehlerfall<br />
von außen per Hand abzuschalten. Im<br />
Dialog mit weltweit führenden Herstellern<br />
aus der Elektronikindustrie entstand das<br />
Lichtgitter der Serie SF4C.<br />
Um die Kosten sowohl bei der Installation<br />
wie auch im Betrieb- und Wartungsfall<br />
niedrig zu halten, wurden in den Sicherheitslichtgittern<br />
der Serie SF4B NO-Eingänge<br />
implementiert, die als Eingänge für den<br />
Not-Ausschalter und dem zweiten Sicherheitslichtgitter<br />
Verwendung finden. Mit<br />
dem Verknüpfen aller sicherheitsrelevanten<br />
Bauteile werden aus den normalerweise<br />
vier OSSDs plus dem Ausgang des Not-Ausschalters<br />
nur noch zwei OSSDs für das<br />
gesamte Modul.<br />
Zum Be- und Entladen findet die Funktion<br />
des Muting Verwendung. Hier werden beim<br />
Be- und Entladen jeweils zwei herkömmliche<br />
Einstrahl-Lichtschranken verwendet,<br />
die bei einem Überschreiten des zu produzierenden<br />
Produktes das Lichtgitter deaktivieren.<br />
Beim Überschreiten von zwei weiteren<br />
Sensoren wird das Lichtgitter wieder<br />
aktiviert. Das Gleiche geschieht beim Verlassen<br />
des Objektes - wobei durch Einstellen<br />
von zeitlichen Abläufen ein Mutingsensor<br />
am Ende der Maschine nicht mehr notwendig<br />
ist.<br />
Um ein Modul so kompakt wie möglich<br />
zu bauen, waren die Anforderungen an<br />
Sicherheitslichtgitter, was Ansprechzeit,<br />
Größe und Montierbarkeit betrifft, sehr<br />
hoch. Aus diesem Grund ist das erste Lichtgitter<br />
entwickelt worden, das in einem<br />
Kunststoffgehäuse verbaut ist – mit kleinsten<br />
Einbaugrößen in Bezug auf Tiefe. Die<br />
Ansprechzeit wurde bis auf 7 ms reduziert.<br />
In Verbindung mit der Blindzonenfreiheit<br />
kann so eine Montage der Lichtgitter mit<br />
kleinsten Abständen zu den abzusichernden<br />
Prozessen realisiert werden.<br />
Kompakte Lasermarkiersysteme<br />
Bei Anwendungen, die komplexe Produktionsprozesse<br />
auf kleinstem Raum realisieren<br />
müssen, sind die Anforderungen ähnlich<br />
der Zellenfertigung. Das bedeutet, die<br />
Sicherheitstechnik sollte so wenig Platz wie<br />
nötig benötigen und nahezu unsichtbar<br />
ihren Dienst verrichten. Dies geschieht z. B.<br />
beim Einsatz von Panasonic Lasermarkiersystemen<br />
bei denen Panasonic Roboter für<br />
die Zuführung der zu markierenden Objekte<br />
in die Laserschutzgehäuse zuständig sind.<br />
Hier sind Größe und Ansprechzeit der<br />
Sicherheitslichtgitter von entscheidender<br />
Bedeutung. Auch Funktionen wie Muting<br />
oder Blanking werden zur Bestückung und<br />
Entladung der Prozesseinheiten benötigt.<br />
Mit den Lichtgittern der SF4BC Serie<br />
kann mit Hilfe von kurzen Ansprechzeiten<br />
ein sehr naher Aufbau zu den für Menschen<br />
gefährlichen Zonen, also im Bewegungsfeld<br />
des Roboters, aufgebaut werden.<br />
Die äußerst kompakte Bauweise (Kunststoffgehäuse<br />
plus innenliegendem Metall),<br />
die auch bei 1600 mm Baugröße noch<br />
stabil bleibt, ist eine kostengünstige Alternative<br />
zu den herkömmlichen SF4B im<br />
Metallgehäuse.<br />
www.panasonic-electric-works.com<br />
Auf den<br />
Punkt gebracht<br />
Panasonic hat im Dialog mit den Anwendern<br />
ein breites Spektrum an industrieller Sicherheitstechnik<br />
aufgebaut. Die hier beschriebenen Sensoren<br />
sind nur ein kleiner Ausschnitt von Kategorie 4 Sicherheitslichtgittern,<br />
die im Finger-, Hand- und Armschutz<br />
erhältlich sind. Da es aber gilt, dem Kunden eine Gesamtlösung<br />
in Sachen Automatisierung anzubieten, wurde die<br />
industrielle Sicherheitstechnik um die Bereiche Sicherheitslichtgitter,<br />
Sicherheitsschalter, Sicherheitssteuerungen<br />
und Antriebe Schritt für Schritt erweitert. Eine der<br />
Aufgaben dabei ist es, diese industrielle Sicherheitstechnik<br />
sowohl für den Konstrukteur wie auch<br />
für den Anwender so einfach wie möglich zu<br />
gestalten und in den Prozess der<br />
Automatisierung einfließen<br />
zu lassen.<br />
Sicherheitslichtgitter sichern den Aktionsbereich des Roboters ab<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 65
MIT EXPERTEN IM DIALOG I SERIE<br />
RFID und Industrie 4.0<br />
RFID, der Radio Frequency Identification, wurde einst ein flächendeckender Einsatz im<br />
Einzelhandel vorausgesagt, der dann an den Kosten scheiterte. In der Industrie hält die<br />
Technologie seit Jahren verstärkt Einzug. Zunehmende Individualisierung der Produkte<br />
und Flexibilisierung der Produktion verlangen nach intelligentem Informationsfluss<br />
– Stichwort Industrie 4.0. Oliver Pütz-Gerbig, Produktmanager Identifikation bei Balluff,<br />
stand der Redaktion zu diesem spannenden Thema Rede und Antwort.<br />
Welche Rolle spielt RFID im Rahmen von Industrie 4.0?<br />
Industrie 4.0 betrifft im Kern zwei wesentliche Anforderungen an<br />
heutige und zukünftige industrielle Produktionskonzepte: Individualisierung<br />
von Produkten, um noch stärker auf kundenspezifische<br />
Forderungen bis hin zur Losgröße 1 eingehen zu können,<br />
und Flexibilität, um schneller auf technologische Veränderungen<br />
und Marktbedürfnisse reagieren zu können. Um diesen Anforderungen<br />
gerecht zu werden, müssen sowohl Produktionsprozesse<br />
als auch die Logistik im Unternehmen in Echtzeit aufeinander<br />
abgestimmt werden. Das heißt, dass jederzeit alle relevanten<br />
Daten zu Produktionsprozessen, zu Transport und Materialfluss<br />
und dem Produkt selbst vollständig transparent und rückverfolgbar<br />
sein müssen.<br />
RFID-Systeme liefern dieseBasisinformationen dadurch, dass<br />
Behälter, Werkstückträger und Werkzeuge mit sog. RFID-Tags<br />
ausgestattet, kontaktlos mit Daten zu den betreffenden Prozessen<br />
beschrieben und bei Bedarf ausgelesen werden. Mehr noch: Auch<br />
die Produkte selbst tragen Datenträger mit prozessrelevanten<br />
Informationen und sind zunehmend in der Lage, einzelne Produktionsschritte<br />
individuell selbst zu steuern.<br />
Damit erfüllen leistungsfähige AutoID-Systeme wie RFID nicht<br />
nur reine Identifikationsaufgaben, sondern liefern die hardwaremäßige<br />
Grundlage für die Vernetzung der Produkte untereinander<br />
und den Abgleich der physischen Objektebene mit der<br />
Datenebene der IT-Systeme.<br />
Die Datendichte wird zwangsläufig weiter steigen. Bereitet das<br />
der RFID-Technik Probleme – Stichwort Interferenzen?<br />
Hier muss unterschieden werden zwischen den im industriellen<br />
Umfeld schon sehr lange etablierten und bewährten HF-Systemen,<br />
die sich bei typischen Produktionsprozessen mit geringen Leseabständen<br />
völlig problemlos einsetzen lassen, und den wegen<br />
ihrer grundlegend anderen physikalischen Eigenschaften anspruchsvolleren<br />
UHF-Systemen. Letztere bieten typischerweise<br />
sehr hohe Lesereichweiten von mehreren Metern und die Möglichkeit<br />
der Pulkerfassung, also viele Datenträger gleichzeitig zu<br />
erfassen, was für logistische Applikationen häufig ideal ist. In den<br />
letzten Jahren wurden umfangreiche Erfahrungen beim Einsatz<br />
dieser UHF-Systeme gemacht und gleichzeitig wurde die Technologie<br />
hardware- als auch softwareseitig immer weiterentwickelt,<br />
sodass die typischen Schwierigkeiten beim Einsatz dieser Systeme<br />
inzwischen gut beherrschbar sind. Voraussetzung dafür sind aber<br />
auch eine detaillierte Prozessanalyse und professionelle Systemintegration.<br />
Relevanz und Umfang dieser Projektphasen werden<br />
leider allzu häufig unterschätzt.<br />
Kann RFID die Ansprüche der Smart Factory heute schon erfüllen?<br />
RFID-Systeme haben inzwischen weltweit eine extrem hohe Verbreitung<br />
erreicht. Standardisierungsaktivitäten sorgen dafür, dass<br />
der Einsatz auch global immer einfacher wird. Ein wichtiger<br />
Schritt für eine einfachere Integration von RFID-Systemen in<br />
moderne Automatisierungskonzepte ist die Entwicklung eines<br />
Schnittstellenstandards auf Basis des industriellen Kommunikationsprotokolls<br />
OPC-UA. Bei diesem Thema arbeiten derzeit Unternehmen<br />
der AutoID-Branche innerhalb ihres Verbands AIM-D<br />
mit der OPC-Foundation eng zusammen.<br />
Darüber hinaus werden RFID-Systeme zukünftig auch über sensorische<br />
Eigenschaften verfügen: RFID-Tags mit integrierter Sensorfunktionalität<br />
schaffen Smart Objects. Ortungstechnologien<br />
(RTLS) vermitteln Standortinformationen in Echtzeit.<br />
RFID liefert heute bereits die technische Grundlage für optimierte<br />
Prozessautomatisierung, und damit für hohe Fertigungseffizienz<br />
und maximale Datentransparenz in industrieller Produktion und<br />
Logistik.<br />
Wie wird Industrie 4.0 die RFID-Technik verändern?<br />
Die Diskussionen über Industrie 4.0 und die Erwartungshaltung<br />
produzierender Unternehmen haben dazu geführt, dass einerseits<br />
zunehmend über den Einsatz moderner RFID-Systeme nachgedacht<br />
wird und zum anderen Entwicklungsaktivitäten zur Realisierung<br />
weiterer „smarter“ Eigenschaften intensiviert wurden.<br />
RFID-Systeme werden damit in den nächsten Jahren noch vielfältiger<br />
und leistungsfähiger werden.<br />
www.balluff.de<br />
Oliver Pütz-Gerbig, Produktmanager Identifikation bei Balluff in<br />
Neuhausen a. d. F. und Redakteurin Martina Bopp<br />
66 Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong>
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 6/<strong>2015</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 12. 06. <strong>2015</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 27. 05. <strong>2015</strong><br />
01<br />
02<br />
04<br />
03<br />
01 Zuverlässige Sicherheitskupplungen für hohe Drehmomente<br />
Bei Schwerlastanwendungen wie Brechern und Stahlwalzwerken herrschen<br />
raue Betriebs- und Umgebungsbedingungen. Nur robuste und solide<br />
dimensionierte Sicherheitskupplungen halten diesen Belastungen Stand.<br />
Bild: Mayr Antriebstechnik, Mauerstetten<br />
02 Effiziente und flexible Kunststofflösungen<br />
Werkstoff-, Verarbeitungs- bzw. Prozess- und auch Bauteil-Know-how<br />
müssen vorhanden sein, wenn die konstruktiven und wirtschaftlichen<br />
Vorteile von Kunststoffen voll ausgeschöpft werden sollen.<br />
Bild: Pöppelmann, Lohne<br />
03 3D-Simulation in der Robotik<br />
Eine frühzeitige Physik-Simulation verschafft dem Maschinenbau mehr<br />
interdisziplinäre Initiative im Entwicklungsprozess. Wie Simulationssoftware<br />
die Maschinenentwicklung effizienter gestaltet, zeigen die<br />
Erfahrungen eines Komplettanbieters in der Industrieautomation.<br />
Bild: Machineering, München<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 />
Facebook.com/DerKonstrukteur<br />
twitter.com/derkonstrukteu<br />
plus.google.com/+DerkonstrukteurDe/posts<br />
04 Sicherheitstechnik für die Robotik<br />
Bislang galt in der automatisierten Produktion die Regel:<br />
Die Arbeitsbereiche von Mensch und Roboter sind streng getrennt.<br />
Diese Regel wird zunehmend außer Kraft gesetzt.<br />
Bild: Schmersal, Wuppertal<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
Der Konstrukteur 5/<strong>2015</strong> 67
Ingenious Contribution to the Advancement of Mankind<br />
Digitale Manometer von KELLER erlauben die Integration kundenspezifischer Funktionen sowie die individuelle Gestaltung der Frontfolie.<br />
www.keller-druck.com A different perspective.