antriebstechnik 4/2017
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antriebstechnik 4/2017
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19174<br />
4<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
April <strong>2017</strong><br />
Wälz- und Gleitlager<br />
So lassen sich Prozesse mit sensorisierten<br />
Lagern steuern und überwachen<br />
Elektromotoren<br />
Piezoaktoren als Antriebe in<br />
Autofokus-Systemen<br />
Getriebe und Getriebemotoren<br />
Wie man in Sekunden zum<br />
passenden Getriebe kommt<br />
Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
Die spannensten Themen<br />
schon vorab lesen
SpeedCore<br />
CARBIDELINE<br />
ChamferCut<br />
DIE BESTEN FÜR IHRE ZAHNRÄDER<br />
Bei der Zahnradproduktion zählen hohe Schnittgeschwindigkeiten, präzise<br />
Geometrien und extreme Belastbarkeit. Dafür stehen unsere Wälzfräser und<br />
Verzahnsysteme seit 100 Jahren.<br />
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EDITORIAL<br />
Rot + Blau = Lila?<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
die Technologien für eine erfolgreiche Digitalisierung in der<br />
industriellen Produktion sind bereits vielfach ausgereift. Jetzt gilt es,<br />
dass auch die Entscheider aus der Industrie erkennen, welche direkten<br />
und langfristigen Vorteile sie aus der Digitalisierung für ihr Unternehmen<br />
ziehen können. Neue Märkte erobern ist angesagt. Und hier wird die<br />
Hannover Messe auch in diesem Jahr wieder ansetzen: Industrie 4.0,<br />
Digitaler Zwilling, Machine Learning oder Predictive Maintenance –<br />
diese Themen stehen im Mittelpunkt gleich beider Leitmessen<br />
Industrial Automation (IA) und Motion, Drive & Automation (MDA).<br />
Die Grenzen zwischen Maschinenbau und IT verschwinden also<br />
zusehends – damit letztlich auch zwischen Automatisierung, Antriebsund<br />
Fluidtechnik.<br />
In diesem Jahr haben Sie noch einmal die Gelegenheit, die alle zwei<br />
Jahre stattfindende Leitmesse MDA zu besuchen, denn die IA mit<br />
ihrem roten Logo und die MDA mit blauem Logo treten ab 2018<br />
gemeinsam unter dem neuen Namen „Integrated Automation,<br />
Motion & Drives“ (IAMD) an. Künftig wird die IAMD dann das<br />
gesamte Spektrum der industriellen Automation, Antriebs- und<br />
Fluidtechnik auf der Hannover Messe abbilden. Aber wird aus Rot<br />
und Blau dann wirklich Lila? Nein, das Logo wird rot! Ob bei der<br />
Wahl der größere Anteil der Automatisierung eine Rolle spielte oder<br />
einfach die Farbe Lila nicht gefiel, ist nebensächlich.<br />
Die Beweggründe für die Fusion sind jedenfalls klar:<br />
„Mit der Fusion folgen wir konsequent der Logik<br />
eines Marktes, der immer mehr branchen- und<br />
systemübergreifende Lösungen sowie vernetzte<br />
Produkte anbietet und nachfragt“, berichtete uns<br />
Dr. Jochen Köckler, Mitglied des Vorstands der<br />
Deutschen Messe AG. Ob das neue Konzept<br />
aufgeht, die Besucher den alljährlichen<br />
Rhythmus akzeptieren oder die Antriebstechnik-Hersteller<br />
nun in jedem Jahr in<br />
Hannover aufschlagen werden, wird<br />
sich erst 2018 zeigen.<br />
Welche spannenden Themen im April<br />
zu sehen sein werden, können Sie<br />
bereits in dieser Ausgabe entdecken.<br />
Reinblättern lohnt sich also!<br />
Dirk Schaar<br />
d.schaar@vfmz.de
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
April <strong>2017</strong><br />
Bild: RK Rose+Krieger GmbH, Minden; Diers International GmbH, Schlangenbad<br />
INHALT<br />
38<br />
52<br />
104<br />
Eine Revolution: Getriebeölprogramm auf<br />
Calciumsulfonat-Basis für eine optimale<br />
Schmierung und hohen Korrosionsschutz<br />
The Show must go on: Automatisierungskonzept<br />
ermöglicht schnellere Szenenwechsel<br />
im polnischen Theaterhaus<br />
Felgen schneller prüfen: Präzision und<br />
Sicherheit im Felgenprüfstand dank<br />
integriertem Antriebskonzept<br />
EDITORIAL<br />
3 Rot + Blau = Lila?<br />
FVA-AKTUELL<br />
6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
MAGAZIN<br />
7 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen<br />
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
20 TITEL So lassen sich Prozesse mit sensorisierten Lagern<br />
steuern und überwachen<br />
24 Die richtige technische Spezifikation von Wälzlagern – ein<br />
Expertentipp<br />
26 Bestimmung und Berechnung der Gehäusefestigkeit für<br />
montierte Lagereinheiten<br />
29 Produkt-Highlights<br />
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
32 Wie man in Sekunden zum passenden Getriebe kommt<br />
34 Welche Auswirkungen hat das auf die Zukunft der<br />
Verzahnungstechnik?<br />
38 Spezialist entwickelt Getriebeölprogramm auf<br />
Calciumsulfonat-Basis<br />
39 Produkt-Highlights<br />
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
52 Automatisierungskonzept ermöglicht schnellere<br />
Szenenwechsel im polnischen Theaterhaus<br />
55 Produkt-Highlights<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
62 Hybridsteckverbinder – die kompakteste Verbindung<br />
zwischen Leiterplatte und Motor<br />
66 Mechanische Laufwerkdichtungen für den Schutz<br />
hochpräziser Baugruppen<br />
68 Schrumpfscheiben in Rührwerks- und Mischerantrieben<br />
halten korrosiven Einflüssen stand<br />
70 Gabelköpfe sorgen Dank großer Variantenvielfalt für ein<br />
breites Einsatzspektrum<br />
69 Produkt-Highlights<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
116 Kompensation des Umkehrspiels bei<br />
Zahnstange-Ritzel-Antrieben<br />
118 Positionsabhängige Regelung von Werkzeugmaschinen<br />
RUBRIKEN<br />
31 Inserentenverzeichnis<br />
54 Impressum<br />
122 Vorschau auf Heft 5/<strong>2017</strong><br />
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19174<br />
4<br />
Wälz- und Gleitlager<br />
So lassen sich Prozesse mit sensorisierten<br />
Lagern steuern und überwachen<br />
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special<br />
Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
ELEKTROMOTOREN<br />
58 Piezoaktoren als Antriebe in echtzeitfähigen<br />
Autofokus-Systemen<br />
61 Produkt-Highlights<br />
Elektromotoren<br />
Piezoaktoren als Antriebe in<br />
Autofokus-Systemen<br />
Getriebe und Getriebemotoren<br />
Wie man in Sekunden zum<br />
passenden Getriebe kommt<br />
Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
Die spannensten Themen<br />
schon vorab lesen<br />
ANT_AG_<strong>2017</strong>_04_001 1 04.04.<strong>2017</strong> 08:27:29<br />
TITELBILD<br />
Schaeffler Technologies<br />
AG & Co. KG,<br />
Schweinfurt<br />
Elektrische Hubsäulen haben sich inzwischen zur<br />
Höhenverstellung in der Medizintechnik und verwandten<br />
Bereichen etabliert. Ihr Vorteil: Sie verfahren leise und<br />
präzise. Ein entscheidendes Element in diesen Geräten zur<br />
mechanischen Vermessung des Körpers ist eine dreistufige,<br />
elektrisch höhenverstellbare Hubsäule.<br />
ANT_AG_<strong>2017</strong>_04_073 73 04.04.<strong>2017</strong> 08:25:35<br />
INNENTITELBILD<br />
RK Rose+Krieger GmbH,<br />
Minden<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
INHALT<br />
SPECIAL HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
74 Mit Industrie 4.0 neue Werte schaffen<br />
76 Elektrisch verstellbare Hubsäulen sorgen für genaue<br />
Justierung der Optik in biomechanischen Messsystemen<br />
78 Intelligentes Transportsystem macht individuelle<br />
Massenfertigung möglich<br />
82 Wie lange dauert es, einen Standardzylinder zu fertigen?<br />
84 Sicherheitskupplung als Überlastschutz für schwer<br />
zugängliche Antriebe<br />
86 Spritzgusswerkzeuge aus dem 3D-Drucker eröffnen neue<br />
Möglichkeiten im Werkzeugbau<br />
88 In Linearmodulen erweisen sich Kleinstoßdämpfer als<br />
energieeffiziente Bausteine<br />
90 Hypoidgetriebe sorgen bei Konstrukteuren für Flexibilität<br />
92 Servokonfektionen sorgen für elektromagnetische<br />
Abschirmung mit konstanter Qualität<br />
96 Online-Tool liefert Anwendern Gesamtlösungen für<br />
industrielle Aufgabenstellungen<br />
100 IoT-System zeigt Antriebstechnik Optimierungspotenziale auf<br />
104 Integriertes Antriebskonzept sorgt im Felgenprüfstand<br />
für Präzision<br />
106 Hohlwellenantriebe für den Einsatz im Maschinenbau<br />
108 Optimale Werkstoffauswahl bei Elastomerdichtungen<br />
81 Produkt-Highlights<br />
25 . B26<br />
Hochelastische<br />
Drehschwingungen dämpfen,<br />
vielfältig kühlen.<br />
Für den Einsatz in Dieselgeneratoren im kleinen<br />
und großen Leistungsbereich.<br />
Hochelastische<br />
Flanschkupplung<br />
BoWex-ELASTIC ® HE<br />
Mehrkreiskühlsystem<br />
MMC<br />
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FVA AKTUELL<br />
Dynamische Kupplungssteifigkeit<br />
Die mechanischen Eigenschaften von Elastomerkupplungen<br />
sind in großem Maße von Parametern wie Temperatur, Belastungsfrequenz<br />
und Belastung abhängig. Die üblichen Herstellerangaben<br />
gelten bislang nur bei Belastungen unter<br />
Nenndrehmoment, sowie Belastungsfrequenzen unter 10 Hz.<br />
In vielen Feldanwendungen werden diese Geltungsgrenzen<br />
aber deutlich überschritten. Ziel des Forschungsvorhabens<br />
ist es daher, durch neudefinierte Kennwerte das Kupplungsverhalten<br />
für hochdynamische Laständerungen umfassend<br />
zu beschreiben.<br />
Basis der Arbeiten sind Versuche an realen Kupplungen auf<br />
servohydraulischen Drehzylindern. Auf diesen Prüfanlagen<br />
wurden Kennfeldversuche an marktüblichen mittel- und<br />
hochelastischen Kupplungen bis zu Prüffrequenzen von<br />
ca. 80 Hz durchgeführt. Da der mögliche Energieeintrag bei<br />
hohen Anregungsfrequenzen an servohydraulischen Anlagen<br />
begrenzt ist, wurde ein Fallturm entwickelt, der stoßartige<br />
Belastungen mit einem wesentlich<br />
Forschungsvorhaben höheren Energieeintrag ermöglicht.<br />
FVA 685 I<br />
Durch Normierung der Steifigkeit auf<br />
IGF-Nr. 17144 N<br />
eine Referenzfrequenz konnte gezeigt<br />
werden, dass der relative Einfluss der<br />
Anregungsfrequenz auf die dynamische Steifigkeit bei allen<br />
untersuchten Kupplungen weitgehend unabhängig vom eingestellten<br />
Betriebspunkt und der daraus resultierenden variierenden<br />
absoluten dynamischen Steifigkeit ist. Scheibenkupplungen<br />
zeigen dabei ein linear-progressives Wachstum der<br />
Steifigkeit mit der Anregungsfrequenz, während Klauen- und<br />
Bolzenkupplungen eine degressiv-lineare Charakteristik aufweisen.<br />
Einflüsse von Baugröße, Werkstoff und Shore-Härte<br />
wirken sich dabei auf die Stärke der Versteifung aus, nicht<br />
jedoch auf die grundsätzliche Form der Steifigkeitsverläufe.<br />
Aus den Ergebnissen der durchgeführten Versuche wird ein<br />
Modell abgeleitet, dessen Parametrierung das Bilden von<br />
Kennwerten erlaubt. Auf diesem Wege ist es möglich, das<br />
Verhalten von Elastomerkupplungen bei hohen Frequenzen<br />
anhand von Katalogdaten zu beschreiben, die im Allgemeinen<br />
bei niedrigen Frequenzen ermittelt werden.<br />
Das IGF-Vorhaben 17144 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms<br />
zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)<br />
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund<br />
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.<br />
Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA),<br />
Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632<br />
Stirnseitige Befestigung von Freiläufen<br />
Klemmkörper- und Klemmrollenfreiläufe werden als selbststätig<br />
richtungsabhängig schaltende Kupplungen eingesetzt.<br />
Für die Verbindung zwischen dem Freilaufaußenring (kurz:<br />
AR) und der kundenspezifischen Anschlusskonstruktion<br />
(Flansch; kurz: FL) existieren mehrere gebräuchliche Möglichkeiten.<br />
Zur stirnseitigen Befestigung von Freiläufen werden in<br />
der Regel stirnseitige Mehrschraubenverbindungen<br />
verwendet. Für die<br />
Schraubenverbindung ergeben sich<br />
durch die besondere Belastungssituation<br />
im Freilauf spezifische Lasten, die<br />
Forschungsvorhaben<br />
FVA 704 I<br />
IGF-Nr. 17481 N<br />
die kraftschlüssige Übertragbarkeit reduzieren bzw. im Betrieb<br />
sogar gänzlich aufheben können. Die Mechanismen, die hinter<br />
dieser Reduktion stehen und inwiefern diese durch die<br />
konstruktive Gestaltung der Anschlusskonstruktion eventuell<br />
abgeschwächt werden kann, waren jedoch unbekannt.<br />
Im Zuge dieses Forschungsvorhabens wurden die zur frühzeitigen<br />
Aufhebung des Reibschlusses in der stirnseitigen Befestigung<br />
führenden Mechanismen unter Berücksichtigung der<br />
freilaufspezifischen Belastungssituation (hohe Normalkräfte<br />
an den Klemmstellen) untersucht und ein Modell zur Abschätzung<br />
der kraftschlüssigen Übertragungsfähigkeit der<br />
Freilaufverbindung in Abhängigkeit der Anschlusskonstruktion<br />
aufgestellt. Das erstellte Modell beruht auf analytischen<br />
Überlegungen und wurde mit Hilfe von FE-Simulationen verfeinert.<br />
Abschließend wurde das Berechnungsmodell durch<br />
statische und dynamische Versuche validiert. Bei den durchgeführten<br />
dynamischen Versuchen zeigte sich Mikroschlupf in<br />
der Verbindung, der jedoch nach einigen Lastwechseln nachließ.<br />
Dies wird als ein Hinweis auf ein erfolgtes „Trainieren“<br />
der Oberflächen gesehen.<br />
Mit dem erstellten analytischen Modell lässt sich erstmals der<br />
Einfluss der freilaufspezifischen Belastungssituation auf die<br />
kraftschlüssige Übertragungsfähigkeit der stirnseitigen Verschraubung<br />
von Freiläufen beschreiben. Damit wird zukünftig<br />
eine bessere Berechnung der Übertragungsfähigkeit und somit<br />
ein sicherer Betrieb stirnseitig befestigter Freiläufe ermöglicht.<br />
Das IGF-Vorhaben 17481 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms<br />
zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)<br />
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund<br />
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.<br />
Autor: Sebastian Hofmann, Institut für Maschinenwesen, IMW,<br />
Technische Universität Clausthal<br />
Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA),<br />
Peter Exner, Tel.: 069/6603-1610<br />
Forschungsvereinigung<br />
Antriebstechnik e. V.<br />
Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt<br />
Tel.: 069 / 6603-1515<br />
E-Mail: info@fva-net.de<br />
Internet: www.fva-net.de<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
MAGAZIN<br />
Hannover Messe:<br />
Industrial Automation und MDA fusionieren<br />
Industrie 4.0 lässt Branchengrenzen<br />
verschwinden. Innovationszyklen<br />
werden kürzer. Darauf<br />
müssen nicht nur Industrieunternehmen<br />
reagieren. Auch<br />
die Hannover Messe passt sich<br />
den neuen Realitäten an. Auf<br />
der Weltleitmesse der Industrie<br />
waren Unternehmen aus dem<br />
Bereich der Antriebs- und Fluidtechnik<br />
bislang alle zwei Jahre<br />
präsent. „Die Anforderungen<br />
des Marktes haben sich jedoch<br />
geändert“, sagt Dr. Jochen Köckler,<br />
Mitglied des Vorstands der Deutschen Messe AG. „Im Zeitalter der Digitalisierung<br />
kommen Produkte immer schneller zur Marktreife. Dementsprechend wollen die Unternehmen<br />
ihre Innovationen regelmäßiger zeigen. Ein einjähriger Messe-Rhythmus<br />
für die Aussteller der Antriebs- und Fluidtechnik ist darauf die passende Antwort.“ Die<br />
Hannover Messe fusioniert deshalb ihre jährliche Leitmesse Industrial Automation<br />
(IA) und die zweijährliche Motion, Drive & Automation (MDA). Die IA und die MDA<br />
treten ab 2018 gemeinsam unter dem neuen Namen „Integrated Automation, Motion<br />
& Drives“ (IAMD) [http://www.hannovermesse.de/de/iamd] an. Künftig wird die<br />
IAMD dann das gesamte Spektrum der industriellen Automation, Antriebs- und Fluidtechnik<br />
auf der Veranstaltung abbilden. Die Fusion war dabei eine Initiative und ausdrücklicher<br />
Wunsch führender Aussteller und Verbände. „Antriebs- und Fluidtechnik<br />
liefert Schlüsselkomponenten für die Performance der Maschinen“, sagt Christian H.<br />
Kienzle, Vorsitzender im Vorstand des Fachverbands Fluidtechnik im VDMA und<br />
Geschäftsführer bei Argo-Hytos. „Mit der Digitalisierung sind diese Produkte nun<br />
auch entscheidende Datenquellen. Zwei Jahre sind eine neue Ewigkeit in Zeiten der<br />
Digitalisierung – wir müssen und können unseren Kunden in der Welt schneller bessere<br />
Lösungen für morgen zeigen.“<br />
www.hannovermesse.de<br />
ABB übernimmt B&R<br />
ABB hat die Übernahme von B&R angekündigt. Das 1979 von Erwin Bernecker und<br />
Josef Rainer gegründete Unternehmen mit Sitz in Eggelsberg, Österreich, ist im alleinigen<br />
Besitz der beiden Gründer. B&R erwirtschaftet einen Jahresumsatz von mehr als<br />
600 Mio. US-Dollar (2015/16). Mit der Kombination entsteht nun eines der weltweit<br />
umfassendsten Angebote in der Industrieautomation: Die Transaktion bringt Produkte,<br />
Lösungen und Software für Maschinen- und Fabrikautomation von B&R mit ABBs<br />
Angebot in der Robotik, Prozessautomation, Digitalisierung und Elektrifizierung<br />
zusammen. „B&R ist eine Perle in der Welt der Maschinen- und Fabrikautomation.<br />
Diese Transaktion ist ein wahrer Meilenstein für ABB, da B&R die historische Lücke in<br />
ABBs Automationsangebot schließt. Künftig werden wir das einzige Unternehmen<br />
sein, das seinen Industrieautomationskunden das gesamte Spektrum an Technologieund<br />
Softwarelösungen rund um<br />
Mess- und Steuerungssysteme, Antriebe,<br />
Robotik, Digitalisierung sowie<br />
Elektrifizierung anbietet“, sagte Ulrich<br />
Spiesshofer, CEO von ABB. „Diese<br />
Kombination ist eine fantastische<br />
Chance für B&R, unsere Kunden und<br />
Mitarbeiter. Wir sind überzeugt, dass<br />
ABB für uns die beste Plattform bietet,<br />
um das nächste Kapitel unserer<br />
Wachstumsgeschichte zu schreiben“,<br />
sagte Josef Rainer, einer der beiden<br />
Miteigentümer von B&R.<br />
www.abb.de; www.br-automation.com<br />
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MAGAZIN<br />
Veranstaltungs-Tipps<br />
ein Service von <strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
Thema Termin Ort Veranstalter/Anmeldung<br />
Kongress/<br />
Tagung<br />
Seminar<br />
Workshop<br />
Messe<br />
Sonstiges<br />
Seminar Condition Monitoring an Getrieben und Wälzlagern 09.–10.05.<strong>2017</strong> Berlin GfM<br />
n<br />
Lastenhefte schreiben und gestalten 16.05.<strong>2017</strong> München HDT<br />
n<br />
Expertenwissen O-Ringe 17.–18.05.<strong>2017</strong> Hamburg<br />
C. Otto Gehrckens GmbH<br />
& Co. KG<br />
n<br />
29. Aachener Werkzeugmaschinenkolloquium AWK <strong>2017</strong> 18.–19.05.<strong>2017</strong> Aachen WZL / IPT<br />
n<br />
Safety Integrity Level (SIL) 17.–18.05.<strong>2017</strong> München HDT<br />
n<br />
FVA-Grundlagenseminar – Frequenzumrichter 23.–24.05.<strong>2017</strong><br />
Garching/<br />
München<br />
FVA<br />
n<br />
FVA-Grundlagenseminar – Grundlagen Kegelräder und deren<br />
Berechnung in der FVA-Workbench<br />
23.–24.05.<strong>2017</strong><br />
Garching/<br />
München<br />
FVA<br />
n<br />
FVA-Grundlagenseminar – Der qualifizierte Innovationsmanager 30.–31.05.<strong>2017</strong><br />
Garching/<br />
München<br />
FVA<br />
n<br />
Ob Kongress, Tagung, Seminar oder Messe – was sonst noch los ist in der Welt der Antriebstechnik, finden Sie in unserem<br />
Terminkalender auf www.<strong>antriebstechnik</strong>.de – Hier finden Sie auch die Direktkontakte zu unseren Veranstaltungs-Tipps.<br />
Hoher Besuch bei Astro Motoren<br />
Im Rahmen einer Rundreise durch den Wahlkreis besuchte Niedersachsens<br />
Ministerpräsident Stephan Weil kürzlich auch das mittelständische<br />
Unternehmen Astro Motoren in Geestland, Landkreis<br />
Cuxhaven. Bei einer exklusiven Führung durch den Betrieb gemeinsam<br />
mit Geschäftsführer Thomas Graudenz zeigte sich der Politiker<br />
beeindruckt von den vielfältigen Einsatzgebieten der Motoren. Begleitet<br />
wurde der Besuch vom Bürgermeister der Stadt Geestland,<br />
Thorsten Krüger, dem SPD-Landtagskandidaten Jan Tiedemann und<br />
dem Landtagsabgeordneten Uwe Santjer. Am Ende des Rundgangs<br />
freute sich der Minister über einen kleinen Elektromotor, überreicht<br />
durch Geschäftsführer Graudenz, der die Aushändigung mit den Worten<br />
„Damit der Polit-Motor nicht ins Stocken gerät“ kommentierte.<br />
Die im Jahr 1983 gegründete Astro Motorengesellschaft mbH produziert<br />
Elektromotoren im kleinen<br />
Leistungsbereich (bis 200 W) und<br />
zeichnet sich als weltweit anerkannter<br />
Antriebsspezialist aus. Seit<br />
mehr als 25 Jahren ist das Unternehmen<br />
ein Partner für viele Unternehmen<br />
im In- und Ausland.<br />
www.astro-motoren.de<br />
Balluff eröffnet Erweiterungsbau<br />
in Chengdu<br />
Der Automations-Spezialist Balluff investiert weiter in seine internationale<br />
Marktpräsenz. Zehn Jahre nach Abschluss des ersten Bauabschnitts<br />
wurde jetzt das Werk im chinesischen Chengdu für<br />
2,1 Mio. EUR um rd. 50 % erweitert. Nach rund neun Monaten Bauzeit<br />
sind 2 000 m 2 Produktionsfläche auf zwei Stockwerken und eine 400 m 2<br />
große Multifunktionsfläche der sichtbare Ausdruck der wachsenden<br />
Bedeutung des asiatischen Marktes für den schwäbischen Mittelständler.<br />
Er will am Standort hochmoderne teilautomatisierte Produktionslinien<br />
aufbauen und die Entwicklungskompetenz deutlich ausbauen.<br />
„Auf Dauer gesehen ist China der weltweit größte Markt für Produktionsautomatisierung<br />
mit einem Bedarf, der aus unserer Sicht noch<br />
lange stetig steigen wird. In einem solchen Markt müssen und wollen<br />
wir mit unserer Philosophie der buchstäblichen Kundennähe<br />
präsent sein. Davon profitiert übrigens nicht nur Chengdu. Wir wissen<br />
aus Erfahrung, dass eine positive Entwicklung in einem großen<br />
Markt irgendwo auf der Welt auch für Wachstum an den anderen<br />
Standorten unseres Produktionsverbundes sorgt“, betonte Michael<br />
Unger, Sprecher der Balluff-Geschäftsführung.<br />
www.balluff.de<br />
SAFEMASTER S<br />
bis<br />
690 V<br />
Antriebe sensorlos absichern<br />
Mit dem neuen Drehzahl- und Frequenzwächter UH 6937 der SAFEMASTER S<br />
Serie überwachen Sie frequenzgesteuerte Antriebe sensorlos und sicher.Abhängig von der<br />
Betriebsart der Maschine kann einer der maximal vier vorkonfigurierten Parametersätze<br />
ausgewählt werden. Der Frequenzwächter schafft neue Möglichkeiten für Konstruktion,<br />
Planung und Nachrüstung in der Maschinensicherheit,z.B.inder Holzbearbeitung oder bei<br />
Werkzeugmaschinen.<br />
Vorteile<br />
Für Sicherheitsanwendungen bis Kat. 4/PLebzw.SIL 3<br />
Sensorlos und leicht nachrüstbar<br />
Überbrückungsmöglichkeit der Frequenzüberwachung (Muting)<br />
Bis zu 4aktivierbareParametersätze für unterschiedliche Betriebsarten<br />
Über-, Unterdrehzahl oder Fensterüberwachung<br />
Halle 11, Stand C40<br />
Sie suchen eine sichere<br />
Drehzahlüberwachung mit<br />
Sensoren?<br />
UH 6932<br />
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MAGAZIN<br />
Investition in die Zukunft: Wittenstein erwirbt Baramundi Software<br />
Wittenstein hat 100 % der Aktien von Baramundi Software übernommen. Der Mechatronikkonzern<br />
holt sich damit strategisch wichtige Kompetenzen für den weiteren Weg der digitalen<br />
Transformation in die Unternehmensgruppe. „Der Erwerb wird sich auf unsere technologische<br />
Weiterentwicklung, insbesondere auf den Ausbau der Netzwerkfähigkeit unserer Produkte und<br />
Lösungen auf dem Gebiet der Antriebs- und Messtechnik positiv auswirken“, so Dr. Dirk Haft,<br />
Vorstand von Wittenstein. „Der Dreiklang aus Industrie-4.0-fähigen Produkten, einer sicheren<br />
und intelligenten Kommunikation zwischen installierten Produkten und Betreibern sowie der<br />
Fähigkeit, aus verfügbaren Daten relevante Informationen und Wissen zu generieren, wird die<br />
Basis zur Schaffung von Mehrwert und neuen Geschäftsmodellen sein.“ Baramundi Software<br />
wird auch als Teil der Wittenstein Gruppe die Eigenständigkeit seiner Geschäftstätigkeit beibehalten.<br />
„Wir sind überzeugt, dass sich für beide Seiten wertvolle Synergien ergeben und wir<br />
den richtigen Partner an unserer Seite haben, um neue Geschäftsfelder im Bereich Internet of<br />
Things und Industrie 4.0 zu erschließen“, so Uwe Beikirch, Vorstand von Baramundi Software.<br />
www.wittenstein.de<br />
Geschäftsführerwechsel<br />
bei Ebm-<br />
Papst St. Georgen<br />
Dirk Schallock (Bild links) hat<br />
Ebm-Papst St. Georgen auf<br />
eigenen Wunsch zum 28. Februar<br />
<strong>2017</strong> verlassen. Schallock<br />
verantwortete das zur Mulfinger<br />
Ebm-Papst Gruppe zäh-<br />
NEU<br />
JHS-3i Gehäuselager<br />
3i = 3 wichtige Verbesserungen<br />
lende Tochterunternehmen<br />
seit dem Jahr 2009. Unter seiner<br />
Führung entwickelte sich<br />
Ebm-Papst St. Georgen mit<br />
Werken in Herbolzheim und<br />
Lauf zum technologisch führenden<br />
Hersteller von Ventilatoren-<br />
und Antriebsystemen,<br />
u. a. für die Automobilindustrie<br />
und den Maschinenbau.<br />
Zum 1. März <strong>2017</strong> wurde Raymond<br />
Engelbrecht in die Geschäftsführung<br />
von Ebm-<br />
Papst St. Georgen, die zukünftig<br />
als Doppelspitze besetzt<br />
werden soll, berufen. Engelbrecht<br />
ist seit vier Jahren als<br />
Geschäftsbereichsleiter für<br />
die Produktionen des<br />
Schwarzwälder Tochterunternehmens<br />
verantwortlich. Seit<br />
2016 ist der Diplom-Volkswirt<br />
außerdem stellvertretender<br />
Geschäftsführer und CFO.<br />
1 Optimiertes Design<br />
Keine Vibration<br />
30% stabiler<br />
7% leichter<br />
2 Neues Dichtungs- design<br />
Verlängerte Lager lebensdauer<br />
(Faktor 2)<br />
Optimiert für verbesserte<br />
Fettformulierung<br />
3 Verbesserte Lithiumfett<br />
Formulierung<br />
Für höhere Belastung und<br />
ausgezeichnete<br />
mechanische Stabilität<br />
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Hannes Leichtfried ist neuer Senior Sales Director<br />
bei Danfoss Drives Deutschland<br />
Seit 1. Januar <strong>2017</strong> hat Hannes Leichtfried die Position als Senior<br />
Sales Director von Danfoss Drives für Deutschland eingenommen.<br />
Damit übernimmt er die Umsatz- und Personalverantwortung<br />
für Sales, Marketing und Aftermarketing Services der deutschen<br />
Tochtergesellschaft von Danfoss. Hannes Leichtfried<br />
gehört seit 1994 der Danfoss-Organisation an. Zuletzt war er<br />
Sales Director Maschinenbau bei Danfoss Drives für Zentraleuropa.<br />
Davor war er Verkaufsleiter Food & Beverage CER, wo er<br />
umfangreiche Kenntnisse der Anwendungen der Nahrungs- und<br />
Getränkeindustrie erwarb.<br />
www.danfoss.de/drives<br />
Neue Faulhaber-Niederlassung in Österreich<br />
Am 2. Mai beginnt Faulhaber Austria in<br />
Wien ihre Geschäftstätigkeit. Das neu gegründete<br />
Unternehmen übernimmt den<br />
Vertrieb und Service von Produkten der<br />
Faulhaber Drive Systems in Österreich<br />
von der Erla-Antriebssysteme Vertriebs-<br />
GmbH, die dort bisher als Distributor<br />
tätig war. „Österreich ist für uns ein wichtiger<br />
Markt, in dem wir unsere Präsenz<br />
stärken wollen“, sagt Marcus Remmel,<br />
Gesamtvertriebsleiter von Faulhaber<br />
Drive Systems und Geschäftsführer von Faulhaber Austria. „Unter anderem in den<br />
Bereichen Medizin- und Automatisierungstechnik sind hier viele hochinteressante<br />
Unternehmen ansässig, die schon heute unsere Kunden sind oder die wir als solche<br />
gewinnen wollen.“ Neben dem österreichischen soll auch der slowenische Markt<br />
bedient werden. Mit der Tochtergesellschaft sollen Kunden vom Know-how und den<br />
Dienstleistungen des Unternehmens profitieren. „Insbesondere bei der Auswahl des<br />
optimalen Motors für einen bestimmten Einsatz und der kundenspezifischen<br />
Entwicklung von Kleinantrieben kann der direkte Kontakt große Vorteile bieten.“<br />
www.faulhaber.com<br />
Gute Jahresbilanz von Findling Wälzlager<br />
Auf ganze 98 Jahre Unternehmensgeschichte kann Findling Wälzlager inzwischen<br />
zurückblicken. Damals wie heute gestaltet das Unternehmen aus Karlsruhe die Entwicklung<br />
der Wälzlagerbranche aktiv mit – was sich auch wirtschaftlich positiv auswirkt:<br />
Im Jahr 2016 konnte Findling Wälzlager<br />
sogar einen Rekordzuwachs verbuchen.<br />
Im vergangenen Jahr konnte<br />
Findling bei den verkauften Wälzlagern<br />
erneut einen Rekordzuwachs von 13 % auf<br />
über 12,3 Mio. Stück verbuchen. Seit der<br />
Übernahme der Geschäftsführung durch<br />
Klaus Findling im Jahre 2001 hat sich das<br />
Volumen damit mehr als verdreifacht. „So<br />
eine Entwicklung lässt sich nicht auf konventionellem<br />
Weg erreichen, sie setzt ein<br />
gutes Gespür für die Bedürfnisse des<br />
Marktes voraus“, weiß Klaus Findling. „Wichtig sind außerdem innovative Ansätze –<br />
sowohl auf das Produktsortiment bezogen als auch bei unseren Dienstleistungen.“ Ein<br />
Beispiel für Letzteres sind die herstellerunabhängigen Wälzlagerschulungen, die im<br />
Jahr 2016 erneut stark nachgefragt wurden.<br />
www.findling.com<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong><br />
Rotor-Clip.indd 1 16.11.2016 11:09:25
MAGAZIN<br />
11. IFK – Call for Papers<br />
Das 11. Internationale Fluidtechnische Kolloquium (IFK) findet vom 19. bis 21. März 2018 in Aachen statt. Die Tagung steht dieses Mal<br />
unter dem Motto „Fluid Power Networks“. Als eine der weltweit größten Fachtagungen der Fluidtechnik bietet das IFK Anwendern,<br />
Herstellern und Wissenschaftlern ein ideales Forum für den internationalen Austausch auf dem Gebiet der hydraulischen und pneumatischen<br />
Antriebs-, Steuerungs- und Regelungstechnik. Das anwendungs- und technologieorientierte Themenspektrum umfasst die<br />
Bereiche Systeme, Komponenten, Simulation und Validation, Digitalisierung und Kommunikation, Energie- und Leistungsmanagement,<br />
Tribologie und Druckmedien, Pneumatik, mobile und stationäre Anwendungen sowie neue Applikationen.<br />
Die Tagungsthemen dienen der Anregung und Ideenfindung. Unkonventionelle Beiträge sind ausdrücklich erwünscht! Interessenten,<br />
die sich mit einem Referat beteiligen möchten, werden gebeten, bis zum 15. Mai <strong>2017</strong> eine englische Kurzfassung des Beitrags über die<br />
Beitragseinreichung auf der IFK-Hompage (www.ifk2018.com) hochzuladen.<br />
Notwendig sind Angaben wie vorläufiger Titel des Beitrags, wenn möglich mit Zuordnung zu einem Tagungsthema, Name, Anschrift,<br />
E-Mail-Adresse, Telefon- und Telefaxnummer sowie Arbeitgeber des bzw. der Referenten. Die Kurzfassung muss deutlich die technische<br />
Innovation aufzeigen und darf 800 Wörter nicht überschreiten. Die Beiträge müssen in englischer Sprache verfasst werden. Die<br />
Dauer eines Vortrages beträgt 15 Minuten. Die Konferenzsprache des IFK ist Englisch. Die Folien zum Vortrag müssen in englischer<br />
Sprache verfasst werden.<br />
Das IFK bietet allen Autoren die Möglichkeit, den eingereichten Beitrag einem Review-Prozess zu unterziehen. Interessierte Autoren<br />
werden gebeten, dies in der Kurzfassung anzugeben.<br />
Termine:<br />
15. Mai <strong>2017</strong>: Einreichen der Kurzfassung,<br />
17. Juli <strong>2017</strong>: Benachrichtigung der Referenten,<br />
23. Oktober <strong>2017</strong>: Start des Review-Prozesses,<br />
18. Dezember <strong>2017</strong>: Einreichen des vollständigen Beitrags.<br />
Eine Fachausstellung begleitet die Tagung. Interessenten, die sich mit Exponaten oder Postern beteiligen<br />
möchten, können das entsprechende Informationsmaterial anfordern bei: IFAS der RWTH Aachen,<br />
Steinbachstraße 53B, 52074 Aachen, Jutta Zacharias, Telefon: 0241-80-20-202, E-Mail: exhibition@<br />
ifk2018.com.<br />
www.ifk2018.com<br />
HANNOVER Messe<br />
24.–28. April <strong>2017</strong><br />
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MAGAZIN<br />
Helukabel nimmt Werksneubau in Betrieb<br />
Helukabel hat die Erweiterung des Produktionswerkes in Windsbach<br />
abgeschlossen. Der Neubau bietet auf mehr als 9 000 m 2 Platz<br />
für zusätzliche Büro-, Labor- und Produktionsflächen. Ziel war es,<br />
die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten am Standort Windsbach<br />
zu bündeln. Im<br />
neuen Technikum<br />
wurden zusätzliche<br />
Test- und Prüfeinrichtungen<br />
insbesondere<br />
für bewegte Applikationen<br />
sowie für extreme<br />
Klimazonen angesiedelt.<br />
„Im neuen<br />
Technikum können<br />
wir auf sechs Schleppkettentestanlagen<br />
zurückgreifen<br />
und unsere<br />
Produkte auf Serienreife<br />
testen sowie<br />
praxisnah weiterentwickeln“, sagt Thomas Mann, Technischer Leiter<br />
im Werk Windsbach. Parallel dazu wurden neue Produktionsanlagen<br />
errichtet. Ziel ist neben der Erweiterung der Produktionskapazitäten<br />
auch die Optimierung der Materialflüsse. „Kürzere<br />
Wege sowie neu eingerichtete Besprechungszonen dienen der besseren<br />
Abstimmung untereinander und machen ein effizienteres<br />
Arbeiten möglich“, sagt Thomas Pikkemaat, Kaufmännischer<br />
Betriebsleiter und Produktmanager Antriebstechnik.<br />
Japanischer Mutterkonzern erwirbt<br />
Mehrheit an Harmonic Drive AG<br />
Die Interglobal Industrieholding im Besitz von Reinhard Ernst<br />
hat im Dezember 2016 ihre Mehrheitsanteile der Harmonic<br />
Drive AG an die Harmonic Drive Systems Inc., Tokio, verkauft.<br />
Mit Wirkung vom 22. März <strong>2017</strong> ist der Anteilsverkauf abgeschlossen.<br />
Die börsennotierte Harmonic Drive Systems Inc. hält<br />
nunmehr 74,7 % der Anteile und ist somit Mehrheitsgesellschafter.<br />
Die restlichen 25,3 % Anteile hält die staatliche Beteiligungsgesellschaft<br />
Innovation Network Corporation of Japan (INCJ).<br />
Harmonic Drive Systems Inc. unterhält neben den neu erworbenen<br />
Anteilen an der Harmonic Drive AG auch Mehrheitsanteile<br />
an der Harmonic Drive LLC, Boston. Der Kauf der Harmonic<br />
Drive AG legt den Grundstein für die globale und einheitliche<br />
Vermarktung der Marke Harmonic Drive.<br />
www.harmonicdrive.de<br />
www.helukabel.de<br />
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Produktneuheiten auf der Hannover Messe<br />
Halle 23, Stand C39. Besuchen Sie uns!<br />
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bei jeder noch so großen Herausforderung. Von detaillierter technischer Beratung zum<br />
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Identifizierung Ihrer Ersatzteile – dies alles ist Teil unserer fantastischen Serviceleistungen.<br />
Damit sie Ihre Maschinen jederzeit optimal und effizient betreiben.<br />
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12 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
€<br />
Supplier Award 2016 für Ringspann<br />
Siemens Mechanical Drives hat die Besten aus dem Kreis seiner<br />
rund 300 Zulieferer und Lieferanten mit dem Supplier Award 2016<br />
prämiert. In der Kategorie „Account Management“ gewann die begehrte<br />
Auszeichnung<br />
der An-<br />
triebselemente-<br />
Spezialist Ringspann.<br />
Das Bad<br />
Homburger Unternehmen<br />
erhielt<br />
den Preis vor<br />
allem für den herausragenden<br />
Einsatz<br />
bei der Betreuung<br />
seiner<br />
Kunden. „Wir freuen uns ganz besonders über diesen Supplier<br />
Award von Siemens, weil er eine sichtbare Anerkennung ist für das<br />
hohe Maß an Kundenorientierung, das unser gesamtes Vertriebsteam<br />
tagtäglich über die reine Produktlieferung hinaus leistet“,<br />
betont Nico Hanke, Vertriebsleiter von Ringspann. Als international<br />
agierender Hersteller von Industriegetrieben für den Bergbau und<br />
viele andere Industriezweige setzt Siemens Mechanical Drives<br />
antriebstechnische Elemente und Komponenten aus fast allen<br />
Geschäftsbereichen von Ringspann ein. Neben den Freiläufen und<br />
Bremsen sind dies auch Überlastsicherungen und Wellenkupplungen<br />
sowie Welle-Nabe-Verbindungen.<br />
www.ringspann.de<br />
Alexander Stricker<br />
Mitarbeiter im technischen Kundensupport<br />
» Komfort & innovative<br />
Funktionen zu einem spitzen<br />
Preis-Leistungs-<br />
Verhältnis. «<br />
Produkte für die elektrische<br />
Antriebstechnik in Polen<br />
"Made for Poland" heißt die Einladungskampagne<br />
des Unternehmens<br />
Michael Koch für<br />
Gäste aus dem Partnerland<br />
der Hannover Messe<br />
<strong>2017</strong>. Auf der eigens<br />
eingerichteten Website<br />
zeigt das Unternehmen<br />
sogar auf Polnisch, warum<br />
deren neuartige Produkte<br />
gerade auch für Anwendungen<br />
der elektrischen<br />
Antriebstechnik in Polen hilfreich<br />
sind. Die preisgekrönten Energiespeicherlösungen<br />
und sicheren Bremswiderstände stehen für den smarten<br />
Umgang mit Antriebsenergie. Das große Ziel der Maschinenbetreiber<br />
wird durch ihren Einsatz realisiert: dauerhaft zuverlässige<br />
Prozesse. Die Energiespeichersysteme des Hauses<br />
für Drive Controller sind als sehr einfach zu installierende<br />
Plug-&-Play-Lösungen ausgeführt. Sie sind prädestiniert für<br />
den Einsatz in neuen Maschinen und Anlagen, überaus interessant<br />
aber auch für ein Retrofit. Auf der Messe zeigt Koch<br />
seine neusten Entwicklungen von Systemen für Umrichter<br />
im Leistungsbereich bis über 100 kW. Außerdem stellt das<br />
Unternehmen neue Auslegungssoftware zur Unterstützung<br />
des Applikationsengineerings vor.<br />
zum Beispiel:<br />
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MAGAZIN<br />
HBM feiert 20 Jahre chinesisches Werk<br />
Im Juli 1997 eröffnete der Messtechnik-Spezialist HBM Test and<br />
Measurement seinen großen Produktionsstandort in der alten<br />
Kaiserstadt Suzhou bei Shanghai. Heute ist das Werk nicht nur<br />
ein bedeutender Pfeiler in der Produktionskette des Unternehmens.<br />
Es ist auch Nukleus für die systematische Erschließung<br />
des chinesischen Marktes, in dem Qualität und Innovation<br />
zunehmend zum Entscheidungsfaktor werden. Seit seiner Gründung<br />
fungiert das Werk auch als wichtiger Vertriebsstandort. Mit<br />
der Entwicklung des Landes zu einem weltweit führenden High-<br />
Tech-Standort wird die hochwertige Messtechnik dort auch von<br />
einheimischen Unternehmen stark nachgefragt. So erfassen<br />
HBM-Messverstärker u. a. wichtige Messdaten der weltbekannten<br />
chinesischen Hochgeschwindigkeitszüge. Weitere Einsatzgebiete<br />
finden sich z. B. in Luft- und Raumfahrtprojekten, in der<br />
Automobilindustrie, dem Maschinenbau sowie dem Bauwesen<br />
des Landes.<br />
www.hbm.com<br />
Reich-Kupplungen gründet weitere<br />
Tochtergesellschaft in Österreich<br />
Angetrieben durch die erfolgreichen Gründungen von Tochterunternehmen,<br />
zuletzt in England und China, ist Reich-Kupplungen<br />
seit dem 1. Januar <strong>2017</strong> auch auf dem österreichischen Markt durch<br />
Reich Austria selbstständig vertreten. „Die Gründung von Reich<br />
Austria ist ein wichtiger Meilenstein unserer langfristigen Strategie“,<br />
sagt Christian Reich, geschäftsführender Gesellschafter der<br />
Reich Gruppe. „Unsere Projekterfahrungen zeigen, dass signifikante<br />
und nachhaltige Verbesserungen sich heute nur erreichen lassen,<br />
wenn man direkt und intensiv mit den verschiedenen Unternehmensabteilungen<br />
beim Kunden vernetzt ist.“ Reich-Kupplungen ist<br />
mit acht Tochtergesellschaften und 17 Vertriebspartnern auf dem<br />
Weltmarkt zu finden. Die Gründung von Reich Austria ist eine logische<br />
Folge der fortschreitenden Globalisierung und dient der<br />
Möglichkeit der Betreuung von weltweit agierenden Kunden. Die<br />
neue Tochtergesellschaft dient jedoch nicht nur der Erhaltung von<br />
bestehenden Kundenbeziehungen, sondern hat auch die Aufgabe,<br />
bisher unbearbeitete Kundenpotenziale intensiver zu betreuen<br />
und zu gewinnen.<br />
www.reich-kupplungen.com<br />
Neuer CEO bei Attocube<br />
Zum 1. April <strong>2017</strong> hat Peter Kraemer den Vorstandsvorsitz von Attocube Systems, Anbieter von Systemlösungen<br />
für die Nanotechnologie, übernommen. Kraemer wird das Unternehmen gemeinsam mit Martin Zech leiten,<br />
der als Vorstand die Bereiche Forschung und Entwicklung verantwortet. Der Ingenieur kommt von Carl Zeiss<br />
Microscopy und war dort in verschiedenen Führungsfunktionen tätig. Seine Schwerpunkte liegen in den Bereichen<br />
Business Development, strategische Produkt- und Marktentwicklung sowie Produktmanagement. Er<br />
leitete Vertriebsteams auf nationaler und internationaler Ebene. Nach Angaben von Attocube fiel die Wahl auf<br />
Kraemer, weil er bereits bei seinem vorherigen Arbeitgeber für die Erschließung neuer Marktsegmente zuständig<br />
war und Attocube zunehmend Kunden im Industriemarkt bedient.<br />
www.attocube.com<br />
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Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
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14 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong><br />
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Sieht diese Aufgabe kompliziert aus?<br />
Es ist einfacher, als Sie denken!<br />
Sie suchen eine effiziente, flexible und zugleich präzise Motorsteuerung mit<br />
reduziertem Energieverbrauch und minimalem Instandhaltungsaufwand? Dann ist die<br />
FR-A800 Frequenzumrichter-Serie von Mitsubishi Electric die Lösung, auf die Sie<br />
schon lange gewartet haben!<br />
Durch die fortschrittlichen, energiesparenden Algorithmen und die integrierte<br />
Sicherheit realisieren Sie maximale Kosteneinsparungen. Die anerkannte Qualität und<br />
umfangreiche, diagnostische Funktionen für vorbeugende Wartung helfen Ihnen,<br />
Ihren Instandhaltungsaufwand zu reduzieren. Die Rückwärtskompatibilität, die<br />
Steuerungsfunktionen, das Multi-Motor-Management und die Option, unsere Produkte<br />
autark oder in ein komplexes System zu integrieren, sind nur einige der Möglichkeiten,<br />
Ihren Wunsch nach Flexibilität zu erfüllen. Es ist einfacher, als Sie denken!<br />
Mehr Informationen finden Sie unter de3a.mitsubishielectric.com<br />
oder auf der Hannover Messe <strong>2017</strong> in Halle 17, Stand D40<br />
sowie auf der interpack <strong>2017</strong> in Düsseldorf, Halle 6, Stand C64
Gemeinsam optimale Lösungen entwickeln.<br />
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erneuerbaren Energien<br />
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Industrie 4.0 stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen.<br />
Voraussetzung für das klare 'Ja' zu neuen Herausforderungen ist die<br />
Zusammenarbeit mit einem verlässlichen Partner.<br />
Genau hier setzt Mitsubishi Electric als Mitglied der e-F@ctory Alliance<br />
an. In Zusammenarbeit mit einem Netzwerk von Partnerfirmen bieten wir<br />
ein vielfältiges Lösungsportfolio innerhalb der Fabrikautomatisierung an<br />
und zeigen Wege auf, wie sich deren Anbindung an die IT erfolgreich für<br />
Ihre Anforderungen umsetzten lässt.<br />
de3a.mitsubishielectric.com/fa
MAGAZIN<br />
Hannover Messe:<br />
Die Zutaten für die Fabrik 4.0<br />
Damit Fabriken zu Smart Factories werden, braucht es einen Mix<br />
aus innovativer Automationstechnik, digitalen Zwillingen, Cobots<br />
und künstlicher Intelligenz. Wie diese Technologien zusammenspielen<br />
und der Schritt in die cyberphysische Zukunft gelingt, zeigen<br />
die Leitmessen Industrial Automation und Digital Factory.<br />
24. - 28. April <strong>2017</strong><br />
Halle 9<br />
Stand D28<br />
Besuchen Sie uns!<br />
Beide Veranstaltungen werden unter dem Dach der Hannover<br />
Messe ausgerichtet. „Wer die Produktion der Zukunft im Zusammenhang<br />
kennenlernen will, der kommt nach Hannover“, sagt<br />
Arno Reich, Abteilungsleiter für die Automationsthemen der<br />
Hannover Messe. „Seit Jahren werden die neusten Entwicklungen<br />
rund um Industrie 4.0 als erstes in den Hallen gezeigt. Die Themen,<br />
die das Messegeschehen in diesem Jahr maßgeblich bestimmen<br />
werden, sind digitale Zwillinge, Cobots und künstliche Intelligenz."<br />
Der Nutzen, der hieraus für das produzierende Gewerbe<br />
entstehen kann, ist enorm, denn Maschinen können z. B. in Zukunft<br />
den Produktionsprozess eigenständig optimieren und so für<br />
maximale Effizienz sorgen. Die ersten Schritte in diese neue Welt<br />
der Produktion können die Besucher vom 24.–28. April <strong>2017</strong> in<br />
Hannover sehen.<br />
Mehr Drive.<br />
ACOPOS P3.<br />
www.br-automation.com/ACOPOSP3<br />
www.hannovermesse.de<br />
Bürofläche und Maschinenpark erweitert<br />
Das Büroteam<br />
von Frizlen hat einen<br />
neuen Anbau<br />
in der Firmenzentrale<br />
im schwäbischen<br />
Murr bezogen.<br />
Mit dem Anbau<br />
hat der Hersteller<br />
von Leistungswiderständen seine Bürofläche um rund<br />
300 m 3 erweitert und damit fast verdoppelt. Das Erdgeschoss<br />
wurde vom Vertriebsteam bezogen, im Obergeschoß wurde ein<br />
großer Besprechungsraum eingerichtet. Die restliche Fläche soll<br />
als Reserve für zukünftiges Wachstum dienen. In den vergangenen<br />
zehn Jahren hatte das Unternehmen hauptsächlich seine<br />
Produktionsfläche und den Maschinenpark erweitert. Da sich in<br />
dieser Zeit aber auch die Büromannschaft mehr als verdoppelt<br />
hatte, war der jüngste Anbau nötig geworden. In den kommenden<br />
Monaten soll das Team sowohl im technischen als auch im<br />
kaufmännischen Bereich verstärkt werden. Darüber hinaus wird<br />
auch die Produktion weiter ausgebaut. Im November war die<br />
siebte Biegemaschine dazugekommen. Eine weitere soll im April<br />
installiert werden.<br />
www.frizlen.com<br />
Schneller<br />
3-Achs-Servoverstärker<br />
mit 50 µs Abtastzeit<br />
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Exaktere Regelung durch<br />
virtuelle Sensorik<br />
Intelligenter<br />
Safe Motion bis<br />
SIL3 / PLe / Kat 4<br />
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Höchste Leistungsdichte<br />
seiner Klasse
MAGAZIN<br />
Bühler Motor stärkt deutschen<br />
Produktionsstandort<br />
Bühler Motor investiert in die Erweiterung seines deutschen Produktionsstandorts<br />
in Monheim. Die Produktionsflächen werden<br />
um 2 000 m 2 und die Fläche für Technik und Verwaltung um<br />
Schaeffler FAG Stiftung verleiht Innovation<br />
Award 2016 an Nachwuchswissenschaftler<br />
Seit über 30 Jahren fördert die Schaeffler FAG Stiftung Wissenschaft,<br />
Forschung und Lehre. Vier Nachwuchswissenschaftler erhielten<br />
jetzt den Innovation Award 2016 für herausragende Abschlussarbeiten<br />
auf dem Gebiet der Lagerungstechnik. Dr.-Ing. Thorben<br />
1 000 m 2 erweitert. Bis Anfang 2018 sollen die neuen Gebäude<br />
bezugsfertig sein, gerade rechtzeitig zum Serienanlauf einer Reihe<br />
zukunftsweisender Produkte für die Automobilindustrie. „Monheim<br />
ist unser wichtigster Automotive-Produktionsstandort, aus<br />
dem wir insbesondere unsere europäischen Kunden versorgen. Mit<br />
der Erweiterung bauen wir diese Stellung aus, sodass Monheim<br />
auch in Zukunft eine tragende Rolle im Zusammenspiel unserer<br />
zehn internationalen Standorte spielen wird“, so Peter Muhr, President<br />
& CEO der Bühler Motor Gruppe. Bühler-Lösungen spielen eine<br />
treibende Rolle bei der Steigerung der Energieeffizienz des Automobils,<br />
beim sogenannten Segeln, bei Start/Stopp-Anwendungen,<br />
aber auch beim vollhybriden oder vollelektrischen Fahren, z. B. zur<br />
Kühlung der Batterien während des Ladevorgangs. Auch bei der Abgasnachbehandlung<br />
von Dieselmotoren sind die Antriebe im Einsatz.<br />
www.buehlermotor.com<br />
Schiemann erhielt den mit 8 000 EUR dotierten ersten Preis für seine<br />
Promotionsarbeit zum Thema „Mechanismen der Faltenbildung<br />
beim Bundanstauchen an hohlen Fließpressteilen“. Der mit<br />
4 000 EUR dotierte zweite Preis in der Kategorie Promotionsarbeiten<br />
ging an Dr.-Ing. Benjámin Radnai für seine Dissertation zum Thema<br />
„Wirkmechanismen bei spannungsbeaufschlagten Wälzlagern“.<br />
Darüber hinaus verlieh die Schaeffler FAG Stiftung zwei Preise für<br />
ausgezeichnete Master- und Diplomarbeiten. Hier ging der erste<br />
Preis (6 000 EUR) an M.Sc. Stephan Hahn für seine Masterarbeit mit<br />
dem Titel „Einsatzmöglichkeiten additiver Fertigungsverfahren bei<br />
Spindellagern“. Den mit 3 000 EUR dotierten zweiten Preis erhielt<br />
Dipl.-Ing. (FH) Daniel Ziegler, der sich in seiner Diplomarbeit mit<br />
einer „Analyse von Schädigungsmechanismen an Wälzlagerkäfigen<br />
in der Anwendung Zweimassenschwungrad“ auseinandersetzte.<br />
www.schaeffler.de<br />
Nabtesco im Wandel zum Lösungsanbieter<br />
In den letzten Jahren hat sich Nabtesco Precision Europe stark<br />
gewandelt: vom einfachen Getriebelieferanten zum Systemanbieter<br />
vollständiger Antriebslösungen für kundenspezifische Projekte.<br />
Im Rahmen dieser Strategie, die das Unternehmen zukünftig verstärkt<br />
verfolgen<br />
will, baut der Getriebehersteller<br />
seine<br />
elektrische- und<br />
steuerungstechnische<br />
Expertise weiter<br />
aus. Ziel ist es,<br />
bei Bedarf gemeinsam<br />
mit dem Kunden<br />
völlig individuelle Getriebelösungen entwickeln zu können, die<br />
optimal an die jeweilige Problemstellung angepasst sind. Schon<br />
jetzt liefert Nabtesco komplett vormontierte Teilsysteme, die der<br />
Anwender vor Ort nur noch einbauen muss. So hat Nabtesco jüngst<br />
für einen Kunden mehrachsige Schweißpositionierer entwickelt<br />
und hergestellt. Der Kunde profitiert davon, ein vorgeprüftes, praktisch<br />
wartungsfreies System mit aufeinander abgestimmten<br />
Systemkomponenten aus einer Hand zu erhalten. So werden eventuelle<br />
Probleme wie Inkompatibilitäten vermieden, die auftreten<br />
können, wenn die Komponenten von unterschiedlichen Herstellern<br />
bezogen und selbst zusammengebaut werden.<br />
www.nabtesco.de<br />
NSK erhält Auszeichnung für<br />
Linearführungen<br />
NSK hat für seine Linearführungen<br />
der NH/HS-Serie den „Cho Monozukuri<br />
Innovative Parts and Components<br />
Award“ erhalten. Diese<br />
Auszeichnung wird seit 2004 von<br />
der japanischen Regierung an Produkte<br />
verliehen, die einen wertvollen<br />
Beitrag zum Fortschritt der Industrie<br />
und Gesellschaft leisten.<br />
Mit der Serie, bei der u. a. ein neues Design der Kugellaufbahn realisiert<br />
wurde, konnte NSK die Lebensdauer von Linearführungen<br />
im Vergleich zum Vorgängermodell verdoppeln. Die Jury begründete<br />
ihre Wahl damit, dass die neuen Linearführungen ein kompakteres<br />
Design von Maschinen ermöglichen und deren Lebensdauer<br />
erhöhen. Die Linearführungen erreichen u. a. eine um den Faktor<br />
1,3 erhöhte dynamische Tragzahl, die eine wichtige Kennzahl<br />
für die Ermittlung von Belastbarkeit und<br />
Leistungsvermögen einer Linearführung<br />
ist. Weitere Vorteile sind eine um 1,5 bis<br />
dreimal höhere Verfahrgeschwindigkeiten<br />
(in Abhängigkeit von der Baugröße) und<br />
eine Geräuschreduzierung um 3 dB.<br />
www.nskeurope.de<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
MAGAZIN<br />
Jörg Fuhrmann ist neuer Chef<br />
bei Lenze in Österreich<br />
Jörg Fuhrmann ist seit dem 1. November 2016 Geschäftsführer der<br />
Lenze Austria Holding mit Sitz im österreichischen Asten. Das Unternehmen<br />
steuert den Vertrieb und die Logistik der Lenze-Gruppe<br />
in der Region Zentral- und Osteuropa. Gleichzeitig übernahm der<br />
Diplom-Ingenieur die Geschäftsführung der österreichischen Vertriebsgesellschaft<br />
Lenze Antriebstechnik. Fuhrmann verfügt über<br />
umfangreiche Marktkenntnisse und kann auf jahrelange internationale<br />
Erfahrung im<br />
Bereich Automation<br />
zurückblicken. Mit der<br />
Berufung Fuhrmanns<br />
in die Geschäftsführung<br />
unterstreicht Lenze seine<br />
Marktorientierung und<br />
stellt die Weichen für<br />
den weiteren Ausbau<br />
des Automatisierungsgeschäftes.<br />
Christian<br />
Wendler, Vorstandsvorsitzender<br />
der Lenze-<br />
Gruppe, zeigt sich überzeugt:<br />
„Mit Jörg Fuhrmann<br />
haben wir einen<br />
Automatisierungsspezialisten und erfahrenen Maschinenbauexperten<br />
gewinnen können. Seine Erfahrung und Expertise sind<br />
Garant für den Ausbau unseres Marktanteils auf den für Lenze so<br />
wichtigen Märkten Österreich und Osteuropa.“<br />
www.lenze.com<br />
Intorq investiert rund 7 Mio. EUR<br />
in Standorterweiterung<br />
Intorq investiert 7 Mio. EUR in die Erweiterung des Standorts Aerzen.<br />
Derzeit entsteht ein 3 000 m 2 großer Hallenbau für neue Produktions-<br />
und Lagertechnik. Weitere 800 m 2 sind für Büro- sowie Schulungsräume<br />
vorgesehen. Mit dem neuen Gebäudekomplex schafft<br />
Intorq die Grundlage, langfristige Wachstumsziele umzusetzen. Als<br />
weiterer Baustein soll die Reorganisation der Produktionsabläufe<br />
die Zukunft des Standorts sichern. In der Montage stehen die Zeichen<br />
auf schlanke Prozesse, Flexibilität und Geschwindigkeit. Der<br />
Neubau bietet den erforderlichen Raum, Materialflüsse und Montageabläufe<br />
neu zu organisieren. Das Konzept beinhaltet eine<br />
moderne automatische Lagertechnik und modulare Montageeinrichtungen<br />
im Linienverbund. Insgesamt soll mit der Erweiterung<br />
und durch kürzere Durchlaufzeiten der Auftragsmontage der<br />
Lieferstandard bei Standard- und kundenspezifischen Produkten<br />
verbessert werden. Der Bürobau erfüllt hohe energetische Standards<br />
und die Heizwärme für die Fabrik wird CO 2<br />
-neutral von der<br />
benachbarten Biogasanlage bezogen.<br />
www.intorq.de<br />
Arntz Optibelt implementiert innovatives Prüfkonzept für Antriebsriemen<br />
Im neuen Prüffeld in Höxter plant die Arntz Optibelt Gruppe die Implementierung<br />
eines innovativen Prüfkonzepts für Antriebsriemen.<br />
Das Prüffeld wird für rund 4 Mio. EUR bis zum Sommer <strong>2017</strong> fertiggestellt<br />
und bietet mit 2 200 m 2 Fläche doppelt so viel Platz wie der<br />
Vorgängerbau. Dort werden serienbegleitende Qualitätsprüfungen,<br />
Prüfungen von Neuentwicklungen sowie kundenspezifische Tests<br />
durchgeführt. Um den Stromverbrauch zu begrenzen, kommen servogeregelte<br />
Antriebe zur Belastung der Riemen zum Einsatz. Zudem<br />
übermitteln Sensoren Daten an die Produktionsparameter-Datenbank,<br />
um Fehler frühzeitig zu erkennen und Prüfstandslaufzeiten<br />
zu verringern. Zur Lärmminderung werden die Prüfstände räumlich<br />
einzeln oder als Gruppe aufgestellt, um diese schalltechnisch<br />
zu isolieren. Auch erhalten die geräuschintensiven Maschinenelemente<br />
an den Prüfständen eine Einhausung. Der Prüfstandsbereich<br />
erreicht damit eine Einsparung von 1,1 Mio. kWh Energie<br />
pro Jahr sowie eine CO 2<br />
-Minderung von bis zu 660 t jährlich. Die<br />
Implementierung des Konzepts wird mit 650 000 EUR vom Umweltinnovationsprogramm<br />
des Bundesumweltministeriums gefördert.<br />
Als Voraussetzung für die Förderung geht das Vorhaben über den<br />
Stand der Technik hinaus und weist Demonstrationscharakter auf.<br />
www.optibelt.com<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 19
WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL<br />
Einstieg in die Digitalisierung<br />
So lassen sich Prozesse mit sensorisierten Lagern steuern und überwachen<br />
Auf der Hannover Messe <strong>2017</strong> wird Schaeffler einen einfachen und schnellen Einstieg in die<br />
Digitalisierung von Antriebssträngen vorstellen. Scheibenförmige Sensorcluster sind mit<br />
Standard-Wälzlagern zu montagefertigen Einheiten verbunden und stellen mehrere<br />
physikalische Messgrößen und Parameter zur Verfügung. Wo aber liegen die Vorteile der<br />
Verbindung von Wälzlagern und Sensoren?<br />
Sensoren sind heute in einer enorm großen Typenvielfalt am<br />
Markt verfügbar. Verschiedenste Bauformen, Messprinzipien,<br />
Genauigkeiten und Baugrößen lassen kaum Wünsche offen. Bei all<br />
diesem Variantenreichtum gibt es jedoch eine Einschränkung: Die<br />
Sensoren erfassen in der Regel nur eine Messgröße. Rückblickend<br />
betrachtet war dies völlig ausreichend, da Sensoren – mit Ausnahme<br />
von Drehgebern, Temperaturgebern und Wegmesssystemen – für<br />
die meisten industriellen Antriebe vornehmlich für Prüfstandzwecke<br />
eingesetzt wurden. Nur wenige, sehr teure Anlagen und Großantriebe<br />
wurden schon in der Vergangenheit mit umfangreicherer<br />
Messtechnik ausgerüstet.<br />
Die Sensorik zur Erfassung von Betriebs- und Prozessdaten an<br />
Maschinen in mittleren und großen Stückzahlen muss gänzlich<br />
andere Anforderungen erfüllen. Die hohe Zahl der Sensoren, Kabel<br />
Dr. Andreas Schiffler ist Leiter Systems Engineering und<br />
Christoph Wegner ist Programmleiter FAG Variosense Bearing;<br />
beide bei der Schaeffler Technologies AG & Co. KG in Schweinfurt<br />
und Steckverbindungen würden Bauraum, Montageaufwand und<br />
Gesamtkosten enorm in die Höhe treiben. Eine Kombination mehrerer<br />
Sensorelemente zu Sensorclustern reduziert die Bauteilanzahl,<br />
den erforderlichen Bauraum und die Montagekosten beträchtlich.<br />
Grundsätzlich stellte sich den Schaeffler-Ingenieuren<br />
die Frage nach einer universell einsetzbaren, skalierbaren Bauform<br />
und einem geeigneten Einbauort für Sensorcluster. Dabei sollte<br />
zusätzlich die Gestaltung so erfolgen, dass das Sensorcluster offen<br />
ist für zukünftige weitere Funktionen.<br />
Lagerintegrierte Sensorik<br />
Im Zuge der Digitalisierung der Produktion und der Versorgungsketten<br />
werden zunehmend elektrische Antriebslösungen gefordert,<br />
die zusätzlich über eine Regelung von Drehzahl oder Position verfügen<br />
sollen. Dies sind z. B. Fahrzeuge oder Einrichtungen im<br />
Bereich der Logistik – Gabelstapler, Förderbänder, automatisierte<br />
Regalsysteme oder Flurförderzeuge. Hier kann durch den Einsatz<br />
der FAG Variosense-Lager an einfachen und robusten Asynchronmotoren<br />
eine Regelung der Größen Drehzahl und Position ermöglicht<br />
werden. Die Performance der Regelung lässt sich dabei<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
TITEL I WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
01 FAG Variosense-Lager<br />
erlauben eine einfache<br />
„Digitalisierung“ von<br />
Lagerstellen<br />
zwischen kostenintensiven Synchronservomotoren<br />
und an einfachen Umrichtern betriebenen<br />
Elektromotoren einstufen. Damit bietet der Einsatz<br />
der sensorisierten Lager zweierlei Nutzen.<br />
Zum einen die Option, eine wirtschaftliche Positionsregelung<br />
der Antriebe zu realisieren, und zum<br />
anderen – je nach Sensorkonfiguration – zusätzliche Größen für die<br />
Überwachung und das Führen der übergeordneten Prozesse zur<br />
Verfügung zu stellen.<br />
Sensorik für die Datenerfassung<br />
Neben den genannten Einsatzfällen übernehmen Lagerungen<br />
wichtige Führungs- und Positionieraufgaben, sie übertragen und<br />
verteilen die inneren Kräfte von rotierenden Wellen in das Gehäuse.<br />
Wälzlager sind damit entscheidende Komponenten für das Sicherstellen<br />
der Hauptfunktionen von vielen Maschinen und Anlagen.<br />
Sind die Betriebszustände wie z. B. Verformungen, Drehzahlen und<br />
Temperaturen an einer Lagerung einer Maschine erst einmal sensorisch<br />
erfasst, können über die traditionellen Rechenmodelle die<br />
aktuelle Lagerbelastung, die Belastungshistorie und damit statis-<br />
02 Schaeffler integriert<br />
mehrere Sensorelemente<br />
in ein ringförmiges<br />
Gehäuse mit nur 7 mm<br />
Bauhöhe<br />
tische Aussagen über die Restgebrauchsdauer des einzelnen Wälzlagers<br />
getroffen werden. In vielen Fällen ist darüber hinaus mit Hilfe<br />
von Modellen auch die Berechnung der Belastung der übrigen<br />
Lagerungen in der Maschine z. B. über die statischen Beziehungen<br />
möglich. Es muss also nicht notwendigerweise jedes Lager mit Sensorik<br />
ausgerüstet werden.<br />
Der Einsatz fokussiert auf die Frage nach der Ausnutzung und<br />
dem Zustand der Maschinenkomponenten. Eine weitere Einsatzmöglichkeit<br />
ist es, die Sensorik zur Bewertung und Klassierung von<br />
Prozessen und damit z. B. für die Qualitätsüberwachung einzusetzen.<br />
Zentrales Element ist dabei, sowohl die vorhandene Sensorik<br />
als auch die zusätzliche Sensorik für einen Zugewinn an Transparenz<br />
zu verwenden, um damit ein genaueres Prozessprofil zu erstellen.<br />
Die online erzeugten Prozessprofile können dann laufend mit<br />
Referenzprofilen verglichen werden und somit frühzeitig Abweichungen<br />
beispielsweise bei der Herstellung von Rohstoffen wie<br />
Stahl oder Papier feststellen. Hier resultiert letztlich nicht nur der
WÄLZ- UND GLEITLAGER I TITEL<br />
03 Die aktuellen<br />
Projektanfragen mit<br />
dem FAG Variosense<br />
beweisen das<br />
universelle<br />
Anwendungsspektrum<br />
für diese<br />
konfigurierbaren<br />
Sensorlager<br />
Verwendung von FAG<br />
Variosense-Lagern:<br />
n für die Hauptfunktion, also die Steuerung<br />
von Antrieben (Position, Drehzahl,<br />
Abschaltung)<br />
n für die Berechnung der Restgebrauchsdauer<br />
von Maschinenelementen<br />
(Wälzlager, Verzahnungen usw.)<br />
n für die Prozessüberwachung bzw. die<br />
Erstellung von Prozess- bzw.<br />
Anwendungsprofilen<br />
beschriebene Nutzen für den Betreiber, sondern auch für den<br />
Maschinen- bzw. Anlagenhersteller. Der Hersteller kann – vorausgesetzt<br />
er hat den nötigen Datenzugriff – betreiberübergreifend<br />
Anwendungsprofile seiner Maschinen bewerten, um daraus Produktoptimierungen<br />
abzuleiten. Angebote des Schaeffler Smart<br />
Ecosystems unterstützen dieses Vorgehen, in dem datenbasierte<br />
Service-Lösungen passend zu den sensorisierten Lagern zur Verfügung<br />
gestellt werden.<br />
Wird die Messung der radialen Wellenverlagerung am Lager<br />
zusammen mit weiteren Messgrößen an das Smart Ecosystem<br />
übertragen, können damit über die Berechnungs-Software Bearinx<br />
die Lagerkräfte und weitere modellbasierte Kenngrößen wie die<br />
statistische Restgebrauchsdauer am Sensorlager bestimmt werden.<br />
Überlasten, die längerfristig zur vorzeitigen Schädigung führen,<br />
lassen sich damit leicht erfassen und über eine daraus abgeleitete<br />
Planung eine proaktive Instandhaltung realisieren.<br />
In die Lagerung integrierte Sensoren sind somit zusammenfassend<br />
besonders vorteilhaft. Zum einen sind die konstruktiven Bedingungen<br />
für die Sensorik am Lager ideal: eine große Rundlaufgenauigkeit,<br />
der relativ konstante Luftspalt zum Sensorring und die<br />
Normierung der Durchmesser. Zum anderen sind Wälzlager der Ort,<br />
an dem in Maschinen und Anlagen Wertschöpfung und Effizienz im<br />
Kern bewertet werden können.<br />
Kombination von Sensorelementen<br />
Die Mechatronik-Entwickler von Schaeffler integrierten mehrere<br />
Sensorelemente in ein ringförmiges Gehäuse mit nur 7 mm Bauhöhe.<br />
Der Bauraum des Sensorclusters entspricht damit in etwa<br />
dem eines Radialwellendichtringes. Für ein einfaches Handling<br />
ist das Sensorclustergehäuse fest mit dem Außenring und der<br />
Sensorring fest mit dem Lagerinnenring verbunden. So ergibt sich<br />
eine kompakte Einheit für die FAG Variosense-Lager. Besonderes<br />
Merkmal des Sensorclusters ist dabei, dass die Anzahl und Kombination<br />
der Messgrößen vom Kunden individuell an die jeweilige<br />
Applikation angepasst werden kann.<br />
Als Messgrößen stehen zurzeit:<br />
n die Temperatur des Sensorclusters im Bereich von –40 bis<br />
+125 °C,<br />
n die Drehzahl mit bis zu 17 000 min -1 inklusive Drehrichtungserkennung,<br />
n die Anzahl der Umdrehungen bzw. die Position mit 56–96 Impulsen<br />
pro Umdrehung (baugrößenabhängig),<br />
n der Effektivwert der Vibration für langfristige Trendaussagen und<br />
n die radiale Wellenverlagerung mit einer Auflösung von 1 µm<br />
zur Auswahl.<br />
Universelles Anwendungsspektrum<br />
FAG Variosense-Lager werden in einem ersten Schritt für die verbreiteten<br />
Kugellagerreihen 6205 bis 6210 geliefert. Die Kugellager<br />
stammen aus dem Katalogprogramm, so dass auch alle Varianten<br />
bezüglich Käfigausführung, Abdichtung und Lagerluft als Sensorlager<br />
möglich sind. Das Gehäuse des Sensorclusters verfügt über<br />
einen stabilen Stahlmantel, der auch Axialkräfte übertragen kann.<br />
Zum Lieferumfang gehört noch eine Interfacebox für die Spannungsversorgung,<br />
Signalaufbereitung und Vernetzung. FAG Variosense-Lager<br />
können in einem weiten Spannungsbereich von 4,5 bis<br />
30 V betrieben werden.<br />
Die aktuellen Projektanfragen von Kunden beweisen das universelle<br />
Anwendungsspektrum für diese konfigurierbaren Sensorlager.<br />
Angefangen von weißer Ware, Pumpen und Elektromotoren über<br />
Sensorik und Mechanik<br />
verschmelzen hier zu<br />
einer vernünftigen Einheit.<br />
Antriebe für Agrar- und Baumaschinen, Elektrofahrzeuge, Gabelstapler<br />
sowie Anwendungen in der Fördertechnik und der Aufzugstechnik<br />
finden sich die verschiedensten Branchen. Dabei zeigt sich,<br />
dass es nicht immer um die eine vollständige Vernetzung der Maschine<br />
mit der Produktionsanlage oder mit einer übergeordneten<br />
Steuerung geht. Viele Hersteller sehen im Schließen von Regelkreisen<br />
mit Messgrößen an einer lokal betriebenen Maschine, wie z. B.<br />
die Positionssteuerung oder die Abschaltung bei Überlast oder<br />
Übertemperatur einen einfach zu realisierenden Zusatznutzen<br />
und Wettbewerbsvorteil.<br />
www.schaeffler.de<br />
Dirk Schaar,<br />
Chefredakteur<br />
Wer vor Jahren noch geglaubt hätte, dass Sensorik und<br />
Wälzlager nichts miteinander zu tun haben, wird nun eines<br />
besseren belehrt. Die so gemessenen Parameter bringen heute<br />
einen deutlichen Mehrwert für den Anwender. Und die<br />
Zukunft wird zeigen, dass hier noch viele Ideen und Einsatzgebiete<br />
entstehen werden.<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
WIR HABEN INDUSTRIE-<br />
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24.-28.04.<strong>2017</strong><br />
auf der Hannover Messe.<br />
Halle 25 Stand C30
Denkfehler<br />
vermeiden<br />
Die richtige technische Spezifikation<br />
von Wälzlagern – ein Expertentipp<br />
Welches ist das richtige Wälzlager für die<br />
jeweilige Anwendung? Selbst erfahrene<br />
Konstrukteure machen es sich bei der<br />
Wahl nicht leicht. Beim Spezialisten<br />
Findling liegt deshalb ein Schwerpunkt<br />
auf der anwendungsbezogenen<br />
Wälzlagerauslegung. Über ein<br />
Weiterbildungsprogramm geben die<br />
Experten ihr fundiertes Wissen nun weiter<br />
und räumen dabei mit verbreiteten<br />
Denkfehlern auf.<br />
Die richtige technische Spezifikation entscheidet über die Leistungsfähigkeit<br />
eines Lagers. Dabei spielt z. B. die richtige Auswahl des<br />
Käfigs eine entscheidende Rolle. „Die Aufgabe von Käfigen ist das<br />
Führen der Wälzkörper“, erläutert Klaus Findling, Geschäftsführer der<br />
Findling Wälzlager GmbH. „In einem Käfig sind die Wälzkörper gleichmäßig<br />
angeordnet und können sich gegenseitig nicht berühren, was in<br />
der Kontaktzone dann eine doppelt so hohe Relativgeschwindigkeit ergeben<br />
würde. Bei vollkugeligen oder vollnadeligen Wälzlagern ist dies<br />
der Fall und verursacht eine niedrigere Drehzahlgrenze. Zudem lässt<br />
sich bei teilbaren Wälzlagern wie z. B. Kegelrollenlagern und Nadelhülsen<br />
das Herausfallen der Wälzkörper verhindern.“ Je nach Größe und<br />
Anforderungsprofil stehen verschiedene Bauarten von Käfigen zur Verfügung:<br />
Für kleine Wälzlager eignen sich Blechkäfige, für mittlere bis<br />
große Lager werden Massivkäfige eingesetzt. Bei ganz besonderen Anforderungen<br />
können spezielle, ggf. individuell gefertigte Käfige aus Sonderwerkstoffen<br />
höhere Ansprüche für extreme Bedingungen erfüllen.<br />
Für jedes Lager die richtige Bauart<br />
Blechkäfige bestehen überwiegend aus Stahl. Sie zeichnen sich durch<br />
ihr geringes Gewicht aus, sind einfach zu fertigen und somit kostengünstig.<br />
Aufgrund des geringen Platzbedarfs gelangt der Schmierstoff<br />
leicht an den Wälzkontakt. Für Rillenkugellager<br />
eignen sich sogenannte Lappenkäfige<br />
mit umbördelten Blechtaschen<br />
oder Nietkäfige mit genieteten Käfighälften.<br />
Für Pendelrollenlager hingegen sollten<br />
Fensterkäfige mit einer formschlüssigen<br />
Verbindung der Käfighälften gewählt<br />
werden. Es gibt jedoch auch Pendelrollenlager<br />
mit Massivkäfigen aus Messing:<br />
Diese sind reibungsärmer, besitzen aber<br />
im Vergleich zur Fensterkäfigausführung<br />
geringere Tragzahlen, da der Käfig nur<br />
kleinere Rollendurchmesser und eine<br />
geringere Rollenzahl zulässt.<br />
01 Die richtige technische<br />
Spezifikation entscheidet<br />
über die Leistungsfähigkeit<br />
eines Lagers<br />
24 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
02 Je nach Größe und Anforderungsprofil<br />
stehen verschiedene Bauarten von Käfigen zur<br />
Verfügung<br />
03 Ein optimal gewählter Käfig kann helfen, Probleme im Betrieb von Wälzlagern<br />
von vornherein zu vermeiden<br />
Massivkäfige sind aus Metall, Hartgewebe oder Kunststoff, wobei<br />
Ausführungen aus Metall besonders robust sind und auch hohen<br />
Temperaturen trotzen. Durch die Bordführung verfügen Massivkäfige<br />
über eine höhere Laufgenauigkeit, was wiederum eine gleichmäßigere<br />
Rollenführung und weniger Widerstand nach sich zieht.<br />
Für Rillenkugellager kommen meist genietete Massivkäfige zum<br />
Einsatz, Fensterkäfige eignen sich für Schrägkugellager, während<br />
für Zylinderrollenlager stegvernietete Käfige die richtige Wahl sind.<br />
Richtiger Käfig vermeidet Probleme<br />
„Zu unserem Portfolio gehört auch die Schadensanalyse, das heißt<br />
wir erforschen als unabhängiger Partner die Ursache von Wälzlagerschäden<br />
und helfen bei der Behebung der Probleme“, so Klaus<br />
Findling. „Oft lassen sich dabei mit dem Einsatz des richtigen Käfigs<br />
sehr gute Ergebnisse erzielen.“ So kam in einer Sägemaschine ein<br />
Pendelrollenlager mit Stahlblech zum Einsatz, aufgrund der geringen<br />
Belastung hatten sich jedoch die Wälzkörper verklemmt und<br />
erzeugten beim Losbrechen ein quietschendes Geräusch. Ein Messing-Massivkäfig<br />
mit einer höheren Wälzkörperführung konnte das<br />
Problem nachhaltig beheben.<br />
Ein weiteres Beispiel: In einem Roboterarm kamen Lager mit genieteten<br />
Blechkäfigen zum Einsatz, die jedoch vorzeitig ausfielen.<br />
Die genaue Untersuchung des vorliegenden Systems zeigte für den<br />
Einsatz von Nietkäfigen unzulässige Vibrationen. „Vernietungen<br />
dürfen keinesfalls Vibrationen ausgesetzt werden, weil immer<br />
Rissgefahr besteht“, erläutert Klaus Findling. „Wir empfahlen als<br />
Alternative einen Kunststoffkäfig, der sich für hohe Stoßbeanspruchungen<br />
eignet.“ Als Werkstoff für solche Käfige kommt z. B. glasfaserverstärktes<br />
Polyamid 66-GF zum Einsatz: Die daraus gefertigten<br />
Käfige trotzen Vibrationen und hohen Beschleunigungen und<br />
besitzen zudem besonders gute Gleit- und Notlaufeigenschaften.<br />
Lagerluft optimal auslegen<br />
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der richtigen Spezifikation eines<br />
Lagers ist die Lagerluft. Unterschieden wird generell zwischen radialer<br />
und axialer Lagerluft: Nach DIN 620-4 definiert die radiale<br />
Lagerluft im nicht montierten Zustand den Freigang des Innenrings<br />
in radialer Richtung. Sie wird über die Kugelsortierung im Lager beeinflusst.<br />
Je höher die Lagerluftklasse, desto größer das Spiel im<br />
Lager. Die axiale Lagerluft hingegen beschreibt den Freigang des<br />
Innenrings in axialer Richtung. Sie resultiert aus der Innenkonstruktion<br />
des Lagers, wie z. B. der Schmiegung der Ringe. „Bei der Wahl<br />
der Lagerluft gilt es einige grundlegende Regeln zu befolgen“, betont<br />
Klaus Findling. „Z. B. wird bei Hochtemperatur-Anwendungen generell<br />
eine höhere Lagerluft empfohlen.“ Der Grund: Wenn sich<br />
die Lager thermisch ausdehnen, ergibt sich zwischen Innen- und<br />
Außenring eine Temperaturdifferenz und die Lagerluft nimmt ab.<br />
Optimale Passung beugt Verschleiß vor<br />
Außer den Käfigen und der Lagerluft ist auch die Passung von hoher<br />
Bedeutung für die Leistungsfähigkeit eines Lagers. Das zeigt sich an<br />
einem weiteren Praxisbeispiel: Ein auf Antriebstechnik spezialisiertes<br />
Unternehmen hatte Rillenkugellager einer höheren Leistungsklasse<br />
bezogen, die allerdings frühzeitig einen Wälzlagerschaden<br />
erlitten. „Im vorliegenden Anwendungsfall war die Passung vom<br />
Wälzlager ungünstig gewählt worden“, so Klaus Findling. „Im Gehäuse<br />
des Getriebes waren an den Passflächen Passungsrost und<br />
Schleifspuren zu erkennen.“ Die Verschleißpartikel hatten sich im<br />
Lagerinneren angereichert und zu weiterem Verschleiß bzw. Materialabtrag<br />
auf den Laufbahnen geführt, wobei es im Endstadium zu<br />
Laufgeräuschen und schließlich zu Ausbrüchen an Kugeln sowie<br />
Laufbahnen gekommen war.<br />
Um solche Probleme zu vermeiden, sollte sich die Passungswahl<br />
immer nach dem Belastungsverhältnis der Ringe richten. Der<br />
Lagerring mit Umfangslast benötigt einen Festsitz, um beim Abwälzen<br />
des Lagers Schlupf und somit Abrieb an der Passung zu verhindern.<br />
Wenn die Belastungsrichtung unbestimmt bzw. wechselnd<br />
ist, wird ein Festsitz für beide Lagerringe empfohlen. Je größer die<br />
Belastung ist, desto größer sollte das Passungsübermaß gewählt<br />
werden, wobei dabei zu beachten ist, dass eine Übermaßpassung<br />
die Lagerluft verringert. Anwender sollten zudem eine axiale Verschiebbarkeit<br />
des Loslagers sicherstellen.<br />
Weg zum optimalen Wälzlager<br />
Wer sich bezüglich der Auswahl von Käfigen, Lagerluft und Passungen<br />
unsicher ist, sollte sich an einen Experten wenden. Bei<br />
einer professionellen Anwendungsberatung von Findling Wälzlager<br />
werden die Anforderungen der jeweiligen Applikation genau<br />
analysiert. „Wir arbeiten mit professionellen Computersimulationen<br />
und natürlich mit unseren Abeg-basierten Berechnungsprogrammen“,<br />
erläutert Klaus Findling. „Der Kunde erhält von uns auf<br />
Wunsch eine genaue Spezifikation der benötigten Lagertechnik<br />
inklusive Bemusterungen.“<br />
Für Anwender, die lieber selbst Expertenwissen aufbauen wollen,<br />
bietet das Karlsruher Unternehmen ein Weiterbildungsprogramm<br />
an. Die Teilnehmer lernen z. B., technische Ursachen für die Preisunterschiede<br />
von Anbietern zu verstehen, Angebote vergleichbar<br />
zu machen und eine Spezifikation nach technischen wie kaufmännischen<br />
Merkmalen zu erstellen. Ein spezielles Teambuilding-<br />
Modul stellt darüber hinaus sicher, dass Entwicklung, Einkauf und<br />
Qualitätssicherung Hand in Hand arbeiten. Die Belohnung für eine<br />
abgestimmte Arbeit sind Einsparungen in den Beschaffungskosten<br />
von 20 bis 60 %.<br />
www.findling.com<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 25
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Für die Betriebsoptimierung wichtig<br />
Bestimmung und Berechnung der Gehäusefestigkeit für montierte Lagereinheiten<br />
Stehlager werden von Konstrukteuren<br />
für eine Vielzahl von anspruchsvollen<br />
Anwendungen eingesetzt. Um das für<br />
einen optimalen Betrieb adäquate<br />
Wälzlager auswählen zu können,<br />
sind Daten, die Aufschluss über<br />
die Leistungsanforderungen<br />
an die Gehäusefestigkeit<br />
geben, zentral.<br />
Die Anforderungen in Industriebetrieben führen dazu, dass<br />
Wälzlager härter und länger beansprucht werden. Dies gilt folglich<br />
auch für die entsprechenden Gehäuse. Anwendungen mit Belastungen<br />
in mehreren Richtungen erfordern Gehäuse, die diese<br />
Lasten zusammen mit dem verwendeten Wälzlager aufnehmen<br />
können. Konsistente Daten zur Gehäusefestigkeit sind daher unabdingbar.<br />
Die Gehäuse müssen in diesen Anwendungen extreme<br />
Kräfte aus unterschiedlichen Richtungen aufnehmen. Die Lager<br />
müssen sich in Positionen montieren lassen, in denen die Last<br />
nicht direkt durch das Lagerunterteil aufgebracht wird. Derartige<br />
Ausrichtungen sind häufig in großen Förderanlagen und in extremen<br />
Anwendungen wie industriellen Zerkleinerern oder Schlagmühlen<br />
vorzufinden.<br />
Beim Austausch von Stehlagern stellt sich häufig die Frage nach der<br />
Last, die auf das Wälzlager aufgebracht werden kann. Die Antwort ist<br />
für die Wahl eines geeigneten Lagers für die jeweilige Anwendung<br />
von entscheidender Bedeutung. Die Gehäuse-Geometrie von Stehlagern<br />
kann je nach Größe und Art der unterstützten Wälzlager komplex<br />
und unterschiedlich ausfallen – die Abschätzung der Gehäusefestigkeit<br />
ist daher keine leichte Aufgabe. Daher setzt Timken bei der<br />
Ermittlung von Daten zur Gehäusefestigkeit auf eine Testmethodik,<br />
die hochentwickelte Modellierungsverfahren und experimentelle<br />
Prüfungen kombiniert, gestützt von praktischen Erfahrungen.<br />
nehmens auf dem Gebiet der Metallurgie berücksichtigt: Die Finite-<br />
Elemente-Analyse (FEA) wird mit experimentellen Prüfungen kombiniert,<br />
um kalibrierte Modelle zu erhalten, aus denen sich die<br />
statische Grenzfestigkeit des Lagergehäuses berechnen lässt. Damit<br />
wurden Konstruktionsregeln zur Gehäusefestigkeit aufgestellt, und<br />
die entsprechenden Festigkeitswerte wurden veröffentlicht.<br />
Zur Beschreibung mithilfe des FEA-Modells werden zunächst<br />
dreidimensionale Festkörpermodelle der Gehäuse gefertigt. Um die<br />
Modellgröße und die anschließende Berechnungszeit zu reduzieren,<br />
wurde auf Basis der Belastung und der symmetrischen Geometrie<br />
ein Halbmodell erstellt. Diese Modelle wurden zunächst berechnet,<br />
um einen groben Schätzwert für die Bruchfestigkeit der Prüflinge zu<br />
erhalten, um wiederum damit die Anforderungen für den Experiment-Aufbau<br />
abschätzen zu können. Die im Experiment validierten<br />
Versagenskriterien dienten später zur Modell-Verfeinerung.<br />
Die Gehäuse montierter Lager bestehen häufig aus Gusseisen,<br />
das sich durch eine relativ hohe Struktursteifigkeit, Druckfestigkeit<br />
und Korrosionsbeständigkeit auszeichnet. Manche Anwendungen<br />
erfordern jedoch sehr hohe Stoßlasten oder eine nicht-horizontale<br />
Montage der Wälzlager. Die Festigkeit von Gusseisen reicht dafür<br />
nicht aus. Alternativ kann in diesen Fällen hochfester Stahlguss als<br />
Die Testmethodik<br />
Es bestehen vielfältige Möglichkeiten Lasten auf Stehlager aufzubringen.<br />
Die Prüfung eines jeden Gehäuses bis zum Versagen in<br />
allen Belastungsausrichtungen ist wenig praktikabel. Vielmehr wird<br />
ein konsistentes Modellierungsverfahren benötigt, das die verfügbaren<br />
Daten optimal nutzt.<br />
Timken hat eine Methode zur Erzeugung von Daten zur Bruchfestigkeit<br />
entwickelt, die Laborprüfungen, hochentwickelte Modellierungsberechnungen<br />
und die langjährige Erfahrung des Unter-<br />
Florin Constantin ist Principal Application Engineer bei<br />
The Timken Company in Colmar/Frankreich<br />
01 In diesem Beispiel ist der Werkstoff als Stahlguss AISI 1035<br />
definiert, wobei Dehnungsprüfungsdaten aus mehreren Gießereien<br />
gesammelt wurden<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
02 In diesem Gehäuse ist die Spannungskonzentration im Bereich der<br />
Schmierlöcher am höchsten<br />
03 Dehnungs-Konturdiagramm<br />
Werkstoff verwendet werden. Dessen Streckfestigkeit ist ungefähr<br />
doppelt so hoch wie die des vergleichbaren Gusseisens, und er bietet<br />
in anspruchsvollen Anwendungen eine höhere Bruchbeständigkeit.<br />
Gusseisen mit Kugelgraphit zeichnet sich ebenfalls durch eine<br />
weitaus höhere Festigkeit als Gusseisen aus und kann für bestimmte<br />
Gehäuse-Geometrien vorteilhaft sein. Mithilfe der FEA-Modellierung<br />
kann Timken korrekte Bruchdehnungs- und Spannungswerte<br />
berechnen und bestimmen.<br />
Physikalische Prüfungen<br />
Die Grundlage für die Annahmen der FEA-Simulation bildeten<br />
die Werte aus bis zum Bruch belasteten Gehäuse. Dafür wurden<br />
Timken-Gehäuse unterschiedlicher Größen in eine mit einem Universalwerkzeug<br />
ausgestattete Hydraulikpresse eingespannt und<br />
unter einer Reihe verschiedener Belastungen getestet. Das Werkzeug<br />
kann je nach Einrichtungskonfiguration Gehäuse bei Belastungsrichtungen<br />
von 180, 150 und 90° brechen – übliche Winkel,<br />
denen Stehlager in der Praxis ausgesetzt sind. Da die für den Bruch<br />
geschätzte Belastung die statische Grenzlast der Lager übersteigen<br />
könnte, wurden in den Versuchen keine Lager verwendet, sondern<br />
Rundstäbe. Physikalisch getestet wurden verschiedene Bauformen<br />
ungeteilter und geteilter Lager.<br />
Jeder Test wurde unter Verwendung entsprechend kontrollierter<br />
Belastungszyklen vorgenommen. Hydraulikflüssigkeit wurde mithilfe<br />
eines Steuerventils langsam an den Belastungskolben abge-<br />
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
24.–28. April <strong>2017</strong><br />
Halle 11, Stand C03<br />
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Mit unserer Entwicklungskompetenz begleiten wir Sie Schritt für Schritt.
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
04 Bruch des geteilten Gehäuses<br />
05 Finite-Elemente-Analyse des geteilten Gehäuses<br />
geben. Ein Computer zeichnete die Belastungsdosen während des<br />
gesamten Tests auf, sodass sich die maximalen Belastungswerte<br />
bestimmen ließen.<br />
In jeder Belastungsrichtung wurden Wiederholungstests mit<br />
mehreren Prüflingen vorgenommen. Die Testergebnisse ergaben<br />
variable Ergebnisse sowohl in der Belastungshöhe als auch in der<br />
Position der Bruchstelle. So wies z. B. ein Gehäuse mit vier Schrauben<br />
drei verschiedene Versagenspositionen auf, wenn die Belastung<br />
in 180°-Richtung erfolgte. Die Befestigungsschrauben durch<br />
den Flansch des Unterteils mussten bei jedem Test unterstützt werden,<br />
um ihren Bruch zu vermeiden und stattdessen einen Bruch<br />
des Gehäuses zu forcieren. Selbst bei Verwendung von hochwertigen<br />
Schrauben der Festigkeitsstufe 9 war dies erforderlich.<br />
Die Methodik zur Analyse und Prüfung geteilter Gehäuse war<br />
ähnlich wie die für ungeteilte Gehäuse. Die Prüfungen zeigten, dass<br />
Gehäuse aus Gusseisen einen spröderen Versagensmodus mit geringer<br />
Deformierung vor dem eigentlichen Bruch aufwiesen. Die<br />
Bruchlasten waren aufgrund der unterschiedlichen Materialfestigkeit<br />
niedriger als bei Stahlguss. Sphärogussgehäuse zeigten eine<br />
größere Dehnung beim Bruch als Gehäuse aus Grauguss, die aber<br />
nicht so groß war wie bei Bauteilen aus Stahlguss.<br />
Testergebnisse für die Gehäusefestigkeit<br />
Die Methode zur Bestimmung der Gehäusebruchfestigkeit unterstützt<br />
Maschinenkonstrukteure und Endanwender bei der Entscheidungsfindung<br />
eines je Anwendungsanforderung adäquaten<br />
Timken-Gehäuses. Zudem konnte Timken mit dem Prüfverfahren<br />
neben der Festigkeit seiner Werkstoffe auch die besonderen Anwendungen,<br />
in denen die montierten Wälzlager und Gehäuse optimal<br />
arbeiten, bestimmen. Schätzwerte für die Gehäusefestigkeit konnten<br />
durch schlüssige Daten gestützt werden.<br />
Die Ausfallmodi können je nach Gussteilgeometrie, Gussteilwerkstoff<br />
und Gehäuseschraubengröße und -qualität variieren.<br />
Geteilte Gehäuse lassen sich leichter montieren und können die<br />
Gesamtkosten für die Montage reduzieren. Sie bieten jedoch nicht<br />
dieselbe Festigkeit wie vergleichbare einteilige ungeteilte Gehäuse.<br />
Die Festigkeitswerte ungeteilter Gehäuse aus Stahlguss übertreffen<br />
die Traglast der verbauten Lager, unabhängig von der Belastungsrichtung.<br />
Den Werten für die Gehäusefestigkeit ungeteilter Lager<br />
wurden minimale Materialeigenschaften zugrunde gelegt.<br />
Grauguss weist bei wechselnden Ausrichtungen eine geringere<br />
Lasttragfähigkeit auf als Sphäroguss. Gleichwohl Grauguss kostengünstiger<br />
als Gusseisen mit Kugelgraphit sein kann, stellt er für<br />
anspruchsvollere Anwendungen mit nicht-horizontal wirkenden<br />
Belastungen mitunter nicht die beste Lösung dar.<br />
Für geteilte Timken-Gehäuse wurden einfach anzuwendende<br />
Richtlinien bei sicheren Lasten entwickelt – wenn die Last nicht<br />
direkt auf das Unterteil einwirkt oder das Unterteil nicht unterstützt<br />
wird. Die sichere Last ist die empfohlene Maximallast, die<br />
ungeachtet der Belastungsrichtung auf das Gehäuse aufgebracht<br />
werden kann. In den Richtlinien für sichere Lasten für geteilte<br />
Gehäuse sind die Bruchfestigkeiten von Gehäuse und Gehäuseschrauben<br />
berücksichtigt.<br />
Für die Material-Bruchfestigkeit geteilter Gehäuse wird der<br />
Sicherheitsfaktor 5, für die Bruchfestigkeit der Gehäuseschrauben<br />
der Sicherheitsfaktor 3 verwendet. Für sicherheitskritische Anwendungen<br />
können zusätzliche Sicherheitsfaktoren angewandt<br />
werden. Die Werte für sichere Lasten gelten nur dann, wenn das<br />
Gehäuse ordnungsgemäß mit der Unterstruktur verbunden wurde<br />
und die Gehäuseschrauben mit dem korrekten Drehmoment angezogen<br />
wurden.<br />
Leicht verwertbare Daten<br />
Durch die Verwendung von FEA-Ergebnissen und solchen aus<br />
Praxis-Tests hat Timken eine Methodik zur Vorhersage der Gehäusefestigkeit<br />
geschaffen, ohne dass jede einzelne Einheit selbst getestet<br />
werden muss. Durch die Kombination aus hochentwickelter Modellierung<br />
und praktischer Erfahrung kann Timken Aussagen zur<br />
Gehäusefestigkeit seines Stehlager-Sortiments in Form von Richtwerten<br />
treffen – und damit leicht zugängliche und verwertbare Daten<br />
für die zunehmend anspruchsvolleren Anforderungen in der<br />
Schwerindustrie liefern.<br />
www.timken.de<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Vielfältige Lösungen mit Linearführungen<br />
Das umfangreiche Lieferprogramm von<br />
IBC hält für den Bereich Antriebstechnik<br />
viele Lösungen mit Linearführungen parat.<br />
Bei laufrollengeführten Systemen werden<br />
montagefreundliche Kombinationen von<br />
abgedichteten Laufwagen mit speziell<br />
profilierten Fest- und Loslager-Führungsschienen<br />
angeboten. Die Führungsschienen,<br />
die an ihren Enden aufeinander<br />
abgestimmt sind, können quasi in<br />
beliebigen Längen bezogen werden. Ein<br />
vielfältiges Programm an Teleskopführungsschienen erlaubt einerseits kompakte<br />
Lösungen mit kurzen Anschraublängen, andererseits auch Schwerlastauszüge von<br />
etwa 2 m Länge. Sicherung in der Endposition ist über federnde, einrastende<br />
Elemente optional möglich. Im Bereich Automation werden Kugelgewindetriebe<br />
für Verstellbewegungen eingesetzt. Der Hersteller bietet hierzu ein umfangreiches<br />
Programm von abgedichteten Einzellagern bis zu anschraubbaren Lösungen in<br />
Flansch- oder Stehlagerversion an. Insbesondere die kompakte Flanschversion<br />
mit Schraubenlöchern der Serie BSDF ist gefragt.<br />
www.ibc-waelzlager.com<br />
Kegelrollenlager im Fokus<br />
Das Unternehmen Timken präsentiert Ergänzungen seines Sortiments an Kegelrollenlagern.<br />
Neue Modelle gibt es z. B. bei den einreihigen Kegelrollenlagern und<br />
Lagerbausätzen in metrischen Größen. Optimierte Materialien, Oberflächen,<br />
Geometrien und Designs stehen für gute Laufruhe, höhere Tragzahlen, eine<br />
längere Lebensdauer und verbesserte Lagerkennzahlen. Auch das Angebot an<br />
Pendelrollenlagern und Wälzlager-Gehäuseeinheiten wurde erweitert. Die<br />
Revolvo-Quick-Fit-Serie mit Rollenlagern z. B. erleichtert den<br />
Einbau von geteilten Gehäuseeinheiten bei Anwendungen<br />
mit begrenztem Zugang. Das Design mit 45°-Teilung<br />
reduziert Montagezeiten deutlich. Ein neuer Schwerpunkt<br />
im Programm sind außerdem Elastomerkupplungen:<br />
Das Quick-Flex-System wurde für<br />
anspruchsvolle Aufgaben entwickelt. Die Kupplungen<br />
lassen sich einfach installieren und benötigen keine<br />
Schmierung. Der Polyurethaneinsatz kann ohne<br />
Demontage weiterer Teile ersetzt werden.<br />
www.timken.com<br />
[<br />
]<br />
... was man kaum sieht<br />
Wälzlager mit vergrößerter, radialer Lagerluft<br />
Zusätzlich zu den verschiedensten Wälzlagern in Standardausführung hat Mädler<br />
jetzt auch Kugel- und Rollenlager in Ausführung C3 mit vergrößerter Lagerluft im<br />
Sortiment. Die Größe der Lagerluft ist keine Frage der Qualität, sondern muss zum<br />
Einsatzfall passen. Die meistverwendeten Wälzlager haben die normale Lagerluft.<br />
Wälzlager in Ausführung C3 haben eine größere radiale Lagerluft. Dadurch ergibt<br />
sich je nach Bauart des Lagers auch ein größeres axiales Lagerspiel. Das vergrößerte<br />
Radialspiel dient zum Ausgleich von großen Temperaturunterschieden zwischen<br />
Innen- und Außenring oder von Verformungen<br />
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Axialspiel kann zum Ausgleich großer<br />
Toleranzen der umliegenden Bauteile genutzt<br />
werden. Damit können die Toleranzen von<br />
Einbauräumen, Lagersitzbreiten und Distanzbuchsen<br />
gröber gewählt und diese Bauteile<br />
kostengünstiger hergestellt werden.<br />
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WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Kompetente Beratung senkt Stillstands- und<br />
Wartungskosten<br />
In einer Großmolkerei kam es zu häufigen Ausfällen von Wälzlagern in<br />
einer zentralen Förderstrecke. Weil diese Lager in einem schwer zugänglichen<br />
Anlagenbereich installiert waren, gab es keine Möglichkeit der<br />
Nachschmierung. Deshalb mussten die Lager in<br />
Abstand von zehn Wochen ausgetauscht werden.<br />
Wälzlager-Spezialisten von NSK mit Branchenkompetenz<br />
in der Nahrungsmittelindustrie<br />
untersuchten die Anwendung sowie die<br />
Umgebungsbedingungen vor Ort im Rahmen des<br />
Added Value Programme (AIP). Sie schlugen vor,<br />
die vorhandenen Lager gegen Gehäuselager mit<br />
Molded-Oil-Lagereinsätzen auszutauschen.<br />
Molded-Oil ist ein Harz mit inkorporiertem<br />
Schmierstoff, der nach und nach aus dem Harz<br />
freigesetzt wird. Auf diese Weise kann man auf<br />
eine Lagerbefettung verzichten und muss nicht<br />
nachschmieren. Dadurch wird die Produktionsumgebung<br />
nicht durch Schmierstoffe verunreinigt. NSK empfahl außerdem<br />
die Verwendung von korrosionsbeständigen Polymer-Lagergehäusen der<br />
Silver-Lube-Baureihe. Sie sind mit Dichtungen aus Nitrilkautschuk<br />
ausgestattet, von der NSF zertifiziert und in vier verschiedenen Geometrien<br />
verfügbar. Sie eignen sich für den Einsatz bei Temperaturen von – 20 bis<br />
+ 90 °C und zeichnen sich durch lange Lebensdauer bei niedrigen Lebenszykluskosten<br />
aus. Die Kombination aus korrosionsbeständigen Silver-Lube-<br />
Lagergehäusen und den Dichtungs- und Schmiereigenschaften der<br />
Molded-Oil-Lagereinsätze steht dem Anwender mit den NSK-Lagern der<br />
Life-Lube-Serie zur Verfügung. Sie wurden dezidiert für Anwendungen<br />
entwickelt, in denen der Kontakt des Lagers mit Prozess- oder Reinigungsflüssigkeiten<br />
nicht ausgeschlossen werden kann. Die Wälzlager sind mit<br />
Bohrungsdurchmessern von 20 bis 40 mm verfügbar – als Stehlager,<br />
Flanschlager mit zwei oder vier Befestigungslöchern sowie als Spannkopflagereinheiten.<br />
Tests der Molkerei mit den Life-Lube-Lagern zeigten,<br />
dass sich die Lagerlebensdauer in der Förderanlage von zehn Wochen auf<br />
über ein Jahr erhöhte. Nach dem Wechsel spart die Molkerei pro Jahr<br />
umgerechnet rund 12 000 Euro.<br />
www.nskeurope.de<br />
Leistungsoptimierungen<br />
für Stehlager<br />
Koyo Bearings, ein Unternehmensbereich der<br />
JTEKT Corporation, stellt seine neue Produktreihe<br />
mit hochleistungsfähigen JHS-3i Stehlagern<br />
vor. Die neue Generation bietet Leistungsoptimierungen<br />
durch Verbesserungen des<br />
Gehäuses, der Dichtung und des verwendeten<br />
Schmiermittels. So weist das Gehäusedesign<br />
jetzt eine flache Unterseite auf, wodurch ein<br />
präziserer Einbau und ein solider Sitz des<br />
Stehlagers am Rahmen erzielt werden.<br />
Hierdurch wird eine höhere Stabilität erreicht<br />
und Vibrationen werden eliminiert. Darüber<br />
hinaus kann durch das verbesserte Design der<br />
Dichtung mit Lippe zur Innenseite der Schmierstoff<br />
während des Betriebs zu den Kugeln und<br />
zur Laufbahn zurückfließen. Das resultiert in<br />
einer verbesserten Schmierleistung und einer<br />
höheren Lebensdauer der Lager. Eine weitere<br />
Verbesserung ist der neu eingesetzte hochwertige<br />
Lithium-Complex-Schmierstoff, der u. a. einen<br />
erweiterten zulässigen Temperatur- und<br />
Drehzahlbereich, Beständigkeit gegen Wasserverschmutzung,<br />
Vibration und hohen Druck<br />
sowie gegen hohe Lasten und Stoßbelastung<br />
bietet.<br />
www.koyo.eu<br />
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Kugellager und Rollenlager<br />
von 30 mm bis 1600 mm Außendurchmesser<br />
in verschiedenen Ausführungen<br />
Spindeleinheiten<br />
Bohr-, Fräs- und Drehspindeln<br />
Spindeln mit angeflanschtem<br />
bzw. integriertem Motor<br />
Spindeln für spezielle Einsatzgebiete<br />
Rekonditionierung<br />
von Wälzlagern<br />
Spindel- und Lagerungstechnik<br />
Fraureuth GmbH<br />
Fabrikgelände 5<br />
D-08427 Fraureuth<br />
Tel.: +49 (0) 37 61 / 80 10<br />
Fax: +49 (0) 37 61 / 80 11 50<br />
E-Mail: slf@slf-fraureuth.de<br />
www.slf-fraureuth.de<br />
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30 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Schmierstoff für lange Laufzeiten<br />
Für die Langzeitschmierung von hoch beanspruchten<br />
Wälzlagern hat Klüber das Klübersynth BHE 46-403<br />
entwickelt. Das vollsynthetische Hochtemperaturfett ist<br />
über einen weiten Gebrauchstemperaturbereich einsetzbar.<br />
Die Additivierung schützt vor Verschleiß sowie Korrosion<br />
und reduziert so den Reibungswiderstand über lange<br />
Laufzeiten. Es eignet sich insbesondere für Kegelrollenlager,<br />
Zylinderrollenlager und Pendelrollenlager, z. B. in<br />
den Radlagern von Automobilen, den Transporteinheiten<br />
der Stahlindustrie, in Maschinen der Land- und Bauwirtschaft,<br />
in Förderanlagen, Textil- oder Papiermaschinen. Auch als Dichtfett zur<br />
Schmierung von Wälzlagerdichtungen kann es verwendet werden. Auf diese<br />
Weise kann auch die Anzahl unterschiedlicher Fette reduziert werden, was die<br />
Gefahr von Verwechslungen minimiert.<br />
www.klueber.com<br />
Einbaufertige, kompakte Kombinationslösung<br />
Die Präzisionslager der RTB-Serie aus dem Hause Rodriguez bestehen aus zwei<br />
Axiallagern und einem Radiallager. Die große Anzahl an Rollen in den Axialkäfigen,<br />
der lineare Kontakt der Wälzkörper sowie die präzise Verarbeitung der<br />
Lager stellen ein hochgenaues und kippsteifes Verhalten sicher. So erfüllen die<br />
Präzisionslager problemlos die hohen Anforderungen der spanenden Bearbeitung<br />
an Genauigkeit, Tragfähigkeit und Steifigkeit. Für den Einsatz in Torque-getriebenen<br />
Rundtischen sind die Axial-Radial-Zylinderrollenlager des Typs RTB auch mit<br />
einem integrierten Winkelmesssystem (RTB... AMS) verfügbar.<br />
www.rodriguez.de<br />
Inserentenverzeichnis Heft 4/<strong>2017</strong><br />
ACE Stoßdämpfer, Langenfeld.................................113<br />
Ackermann, Gladenbach............................................. 14<br />
AMA Service, Wunstorf...................................................3<br />
ASTRO Motorengesellschaft, Langen....................114<br />
ate, Leutkirch.................................................................113<br />
Automation24, Essen................................................... 13<br />
Baumüller Holding, Nürnberg................................... 35<br />
Beckhoff Automation, Verl.......................................... 55<br />
B&R Industrie-Elektronik, Bad Homburg............... 17<br />
BRECO Antriebstechnik, Porta Westfalica....... 29,31<br />
Bühler Motor, Nürnberg.............................................. 61<br />
CANTONI MOTOR, Cieszyn (Polen)........................... 63<br />
C + M, Issum.................................................................... 29<br />
COG Gehrckens, Pinneberg......................................... 81<br />
ContiTech, Hannover.................................................... 39<br />
Dold & Söhne, Furtwangen...........................................8<br />
Eichenberger Gewinde,<br />
Burg/AG (Schweiz)......................................................... 99<br />
EMOD Motoren, Bad Salzschlirf................................ 59<br />
Faulhaber, Schönaich.......................................Halfcover<br />
FUSS-EMV, Berlin............................................................ 69<br />
Geiss, Sulzbach............................................................... 57<br />
GSC Schwörer, Eisenbach..........................................102<br />
Hagmann, Hattenhofen............................................111<br />
Harmonic Drive, Limburg............................................ 91<br />
Heinrichs, Dommershausen...................................... 56<br />
Hilger u. Kern, Mannheim........................................... 87<br />
igus®, Köln......................................................................112<br />
IMI Precision Engineering, Norgren, Alpen........... 12<br />
JTEKT Europe Bearings, Almere (Niederlande)........9<br />
JVL Industri Elektronik, Birkerød (Dänemark)....... 94<br />
KISSsoft, Bubikon (Schweiz)....................................... 57<br />
KML Linear Motion, Wien (Österreich)................... 95<br />
KNAPP Wälzlagertechnik, Waiblingen.................... 19<br />
Koch, Ubstadt-Weiher...............................................4.US<br />
KTR Systems, Rheine........................................................5<br />
Lapp, Stuttgart................................................................ 27<br />
Lenze SE, Aerzen...........................................................101<br />
Liebherr-Werk, Biberach.............................................. 65<br />
LMT Fette, Schwarzenbek.........................................2.US<br />
LTI Motion, Lahnau........................................................ 71<br />
maxon motor, München............................................. 11<br />
Mayr, Mauerstetten...................................................... 33<br />
Mechatronic News Köhler + Partner,<br />
Buchholz, MN1-MN11...........................................41-51<br />
MICRO-EPSILON MESSTECHNIK, Ortenburg............7<br />
Mitsubishi Electric Europe, Ratingen................ 15,16<br />
Nachi Europe, Krefeld................................................... 75<br />
Neugart, Kippenheim................................................... 79<br />
Oswald Elektromotoren, Miltenberg....................115<br />
Platestahl, Lüdenscheid............................................... 94<br />
PWB encoders, Eisenach............................................114<br />
Rauschert, Pressig.......................................................... 14<br />
RINGSPANN, Bad Homburg........................................ 85<br />
Rotor Clip, Somerset, New Jersey (USA)................. 10<br />
R+W Antriebselemente, Klingenberg...................... 23<br />
Siemens AG, Industry Sector;<br />
Drive Technologies, Bocholt....................................... 37<br />
SINADRIVES Deutschland, München....................103<br />
SLF Spindel- u. Lagerungstechnik, Fraureuth....... 30<br />
SUMITOMO (SHI) CYCLO DRIVE,<br />
Markt Indersdorf............................................................ 97<br />
SycoTec, Leutkirch.......................................................... 81<br />
TANDLER, D;Bremen...................................................107<br />
TWK-ELEKTRONIK, Düsseldorf................................... 60<br />
WISTRO, Langenhagen................................................. 60<br />
ZAE-AntriebsSysteme, Hamburg............................105<br />
Beilage: easyFairs Deutschland, München<br />
(Teilbelegung)<br />
[GESCHLOSSENLEBE<br />
NSMITTELKONFORM ]<br />
DER BRECOprotect<br />
Beste Zahnriemenqualität aus<br />
Porta Westfalica, verbaut in<br />
Ihrer Anlage.<br />
Das ist Bewegung.<br />
was man kaum sieht
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Das geht aber schnell<br />
Wie man in Sekunden zum passenden Getriebe kommt<br />
Vorgegebener Motor oder<br />
definierte Applikation – in beiden<br />
Fällen zeigt der Konfigurator dem<br />
Anwender nach nur wenigen Klicks<br />
das optimale Getriebe bezüglich<br />
Energieeffizienz, Leistung und<br />
Baugröße. Darüber hinaus werden<br />
auf übersichtliche Weise weitere<br />
Getriebeoptionen vorgeschlagen.<br />
Konfigurationen werden zu einer<br />
schnellen und sicher lösbaren<br />
Aufgabe.<br />
Der Sizing Assistant ist eine webbasierte<br />
Anwendung (www.sizing-assistant.de),<br />
die ohne Passwort und Login genutzt werden<br />
kann. Sie ist in mehreren Sprachen verfügbar<br />
und greift auf mehr als 14 000 Motorvarianten<br />
von über 50 Herstellern sowie<br />
die umfangreiche Getriebedatenbank von<br />
Wittenstein Alpha zu. Das Auslegungstool<br />
minimiert den Berechnungs- und Zeitaufwand<br />
bei der Getriebeauswahl erheblich,<br />
da es nur wenige Informationen und Parameter<br />
benötigt, um passende Getriebelösungen<br />
zu identifizieren und in einer<br />
Eignungshierarchie darzustellen. Zum Abschluss<br />
kann der Bediener direkt detaillierte<br />
Informationen und Dokumentationen<br />
ausdrucken sowie 3D-CAD-Daten in<br />
verschiedenen Datenformaten, z. B. STEP<br />
oder IGES, anfordern.<br />
Timo Markert ist Produktmanager bei<br />
der Wittenstein Alpha GmbH in Igersheim<br />
Einstieg über die Anwendung<br />
oder den Motor<br />
Anwender mit Hauptfokus auf elektrische<br />
Antriebe haben bei der Auswahl der Motor-<br />
Getriebe-Lösungen oft andere Konfigurationswege<br />
als z. B. die Konstrukteure der<br />
Maschinenbauer, die Achsen für ihre Applikationen<br />
auslegen. Beiden Anwendergruppen<br />
erlaubt der Sizing Assistant eine individuelle<br />
Herangehensweise, da der Einstieg<br />
sowohl über den Motor<br />
als auch über die umzusetzende<br />
Applikation<br />
möglich ist. In beiden<br />
Fällen sind nur wenige<br />
Parameter erforderlich,<br />
z. B. Hersteller, Motortyp<br />
und Übersetzung –<br />
oder aber Bewegungsprofil,<br />
Einschaltdauer,<br />
maximale Momente,<br />
Übersetzung und Verdrehspiel.<br />
Optional kann der Anwender<br />
über Eingabefilter den optimalen Getriebetyp<br />
und zusätzliche Auslegungskriterien<br />
wie z. B. Axial- und Radialkräfte individuell<br />
wählen. Wenige Details und wenige Klicks<br />
genügen – und der Konfigurator sucht in<br />
der Getriebedatenbank auf der Basis von<br />
konsistenten und jederzeit aktuellen Produktdaten<br />
die Baureihen von Wittenstien<br />
Alpha nach einer passenden Lösung.<br />
Strukturierte Schnellauswahl<br />
Der Konfigurator richtet sich<br />
ganz bewusst an Anwender,<br />
die den schnellsten Weg zur<br />
Getriebeauswahl für Servoantriebe<br />
oder Kinematiken suchen.<br />
Timo Markert, Produktmanager,<br />
Wittenstein Alpha GmbH, Igersheim<br />
Unmittelbar im Anschluss an die Dateneingabe<br />
führt der Sizing Assistant einen automatischen<br />
Geometrieabgleich zwischen<br />
Motor und Getriebe durch und generiert<br />
zunächst die optimale Empfehlung – das<br />
kleinste passende Getriebe. Dabei werden<br />
neben den technischen Vorgaben auch Anforderungen<br />
an die Leistungs- und Energieeffizienz<br />
sowie an die Wirtschaftlichkeit der<br />
Getriebelösung berücksichtigt. Angezeigt<br />
werden sowohl die unterschiedlichen möglichen<br />
Getriebebauformen – Koaxial- und<br />
Winkelgetriebe – sowie die zugrundeliegenden<br />
Getriebetechnologien – Planeten-,<br />
Kegelrad- und Schneckengetriebe. Parallel<br />
zur Bestlösung präsentiert das Softwaretool<br />
eine Ansicht möglicher Alternativen, die<br />
nach unterschiedlichen Kriterien sortiert<br />
werden können. Der Anwender hat dadurch<br />
die Möglichkeit, mit der Auslegung<br />
zu „spielen“, indem Parameter und Filtereinstellungen<br />
modifiziert werden. Er kann<br />
so erkennen, welche grundsätzlich ebenfalls<br />
in Frage kommenden Alternativen<br />
welche Spielräume eröffnen. So könnte es<br />
sein, dass ähnliche Aufgabenstellungen<br />
unter Umständen mit einer identischen<br />
Getriebevariante gelöst werden können<br />
und so die Typenvielfalt reduziert wird.<br />
Möglicherweise ist ein Getriebe aus der<br />
Vorschlagsliste bereits in der Stückliste vorhanden<br />
und muss nicht mehr neu angelegt<br />
werden. Die strukturierte Schnellauswahl<br />
liefert somit eine eindeutige Empfehlung,<br />
bietet gleichzeitig aber auch die Möglichkeit,<br />
diese im Rahmen einer Gesamtbetrachtung<br />
konstruktiver und wirtschaftlicher<br />
Aspekte einzuordnen und die Auswahl<br />
bei Bedarf anzupassen. Schließlich zeigt der<br />
Konfigurator auch an, in welchem Preisbe-<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
01 Der Sizing Assistant zeigt dem Anwender nach nur wenigen Klicks<br />
das optimale Getriebe<br />
02 Über den „Detail“-Button öffnet sich ein Fenster mit Informationen<br />
zu Getriebeeigenschaften, Leistungsdaten und Motoranbauteilen<br />
reich sich die Getriebelösungen bewegen<br />
und welche von ihnen kurzfristig verfügbar<br />
sind. Nach der Produktauswahl kann der<br />
Anwender dann online eine direkte Angebotsanfrage<br />
absenden.<br />
Intuitiv bedienen<br />
Die Bedienoberfläche ist auf eine einfache<br />
Dateneingabe und ein klares Design der<br />
vorgeschlagenen Getriebe ausgerichtet.<br />
Einzelheiten zum Motor oder der Applikation<br />
sind entweder bereits gelistet oder<br />
können eingegeben werden. Die erste<br />
Ansicht der Getriebeauswahl informiert<br />
über Baureihe, Typ, Ausführung, Baugröße,<br />
Über setzung und maximal übertragbares<br />
Drehmoment T2α. Beim Klicken auf den<br />
„Detail“-Button öffnet sich ein Fenster mit<br />
detaillierteren Informationen zu Getriebeeigenschaften,<br />
Leistungsdaten und Motoranbauteilen.<br />
Darüber hinaus können das<br />
Datenblatt und die CAD-Daten direkt<br />
abgerufen werden. Kommen mehrere Getriebevarianten<br />
in die engere Wahl, bietet<br />
die Schaltfläche „Vergleichen“<br />
die Möglichkeit, die<br />
Alternativen anhand von<br />
mehr als 20 Merkmalen gegenüberzustellen.<br />
Schnelle Auswahl,<br />
übersichtliche Darstellung,<br />
individuelle<br />
Variations- und<br />
Vergleichsmöglichkeiten,<br />
direkter Abruf<br />
von Dokumenten und<br />
Dateien – der Sizing Assistant<br />
gewährleistet das zeitsparende, fundierte<br />
und transparente Finden des optimalen<br />
Getriebes.<br />
Wenn Details entscheiden<br />
Der Konfigurator richtet sich ganz bewusst<br />
an Anwender, die den schnellsten Weg zur<br />
Getriebeauswahl für Servoantriebe oder<br />
Kinematiken suchen. Geht es um detaillierte<br />
Auslegungsaufgaben – für Hauptachsen,<br />
mit Wellen- und Lagerberechnungen,<br />
03 Das Servo-Schneckengetriebe-<br />
Portfolio V-Drive ist, wie alle<br />
Getriebebaureihen von Wittenstein<br />
Alpha, komplett in den Sizing-<br />
Assistant integriert<br />
die simultane Bearbeitung<br />
beliebig vieler<br />
Achsen innerhalb eines<br />
einzigen Projektes, die Betrachtung von<br />
elektrisch verspannten Antrieben oder<br />
die Optimierung von Auslegungsspielräumen<br />
– ist die multifunktionale Auslegungssoftware<br />
Cymex 5 von Wittenstein Alpha<br />
das richtige Tool. Es bietet zusätzlich eine<br />
integrierte Optimizer- und Master-Slave-<br />
Funktion, eine individuell gestaltbarer<br />
Bedienoberfläche und ist als kostenloser<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 33
Bedarf an<br />
Zahnrädern<br />
wächst<br />
Welche Auswirkungen hat das auf die Zukunft der Verzahnungstechnik?<br />
Durch das zunehmende<br />
Mobilitätsbedürfnis insbesondere<br />
der asiatischen Regionen China und<br />
Indien wächst der Bedarf an PKW<br />
und damit auch das Volumen<br />
benötigter Getriebe stark an.<br />
Aber auch der Bedarf im<br />
weltweiten Maschinenbau<br />
kurbelt die Getriebeproduktion<br />
weiter an. Hersteller müssen sich<br />
also technologisch auf die neuen<br />
Gegebenheiten einstellen.<br />
Dr. Diethard Thomas ist Consultant bei der<br />
LMT Tool Systems GmbH in Oberkochen<br />
Es wird zwar befürchtet, dass von der Elektromobilität<br />
eine Bedrohung für Zahnräder<br />
ausgeht, weil dort die Getriebe wegfallen<br />
könnten. Diese Befürchtung muss jedoch<br />
relativiert werden, weil nicht nur Hybridantriebe<br />
sondern auch rein elektrische Antriebe<br />
weiterhin Zahnräder benötigen, letztere<br />
allerdings mit weniger Stufen. Prognosen<br />
folgend steigt die jährliche Zulassungszahl<br />
von PKW weltweit von 78 Mio. Stück in 2015<br />
um 65 % auf etwa 130 Mio. Stück in 2030 an,<br />
davon etwa 30–40 % mit Stecker. Die Daten<br />
variieren in unterschiedlichen Datenquellen<br />
und sind auch von der Region abhängig.<br />
So wird für China ein wesentlich stärkeres<br />
Wachstum der Elektromobilität prognostiziert<br />
als für Europa oder USA.<br />
Aber auch größere Verzahnungen, z. B.<br />
für Nutzfahrzeuge oder für Windenergieanlagen,<br />
deren Ausbau stark forciert wird,<br />
nehmen weltweit zu. In Summe treiben<br />
neue Technologien den Bedarf an Verzahnungen<br />
an und stellen gleichzeitig hohe<br />
Anforderungen an die Werkzeugexperten<br />
für Verzahnungsfräser. Sie betreffen gesteigerte<br />
Werkzeugleistung, die Bearbeitung<br />
höherfester Materialien, bessere Radqualität<br />
und letztlich die Reduzierung der Cost<br />
per Part.<br />
Für die unterschiedlichen Leistungs- und<br />
Qualitätsanforderungen beim Verzahnen<br />
hat LMT Tools mit den Engineeringexperten<br />
von LMT Fette und gemeinsam mit<br />
Maschinenherstellern, Hochschulen und<br />
Anwendern ein großes Produktportfolio<br />
geschaffen, das von PM-HSS- und Speedcore-Wälzfräsern<br />
über einteilige Hartmetallfräser<br />
(Carbideline-S und Carbideline-<br />
H) bis zu Wendeplattensystemen (Carbideline-I)<br />
reicht.<br />
Qualitätsanforderungen steigen<br />
Bezüglich gesteigerter Anforderungen an<br />
hohe Lebensdauer von Getrieben und geringer<br />
Geräuschentwicklung steigen auch<br />
Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit von<br />
Zahnrädern weiter an. Werkzeugseitig stehen<br />
einteilige Wälzfräser aus PM-HSS,<br />
Speedcore und Hartmetall an der Spitze<br />
der Qualitätsskala. Betrachtet man jedoch<br />
die Gesamtproduktivität dieser Werkzeuge,<br />
muss differenziert werden. Dann sind einteilige<br />
Hartmetallwerkzeuge die erste Wahl.<br />
Für die Fertigung großer Serien im kleineren<br />
Modulbereich sind Vollhartmetall-<br />
Wälzfräser die Lösung. Sie ermöglichen aufgrund<br />
der großen Fertigungspräzision eine<br />
hohe Radqualität bis 6. Auch hoch festes<br />
Material von 1 400 N/mm 2 lässt sich bei<br />
hohen Schnittgeschwindigkeiten und langen<br />
Standzeiten zerspanen. Zur Fertigung<br />
mittlerer Serien im größeren Modulbereich<br />
sind dann Hybridwerkzeuge zu empfehlen.<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Wir zeigen<br />
den Wert von<br />
Industrie 4.0<br />
01 Leistungsfelder<br />
zukunftsweisender<br />
Wälzfräserausführungen:<br />
Speedcore,<br />
VHM-Fräser Carbideline-S,<br />
Hybridwerkzeug<br />
Carbideline-H und<br />
Wendeplattenwerkzeug<br />
Carbideline-I<br />
02 Hybridwerkzeug Carbideline-H ermöglicht<br />
Höchstleistung beim Wälzfräsen<br />
Smartes System für<br />
Predictive Maintenance und<br />
Produktionsoptimierung<br />
03 Anwendungsbeispiel<br />
Zahnrad aus dem<br />
Landmaschinenbau<br />
Vollhartmetall-Wälzfräser und<br />
auch Hybridwerkzeuge besitzen<br />
die generellen Vorteile einteiliger<br />
Werkzeuge, wie hohe Spannutenzahl<br />
bzw. größere effektive Zähnezahl. Damit<br />
werden diese Werkzeuge leistungsstärker,<br />
selbst bei geringerer, nomineller Schnittgeschwindigkeit.<br />
Daraus resultieren letztendlich<br />
reduzierte Radkosten. Außerdem<br />
werden einteilige Werkzeuge nach Standzeitende<br />
in einer der zahlreichen LMT-<br />
Servicestationen in Herstellerqualität<br />
wieder aufbereitet und sorgen für eine<br />
maximale Lebensdauerleistung bei minimierten<br />
Life-Cycle-Kosten.<br />
Vollhartmetall-Wälzfräser haben aber<br />
auch Anwendungsgrenzen, vor allem aufgrund<br />
des höheren Materialpreises und<br />
der damit verbundenen Herstellkosten.<br />
Das führt gegenwärtig zur wirtschaftlichen<br />
Begrenzung der Abmessungspalette bei<br />
Modul 5. Für Hartmetallwerkzeuge im<br />
größeren Bereich bis Modul 12 hat LMT<br />
Fette den neuen Wälzfräser Carbideline-H<br />
entwickelt. Dabei handelt es sich um ein<br />
Werkzeug in Hybrid-Bauweise. Seine Hartmetallschneiden<br />
sind mit dem Trägerwerkzeug<br />
fest verbunden (Hybrid Carbide<br />
Tools). Diese Wälzfräser ermöglichen eine<br />
hohe Verzahnungsqualität bis Güteklasse<br />
AAA. Bevorzugtes Einsatzgebiet liegt im<br />
Nutzfahrzeugbau, im Maschinenbau und<br />
in der Energietechnik.<br />
Sie sind die erste Wahl<br />
dort, wo die Herstellkosten<br />
von Vollhartmetall-Fräsern<br />
zu hoch und<br />
die Qualität der größeren<br />
Wendeplatten-Werkzeuge zu<br />
gering ist. Der Kundennutzen<br />
dieses Neuwerkzeugs lässt sich durch folgendes<br />
Anwendungsbeispiel darstellen.<br />
Hybridtechnologie macht<br />
Wälzfräser schneller<br />
Ein Hersteller aus dem Landmaschinenbau<br />
fertigt Zahnräder aus dem Material C45 mit<br />
einer Produktionsmenge von 25 000 Stück<br />
pro Jahr. Bisher wurden Wendeplatten-<br />
Wälzfräser (effektive Zähnezahl 6,5) eines<br />
Wettbewerbers zum Vor- und Fertigfräsen<br />
eingesetzt. Jeweils drei Räder wurden durch<br />
Paketspannung gleichzeitig bearbeitet. Die<br />
Schnittgeschwindigkeit v c<br />
betrug 180 m/<br />
min bzw. 240 m/min und der Vorschub pro<br />
Werkstückumdrehung f a<br />
lag bei 1,8 bzw.<br />
2,4 mm. Die reine Bearbeitungszeit t e<br />
betrug<br />
4,66 min. Die Wendeplattenfräser erreichten<br />
eine Standmenge von 350 Zahnrädern.<br />
Diese Leistungsdaten reichten dem Anwender<br />
aber nicht aus und er wollte den<br />
Fertigungsprozess effizienter gestalten.<br />
Die Verzahnungsexperten von LMT Tools<br />
schlugen als Problemlösung den neuen<br />
Hybridwälzfräser Carbideline-H vor. In<br />
der angewendeten Ausführung Modul 7<br />
besitzt er 16 Spannuten und bearbeitete die<br />
IoT-Nachrüstung von<br />
Bestands- und Neumaschinen<br />
Planbare Instandhaltung<br />
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24.–28. April <strong>2017</strong><br />
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GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
05 Chronologische Entwicklung der Beschichtungen und Schnittgeschwindigkeiten<br />
zum Wälzfräsen<br />
04 Vergleich von Hauptzeit und Standmenge<br />
eines Wendeplatten-Wälzfräsers mit dem<br />
Carbideline-H<br />
Zahnräder in einem Schnitt mit folgenden<br />
Einsatzdaten: v c<br />
= 170 m/min; f a<br />
= 2 mm/<br />
Wu. Dabei erreichte er eine Standmenge<br />
von 470 Teilen bei einer reinen Bearbeitungszeit<br />
von t e<br />
= 2,93 min.<br />
Mit dem Carbideline-H Wälzfräser konnte<br />
die Hauptzeit somit um beachtliche 37 %<br />
verkürzt werden – bei gleichzeitiger Standmengenerhöhung<br />
um 34 % (Bild 04). Unter<br />
Berücksichtigung weiterer Kostenanteile,<br />
wie Maschinen- und Werkzeugkosten, resultierte<br />
daraus eine Reduzierung der Cost<br />
per Part um 20 %.<br />
Neue Beschichtungen folgen den<br />
hohen Leistungsanforderungen<br />
Die Notwendigkeit der Eigenentwicklung<br />
von speziell auf die jeweilige Anwendung<br />
angepassten Beschichtungen zur benötigten<br />
Effizienzsteigerung beim Wälzfräsen<br />
hat LMT Fette erkannt. Dabei stand auch<br />
immer die Forderung nach hoher Warmhärte<br />
im Fokus, nicht zuletzt um dem<br />
Anwender Schnittwerte auf immer höherem<br />
Leistungsniveau zu ermöglichen.<br />
Nach intensiver Forschung auf eigenen<br />
Beschichtungsanlagen konnte im ersten<br />
Entwicklungsschritt die nanostrukturierte<br />
Multilayer-Beschichtung Nanosphere 2.0<br />
vorgestellt werden.<br />
Dann folgte der zweite Entwicklungsschritt<br />
mit dem Ziel, eine maßgeschneiderte<br />
Beschichtung speziell für die spezifischen<br />
Hochleistungen der Speedcore- und Voll-<br />
hartmetall-Wälz-<br />
fräser zu kreieren.<br />
Es entstand die<br />
Schicht HT (High<br />
Temperature). Auf<br />
Basis einer AlCrN-<br />
Zusammensetzung,<br />
wie sie auch schon bei<br />
der Nanosphere 2.0 gegeben war, konnte<br />
jetzt aber eine noch feinere, nanokristalline<br />
Struktur mit einer zusätzlich verbesserten<br />
Schichthaftung erzeugt werden. Daraus<br />
resultierte eine nochmals deutlich gesteigerte<br />
Verschleißbeständigkeit.<br />
Moderne Schneidstoff-, Geometrie- und<br />
Beschichtungsentwicklungen setzen somit<br />
immer wieder neue Maßstäbe hinsichtlich<br />
Bearbeitungsgeschwindigkeit und Qualität.<br />
So konnten die Schnittgeschwindigkeiten<br />
in den vergangenen 60 Jahren von etwa<br />
70 m/min auf mehr als 350 m/min erhöht<br />
werden, abhängig vom Einsatzfall.<br />
Komplettbearbeitung<br />
spart Investitionen<br />
Eine wichtige Lösung zur Steigerung der<br />
Wirtschaftlichkeit durch Senkung der Cost<br />
per Part besteht auch darin, mehrere<br />
Arbeitsgänge mit demselben Werkzeug<br />
komplett oder aber multifunktional mit<br />
verschiedenen Werkzeugen in einer einzigen<br />
Aufspannung durchzuführen.<br />
Ein Beispiel zur Komplettbearbeitung<br />
großer Innenverzahnungen bietet der<br />
Wälzfräser Gear Runner Internal. Mit diesem<br />
Werkzeug kann eine weitaus höhere<br />
06 Der Gear Runner Internal ist der erste Wendeplatten-<br />
Wälzfräser für große Innenverzahnungen<br />
Teilungsgenauigkeit erreicht werden, als<br />
das im Einzelteilverfahren mit Zahnformfräsern<br />
der Fall ist. Bisher wurden mit Zahnformfräsern<br />
bei identischen Maschinenvoraussetzungen<br />
Teilungsgenauigkeiten von<br />
10 bis 12 erzielt. Mit dem neuen Gear Runner<br />
Internal kann nun im kontinuierlichen<br />
Wälzfräsverfahren gearbeitet werden. Dadurch<br />
sind jetzt Teilungsgenauigkeiten<br />
von 6 bis 7 möglich. Zur Erzeugung dieser<br />
Qualität war bisher eine zusätzliche Schleifoperation<br />
erforderlich. Ein wesentlicher<br />
Anwendernutzen besteht somit darin, auf<br />
einer einzigen Maschine in der geforderten<br />
Qualität komplett zu fräsen, statt auf zwei<br />
Maschinen zu fräsen und zu schleifen.<br />
Neben dem eigentlichen Wälzfräsen<br />
müssen die erzeugten Zähne auch entgratet<br />
und gefast werden. Dafür kommen<br />
häufig unterschiedliche Verfahren, wie<br />
Roll-, Drück-, Schneid- und manuelles<br />
Nacharbeiten zur Anwendung. Diese Methoden<br />
benötigen separate Einrichtungen<br />
und Maschinen und sind daher aufwendig<br />
und teuer. Statt in getrennten Arbeitsprozessen<br />
auf verschiedenen Maschinen zu<br />
fräsen, zu entgraten und zu fasen, werden<br />
die dafür notwendigen Werkzeuge zusammen<br />
auf einen Dorn gespannt. Zum Entgraten<br />
und Fasen hat LMT Fette gemeinsam<br />
mit dem Partner Liebherr in Kempten<br />
ein besonderes Werkzeug entwickelt, den<br />
Chamfercut. Damit wird der gesamte Prozess<br />
optimiert und Fertigungszeiten und<br />
Kosten eingespart.<br />
www.lmt-tools.de<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Hannover Messe<br />
24.–28. April <strong>2017</strong><br />
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Flexibilität, Modularität und Motorenkonformität<br />
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Applikation bereit. Koaxiale und<br />
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GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Getriebeöl-Revolution<br />
Spezialist entwickelt Getriebeölprogramm auf Calciumsulfonat-Basis<br />
Das neue Drei-Schritte-<br />
Getriebeölprogramm von NCH<br />
Europe soll für optimale Schmierung<br />
und kosteneffiziente Wartung und<br />
Instandhaltung sorgen. Zudem<br />
wurde es aufgestockt mit einem<br />
Getriebeöl auf Calciumsulfonat-<br />
Basis, das einen besseren<br />
Korrosionsschutz als herkömmliche<br />
Getriebeöle bietet. Erfahren Sie,<br />
wie das funktioniert.<br />
Maschinenschäden gehören zu den<br />
größten Problemen in Bergbau, industrieller<br />
Fertigung und Schiffsmaschinenbau.<br />
Die Ursache hierfür ist häufig eine schlechte<br />
Schmierung und ein ineffektiver Ansatz für<br />
eine Wartung mit Getriebeöl, was sowohl die<br />
Lebensdauer der Anlagen sowie die Qualität<br />
des Öls selbst reduziert. Das Drei-Schritte-<br />
Getriebeölprogramm von NCH Europe geht<br />
diese Probleme an. Der Prozess soll so vereinfacht<br />
werden, um sicherzustellen, dass der<br />
Endbenutzer das Beste aus seinen Maschinen<br />
und Anlagen macht. Die drei Schritte umfassen<br />
die Nutzung des Ölservice-Programms,<br />
wobei Rückstände entfernt werden und ein<br />
wirksames Öl genutzt wird. „Überraschenderweise<br />
werden lediglich 20 % aller Ölwechsel<br />
zum richtigen Zeitpunkt durchgeführt“, erklärte<br />
Mark Burnett, Vizepräsident der Innovationsplattform<br />
für Schmierstoffe und<br />
Kraftstoffadditive bei NCH Europe. „Das<br />
bedeutet, dass die Mehrheit aller Unternehmen<br />
ihre Maschinen riskieren, indem sie<br />
den Ölwechsel zu spät oder zu früh durchführen<br />
und sich unnötige Kosten anhäufen.<br />
Auf den Zeitpunkt kommt es an<br />
Das Getriebeölprogramm ermöglicht es<br />
Ingenieuren nicht nur, den richtigen Zeitpunkt<br />
für einen Ölwechsel zu ermitteln,<br />
sondern auch die Lebensdauer von Maschinen<br />
sowie des Ersatzöls selbst zu verlängern.<br />
Mit Hilfe folgender Schritte können<br />
Unternehmen einen effektiven und kosteneffizienten<br />
Ansatz für Ölwechsel entwickeln:<br />
Mark Burnett ist Vizepräsident der Innovationsplattform<br />
für Schmierstoffe und Kraftstoffadditive<br />
bei NCH Europe in Bilston/Großbritannien<br />
Mit NOSP und präzisen Analysemethoden<br />
wird der richtige Zeitpunkt für einen Ölwechsel<br />
ermittelt. Dadurch werden Maschinenschäden<br />
und Ausfallzeiten verhindert<br />
und gleichzeitig hilft es dem Endbenutzer<br />
durch zu zeitige Ölwechsel entstandene<br />
unnötige Kosten zu vermeiden. Es bietet<br />
außerdem genaue Berichte, wenn ein Wechsel<br />
fällig ist.<br />
Durch die Reinigung eines Systems vor<br />
einem Wiederbefüllen mit frischem Öl, wird<br />
verhindert, dass es zu Schadstoffrückständen<br />
kommt, welche die Maschinen beeinträchtigen<br />
können und dann zu erhöhtem<br />
Energieverbrauch und erhöhten Temperaturen<br />
führen. Die Nutzung der Technologie<br />
Flush & Clean von NCH Europe verhindert<br />
dies, indem Rückstände aufgelöst und Säuren<br />
neutralisiert werden, während gleichzeitig<br />
Metallflächen gereinigt werden, um Systemverschleiß<br />
zu reduzieren. „Es ist nicht<br />
ungewöhnlich für Ingenieure, Verfahren<br />
abzukürzen und die Reinigungsphase zu<br />
überspringen“, fügte Mark Burnett hinzu.<br />
„Dadurch sammeln sich Rückstände im<br />
System an und verursachen Probleme für<br />
die Maschinen. Ohne Systemreinigung wird<br />
frisches Getriebeöl kontaminiert und es wird<br />
binnen Stunden weniger effektiv.“<br />
Der letzte Schritt im Ölwechselprogramm<br />
ist die Nutzung eines wirkungsvollen Getriebeöls.<br />
Um eine maximale Schmierung<br />
zu bieten und gleichzeitig Probleme wie<br />
Korrosion und Trockenstarts zu bekämpfen,<br />
entwickelte NCH Europe Top Blend CS.<br />
Trockenstarts verhindern<br />
Top Blend CS ist wasserabweisend, um die<br />
Korrosionsgeschwindigkeit drastisch zu reduzieren,<br />
während die enthaltenen Säureneutralisatoren<br />
und Oxidationsinhibitoren<br />
den chemischen Zerfall verhindern, der<br />
zu Säure im Öl führt. Dies verlängert die<br />
Lebensdauer von Getrieben und Dichtungen<br />
erheblich und spart Unternehmen auf<br />
lange Sicht Geld.<br />
Top Blend CS geht außerdem die Probleme<br />
von Trockenstarts und Schaumbildung an.<br />
Das enthaltene Calciumsulfonat löst diese<br />
mit Entschäumertechnologie sowie adhäsive<br />
und kohäsive Polymere. Letzteres verhindert<br />
Trockenstarts, indem das Öl an Getriebeoberflächen<br />
bei Stillständen haften bleibt.<br />
www.ncheurope.com/de<br />
01 So sollten Getriebe natürlich<br />
nicht aussehen<br />
02 Das Getriebeölprogramm sorgt für<br />
eine optimale Schmierung und kosteneffiziente<br />
Wartung<br />
38 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Anstellgetriebe für hohe Präzision<br />
Ein Anstellgetriebe, das zwei Prozesswalzen in einer<br />
Converting-Anlage präzise gegeneinanderstellt, hat<br />
ZAE-Antriebssysteme für das Schwesterunternehmen<br />
Kroenert entwickelt. Ein innerhalb eines Gehäuses am Walzenstuhl verbautes<br />
Getriebe bewegt abtriebseitig eine Spindel, über die der Abstand zweier Walzen<br />
mikrometergenau über eine Linearführung verstellbar ist. Per Handrad schaltet<br />
man über eine Muffe manuell von Eilgang (i = 1:1) in den Positioniergang<br />
(i = 50:1). Das Getriebe besteht aus zwei Sonnenrädern mit geringer Zähnezahldifferenz<br />
und drei Planeten, die die Drehmomente von einem Sonnenrad auf das<br />
andere übertragen. Das zum Patent angemeldete Anstellgetriebe kann nicht nur<br />
bei Anlagen zur Beschichtung und Veredelung von bahnförmigen Materialien<br />
eingesetzt werden, sondern eignet sich auch für andere Hochpräzisionsanwendungen.<br />
Zu seinen Merkmalen zählen ein hohes Drehmoment-Volumen-<br />
Verhältnis, eine hohe Torsionssteifigkeit und ein geringes Getriebespiel.<br />
www.zae.de<br />
Ruhiger und leiser durch optimierte<br />
Spindeloberfläche<br />
Mit den Fertigungstechnologien Optislite und<br />
Xi-Plus minimiert Steinmeyer die Oberflächenrauheit<br />
der Spindellaufbahn ihrer Miniatur- und<br />
Präzisions-Kugelgewindetriebe. Dadurch verbessern<br />
sich die Laufeigenschaften und die Effizienz der<br />
Gewindetriebe. Optislite wird angewandt bei<br />
Miniatur-Kugelgewindetrieben mit Spindeldurchmessern<br />
von 3 bis 16 mm, wie sie in der Halbleitertechnik,<br />
in der Optik sowie in der Medizin- und<br />
Messtechnik vorkommen. Im Vergleich zu<br />
Standardspindeln reduziert das Verfahren die<br />
Oberflächengüte um 60 %. Gleichzeitig nimmt der<br />
Materialtraganteil um 70 % zu. Von dem Hersteller<br />
gibt es diese Gewindetriebe in zwei Standard-<br />
Baureihen sowie Reinraum- und Vakuumausführungen.<br />
Für Positionier-Kugelgewindetriebe mit P-Toleranzen und Nenndurchmessern<br />
von 16 bis 80 mm wendet der Hersteller das Xi-Plus-Verfahren an. Diese<br />
Spindeln vibrieren weniger, laufen ruhiger und sind leiser. Die Bandbreite des<br />
Drehmomentsignals ist um 40 % reduziert.<br />
www.steinmeyer.com<br />
Individuell anpasspare Zahnstangengetriebe<br />
Mit den Präzisionszahnstangengetrieben Lifgo und Lean SL von Leantechnik lassen<br />
sich viele synchrone Positionieraufgaben lösen. Mit einem Baukastensystem können<br />
sie beliebig kombiniert werden. Darüber hinaus fertigt der Hersteller auch maßgeschneiderte<br />
teil- und funktionsfertige Anlagen. Für Einsätze, in denen eine hohe<br />
Querkraftaufnahme oder eine hohe Positioniergenauigkeit nötig ist, eignet sich<br />
die Lifgo-Serie. Diese Getriebe sind auch als Excenter-Version mit individuell<br />
angepasstem Zahnflankenspiel verfügbar. Sie sind für Hubkräfte von bis 15 900 N<br />
ausgelegt und ermöglichen eine Hubgeschwindigkeit von 3 m/s. Die Version 5.4<br />
kann Hubkräfte bis zu 25 000 N aufnehmen. Die Modelle der Lean SL-Serie haben<br />
eine rund geführte Zahnstange, eignen sich für Anwendungen, die keine Querkraftaufnahme<br />
erfordern und in denen eine exakte Führung<br />
bereits vorhanden ist. Es gibt sie mit Hubkräften<br />
zwischen 800 und 8 000 N<br />
und einer Hubgeschwindigkeit<br />
von 0,6 m/s.<br />
www.leantechnik.com<br />
Innere Werte<br />
Der neue<br />
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Im Leben und in Ihrer Maschine gilt: Auf die<br />
inneren Werte kommt es an. Genau wie beim<br />
flankenoffenen Keilriemen CONTI®V FO Pioneer:<br />
Seine neue EPDM-Mischung macht ihn zu einem<br />
der leistungsstärksten Keilriemen am Markt. In<br />
praktisch allen Anwendungen des Maschinenund<br />
Anlagenbaus ermöglicht er maximale Performance<br />
bei kraftschlüssigen Antrieben – auch<br />
in extremen Temperaturbereichen. Außerdem<br />
bietet er 20 Prozent mehr Leistungsübertragung<br />
als das Vorgängermodell.<br />
Die Mischung macht den Unterschied. Mehr<br />
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Mehr Baugrößen für modulare<br />
Industriegetriebe<br />
Nord Drivesystems präsentiert<br />
zwei neue Industriegetriebe für<br />
Nenndrehmomente von 15 bzw.<br />
20 kNm. Die Baureihe umfasst<br />
damit elf Getriebegrößen, die<br />
Abtriebsmomente bis 250 kNm<br />
erreichen. Die Flexibilität zur<br />
anwendungsspezifischen Konfiguration ist bei diesen Antrieben<br />
besonders hoch. Der modulare Systembaukasten umfasst Doppelgetriebe,<br />
Hilfsantriebe, Bremsen, Drehmomentstützen, Rücklaufsperren,<br />
Motorschwingen und ab sofort auch Extruderflansche.<br />
Darüber hinaus gibt es vielfältige Optionen für Dichtungen,<br />
Temperaturmanagement und Überwachung. Die Getriebe können<br />
auf allen sechs Seiten aufgestellt werden. Übersetzungen können<br />
mit zwei, drei oder vier Getriebestufen und bei Bedarf mit<br />
Vorgetriebe im Bereich von 5,54:1 bis über 30 000:1 feingestuft<br />
konfiguriert werden. Nord fertigt alle Industriegetriebe mit einem<br />
einteiligen Blockgehäuse. Daraus ergeben sich hohe Leistungsdichten,<br />
kompakte Abmessungen, hohe Belastbarkeiten und<br />
lange Lebensdauern.<br />
www.nord.com<br />
Hoher Wirkungsgrad, minimales<br />
Verdrehspiel<br />
Eine kompakte Antriebseinheit<br />
für hochdynamische<br />
Anwendungen ist das Kegelstirnradgetriebe<br />
KS210 aus dem<br />
Hause Rehfuss. Dieses bietet ein<br />
minimales Verdrehspiel von<br />
< 6 arcmin, einen Wirkungsgrad<br />
von mehr als 90 % und hohe<br />
Flexibilität. Der ca. 4,55 kg schwere Antrieb ist sowohl mit Vollals<br />
auch Hohlwelle – optional auch mit Spannsatz – verfügbar.<br />
Großzügig dimensionierte Lagerstellen und Verzahnungsauslegung<br />
sorgen für eine hohe Betriebssicherheit. Das Gehäuse mit<br />
integriertem abtriebsseitigem 4-Kant-Flansch und außenseitigen<br />
Edelstahlschrauben bietet eine hohe Steifigkeit und durch das<br />
symmetrische Inline-Gehäuse universelle An- und Einbaumöglichkeiten.<br />
Für hohe Ansprüche an die Oberflächenbeschaffenheit<br />
und Reinigbarkeit ist auch ein Edelstahlgehäuse erhältlich.<br />
Auch lassen sich die Abtriebswellen bei Bedarf in Edelstahl oder<br />
einem auf die Anwendung abgestimmten Oberflächenschutz ausführen.<br />
Dies ermöglicht den Einsatz in Washdown-Applikationen.<br />
www.rehfuss.com<br />
Minimotor für Hygienebereiche<br />
Für die Automatisierung in hygienischen<br />
Bereichen wie der Lebensmittel-, Getränke-,<br />
Medizin-, Reinraum- und Verfahrenstechnik<br />
bietet Infra-Antriebe von Minimotor bürstenlose<br />
Servo- und Servo-Schneckengetriebe-<br />
Motoren an. Sie bestehen aus Edelstahl<br />
AISI 304 und AISI 316 und haben Schutzart<br />
IP69K. Mit glatten Oberflächen und Beständigkeit<br />
gegen saure und alkalische Substanzen<br />
eignen sie sich zur intensiven Reinigung am<br />
Einsatzort. Für sie werden Schmierstoffe der USD-H1-Klasse<br />
verwendet. Damit entsprechen sie den Hygienevorschriften EHEDG.<br />
Den Typ AMSS gibt es in vier Leistungsbereichen von 94 bis 740 W<br />
bei einer Drehzahl von 3 000 min -1 . Die Spannung beträgt<br />
230 V(AC)/50 Hz. Die Schneckengetriebemotoren der Typen<br />
PCFSS, XCFSS und SXCFSS mit Achsabständen 30, 45<br />
und 50 mm und Übersetzungen von 5 bis 100:1 sind mit<br />
AMSS-Motoren bestückt. Die maximalen Abtriebsmomente<br />
betragen 18, 39 und 70 Nm.<br />
Der Umrichter Miniaction 300 ist<br />
speziell für diese Antriebe ausgelegt.<br />
www.infra-antriebe.de<br />
Kugelgewindetriebe für<br />
die Medizintechnik<br />
Kammerer stellt seine Kugelgewindetriebe<br />
für medizintechnische Anwendungen vor.<br />
Die Edelstahlausführungen sind korrosionsbeständig,<br />
langlebig und robust. Sie zeichnen<br />
sich durch Präzision und einen hohen<br />
Wirkungsgrad aus. Spindel und Mutter der<br />
neuen Niro-Kugelgewindetriebe bestehen<br />
aus korrosionsbeständigen Materialien; die Kugeln können auch<br />
in Keramik ausgeführt werden. Die Materialien und die offene<br />
Bauweise der Achsen erlauben die Reinigung mit Wasser, Dampf<br />
oder aggressiven Reinigungsmedien. Ein Abstreifsystem aus<br />
Kunststoff dient der optimalen Abdichtung des Systems. Die<br />
Kugelgewindetriebe sind sehr robust, langlebig und beständig.<br />
Die verwendete Schmierung sorgt für einen optimalen Schmierfilm<br />
und ist auch in lebensmitteltauglicher Ausführung lieferbar.<br />
Die Kugelgewindetriebe werden kundenspezifisch ausgelegt oder<br />
angepasst. Durchmesser, Länge und Tragzahlen sind variabel.<br />
Neben geschliffenen Kugelgewindetrieben sind auch gewirbelte<br />
Ausführungen erhältlich.<br />
www.kammerer-gewinde.com<br />
Quickfinder erleichtert Getriebe-Suche auf Website<br />
Nabtesco bietet Besuchern seines Online-Auftrittes einen neuen<br />
Service: Mit dem Quickfinder können sie aus dem großen Getriebe-<br />
Angebot das passende Produkt schnell und einfach herausfiltern.<br />
Der Quickfinder verfügt zu diesem Zweck über zahlreiche Kriterien,<br />
aus denen eine Auswahl getroffen werden kann. Neben acht<br />
Einsatzgebieten stehen drei Bauarten, zwei Antriebswellen-Typen<br />
und drei Antriebsarten zur Verfügung. Mit Schiebereglern lassen<br />
sich außerdem Drehzahl, Drehmoment und die gewünschte<br />
Axiallast des Getriebes genau festlegen. Nach Betätigung der<br />
Filter-Funktion zeigt der Quickfinder alle geeigneten Getriebe aus<br />
dem Sortiment in einer Kurzübersicht an. Über einen Link wird der<br />
Besucher zu weiterführenden Informationen geleitet und kann<br />
über ein Online-Formular eine direkte Anfrage stellen. Zeigt der<br />
Quickfinder keine hundertprozentige Übereinstimmung mit den<br />
angegebenen Parametern an, hat der Anwender über das Anfrage-<br />
Formular die Möglichkeit, eigene Werte an Nabtesco zu übermitteln.<br />
www.nabtesco.de<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Anzeige<br />
No 05_04/<strong>2017</strong><br />
Mechatronicnews ®<br />
AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS<br />
DIE SIEBTE ACHSE<br />
Rollon macht Ihrem<br />
Roboter Beine<br />
Mehr dazu auf Seite 10<br />
IMPRESSUM<br />
HERAUSGEBER<br />
Köhler + Partner GmbH<br />
Brauerstraße 42<br />
21244 Buchholz i.d.N.,<br />
Tel.: +49 4181 92892-0<br />
Fax: +49 4188 92892-55<br />
info@koehler-partner.de<br />
GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />
Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />
BILDNACHWEIS<br />
Archiv, Köhler + Partner GmbH,<br />
S. 9 © Master Video - Fotolia.com,<br />
S. 11 ©iStock.com/Eugenio Opitz<br />
und ©iStock.com/buto,<br />
www.koehler-partner.de
Anzeige<br />
HART IM NEHMEN<br />
Multilift II impact – elektrische Höhenverstellung<br />
für maximale Stoßbelastungen<br />
Hannover Messe<br />
24.04.–28.04.<strong>2017</strong><br />
Halle 16, Stand E18<br />
SPEZIELL FÜR DIE<br />
HÖHENVERSTELLUNG<br />
INDUSTRIELLER<br />
MONTAGETISCHE<br />
Mit dem Multilift II impact bietet RK Rose+Krieger eine<br />
elektrische Höhenverstellung für maximale Stoßbelastung.<br />
Das Dämpfungssystem der elektrisch verstellbaren<br />
Hubsäule absorbiert hohe Aufprallkräfte, die beispielsweise<br />
beim Abladen eines Werkstücks entstehen können.<br />
EINZIGARTIG AUF DEM MARKT<br />
Der Multilift II impact ist für Druck- und Zugkräfte bis<br />
3.000 N sowie in mehreren Hublängen erhältlich. Sein<br />
spezielles internes Dämpfungssystem, das eine Überlastung<br />
durch starke dynamische Beanspruchung verhindert,<br />
ist bislang einzigartig auf dem Markt. Die Hubsäule<br />
erreicht Verfahrgeschwindigkeiten bis 8 mm/s und<br />
verfügt über einen integrierten Endschalter sowie einen<br />
Hall-Sensor für die Lagerückmeldung.<br />
Besonders praktisch: Über seitliche Befestigungsnuten<br />
im Außenprofil lassen sich auf einfache Weise Zubehörteile<br />
wie ein Sichtschutz, CPU-Halter oder Systemversteifungen<br />
an den Hubsäulen befestigen.<br />
ERFOLGSGESCHICHTE MULTILIFT II<br />
Die Produktfamilie der Multilift-II-Hubsäulen ist<br />
eine RK Rose+Krieger-Erfolgsgeschichte. Die ebenso<br />
elegante wie belastbare elektrische Höhenverstellung<br />
ist in der Arbeitsplatzergonomie sowie<br />
der Industrie-, Medien- und Medizintechnik inzwischen<br />
kaum mehr wegzudenken.<br />
Neben der Standardversion Multilift II umfasst die<br />
Baureihe eine teleskopierende Variante (Multilift II<br />
telescope) sowie den Multilift II ESD für die Höhenverstellung<br />
von ESD-Arbeitsplätzen und den Multilift<br />
II impact.<br />
NEU: Mit dem Multilift II safety steht eine weitere Variante<br />
in den Startlöchern. Rose+Krieger entwickelt<br />
ihn speziell für Überkopfanwendungen. Ein eigens<br />
entwickeltes internes Sicherheitssystem unterbindet<br />
ein unkontrolliertes Herausfahren der Hubsäule.<br />
R K ROSE<br />
+<br />
K R IEG ER<br />
A Phoenix Mecano Company<br />
RK ROSE+KRIEGER GMBH<br />
Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden<br />
Tel.: +49 571 93350 | info@rk-online.de<br />
www.rk-rose-krieger.com<br />
MN 2
Anzeige<br />
EFFIZIENTE KÜHLLÖSUNGEN<br />
FÜR DIE INDUSTRIE<br />
CTX auf der PCIM Europe <strong>2017</strong><br />
CTX präsentiert auf der PCIM in Nürnberg kompakte,<br />
leistungsstarke und effiziente Hochleistungskühlkörper<br />
als Lösung für nahezu jede industrielle Anwendung.<br />
Im Fokus des Messeauftritts von CTX stehen effiziente<br />
Flüssigkeitskühlkörper und die besonders kompakten<br />
SuperFins-Kühlkörper.<br />
KOMPAKTE HOCHLEISTUNGSKÜHLKÖRPER<br />
SuperFins mit Kupfer- oder Aluminiumbodenplatten und<br />
eingepressten Rippen sind äußerst leistungsstark und<br />
kompakt. Gegenüber den herkömmlichen Rippenkühlkörpern<br />
wird die Oberflächentemperatur um bis zu 20 %<br />
reduziert. Die Hochleistungskühlkörper eignen sich für<br />
Applikationen mit starker Wärmeentwicklung, wie z. B.<br />
- Rundfunktechnik<br />
- Stromübertragung<br />
- UPS-Systeme<br />
EFFIZIENTE FLÜSSIGKEITSKÜHLKÖRPER<br />
SuperPlate und Brazed Flüssigkeitskühlkörper für<br />
Leistungselektronik kühlen direkt am elektronischen<br />
Bauteil. Sie benötigen eine geringe Übertragungsfläche<br />
und sind 15 bis 25 % effizienter als herkömmliche<br />
passive Kühlsysteme.<br />
CTX BIETET VARIANTEN MIT:<br />
- eingelegten Kupfer- oder Edelstahlrohren<br />
- integrierten Bohrungen<br />
- in gebrazter Technologie<br />
KOSTENGÜNSTIGE ALTERNATIVE<br />
Die SuperPower-Hochleistungskühlkörper bieten eine<br />
günstige Alternative zu Flüssigkeitskühlkörpern. Die<br />
modular aufgebauten, leistungsstarken Kühlkörper<br />
sind bis zu 40 % leichter und kleiner als herkömmliche<br />
Druckgusskühlkörper.<br />
CTX Thermal Solutions ist vom 16. bis<br />
18. Mai auf der PCIM Europe <strong>2017</strong> in<br />
Halle 9, Stand 504 zu finden.<br />
SUPERPLATE<br />
BRAZED<br />
CTX THERMAL SOLUTIONS GMBH<br />
Lötscher Weg 104 | 41334 Nettetal<br />
Tel.: +49 2153 7374-0 | info@ctx.eu<br />
www.ctx.eu<br />
MN 3
Anzeige<br />
AUSTAUSCHKOSTEN<br />
MINIMIEREN<br />
Leichtmetallantriebe für Prozessindustrie und raue Umgebungen<br />
Hannover Messe<br />
24.04.–28.04.<strong>2017</strong><br />
Halle 15, Stand H31<br />
NORD DRIVESYSTEMS demonstriert seine Korrosionsschutztechnologie nsd tupH für Antriebe mit Aluminiumgehäuse<br />
im praktischen Vergleich mit lackierten Systemen. Zwei Antriebe waren ein Jahr lang in derselben Anwendung mit<br />
Spritzwasser und salzgetränkter Atmosphäre im Einsatz.<br />
Links ist der Lack nach 12 Monaten praktisch vollständig<br />
abgeplatzt. Motor und Getriebe sind stark korrodiert.<br />
Sogar umliegende Anlagenteile aus Edelstahl<br />
wurden dadurch korrosiv beschädigt. Ein Komplettaustausch<br />
ist nötig.<br />
Dagegen wirkt der Antrieb rechts mit nsd tupH von<br />
NORD DRIVESYSTEMS fast fabrikneu und weist kein<br />
Nachlassen des Korrosionsschutzes auf. Die Lebensdauer<br />
in der Anwendung beträgt viele Jahre. Der Hygienestandard<br />
in der Anlage verbessert sich merklich.<br />
Die Oberflächenveredelung nsd tupH verleiht eine harte Schale und dauerhafte Korrosionsresistenz. Die Gehäuseoberfläche<br />
selbst wird veredelt und geschützt. Im Gegensatz zu Lacken und Beschichtungen kann sie nicht abplatzen.<br />
Kratzer können den tief wirkenden Korrosionsschutz nicht vermindern.<br />
nsd tupH ist für alle Antriebskomponenten von NORD DRIVESYSTEMS mit Aluminiumgehäuse verfügbar:<br />
Vier Getriebebaureihen<br />
- SMI-Schneckengetriebe<br />
- Zwei- bzw. dreistufige<br />
NORDBLOC.1-Stirnradgetriebe<br />
- Zweistufige NORDBLOC.1-Kegelradgetriebe<br />
Glattmotoren<br />
Dezentrale Antriebselektronik<br />
- Motorstarter<br />
- Frequenzumrichter<br />
- Einstufige NORDBLOC.1-Stirnradgetriebe<br />
GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG DRIVESYSTEMS<br />
Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide<br />
Tel.: +49 4532 289-0 | info@nord.com<br />
www.nord.com<br />
MN 4
Anzeige<br />
ALLES IM GRIFF<br />
Die PClamp hält Stangenlasten mit höchsten Kräften<br />
Für die kraftschlüssige Fixierung von Kolbenstangen<br />
ist die PClamp-Serie von HEMA die ideale Wahl: Das<br />
modular aufgebaute pneumatische System klemmt<br />
Linear- und Rotationsbewegungen auf Rundstangen<br />
sicher und fest. Die PClamp ist außerdem fail-safe,<br />
denn sie tritt nur beim Ausfall der Druckluftzufuhr in<br />
Aktion: Wird sie unterbrochen, entweicht Luft aus den<br />
Kammern zwischen den Federblechen. Die elastischen<br />
Bleche kehren in ihre ursprüngliche Position zurück<br />
und pressen die geschlitzte Klemmbuchse gegen die<br />
Stange. Zur Sicherheit des Maschinenbedieners löst<br />
sich die Blockade erst wieder, wenn die Feststelleinheit<br />
mit Druckluft beaufschlagt wird.<br />
HEMA fertigt die PClamp in drei Ausführungen, die sich<br />
für unterschiedliche Anwendungsbereiche und Anforderungen<br />
eignen: Die PClamp N ist ideal für lineare<br />
und rotatorische Belastungen. Für die Verwendung an<br />
Normzylindern bietet HEMA die PClamp ISO an. Wenn<br />
nur wenig Bauraum vorhanden ist oder nur geringe<br />
Haltekräfte nötig sind, empfiehlt sich die Kompaktversion<br />
PClamp E.<br />
Das Klemmsystem kann Stangen mit Durchmessern<br />
von 12 bis 40 mm fixieren und wird standardmäßig für<br />
einen Betriebsdruck von 4 oder 6 Bar gefertigt. Auf Anfrage<br />
sind auch Sonderlösungen möglich.<br />
DIE PCLAMP HAT FÜR DEN ANWENDER DEUTLICHE<br />
VORTEILE GEGENÜBER HYDRAULISCHEN SYSTEMEN:<br />
- Wesentlich höhere Klemmkräfte<br />
- Niedrigere Betriebskosten<br />
- Verfügbarkeit in verschiedenen Längen<br />
HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH<br />
Seligenstädter Str. 82 | 63500 Seligenstadt<br />
Tel.: +49 6182 773-0 | info@hema-group.com<br />
www.hema-group.com<br />
MN 5
Anzeige<br />
WELCHE ANLAGE HÄTTEN<br />
SIE DENN GERNE?<br />
Zahnstangengetriebe von LEANTECHNIK sorgen für maximale<br />
Flexibilität in der Konstruktion<br />
Mit dem modularen Baukasten der bewährten Zahnstangengetriebe<br />
lifgo ® und lean SL ® können Anwender Positioniersysteme<br />
aller Art realisieren. Die lifgo ® -Getriebe sind für Hubkräfte<br />
zwischen 2000 und 15900 N sowie Hubgeschwindigkeiten bis<br />
zu 3 m/s ausgelegt. Für besonders schwere Lasten bis zu 2,5 t<br />
hat LEANTECHNIK zudem die Ausführung lifgo ® 5.4 entwickelt,<br />
die Hubkräfte bis zu 25000 N aufnehmen kann. Jede der fünf<br />
lifgo ® -Ausführungen ist in drei Baugrößen erhältlich und zusätzlich<br />
auch in einer Excenter-Version, bei der das Zahnflankenspiel<br />
flexibel eingestellt werden kann.<br />
Eine runde Sache: lean SL ®<br />
Einfache und kostengünstige Hubvorrichtungen sind<br />
besonders gut mit den robusten Zahnstangengetrieben<br />
der lean SL ® -Serie zu konstruieren. Die rund<br />
geführten Zahnstangen haben eine hohe Biegesteifigkeit<br />
und halten Hubkräften zwischen 800 und 8000 N<br />
stand. Mit den lean SL ® -Getrieben lassen sich darüber<br />
hinaus Hubgeschwindigkeiten von bis zu 0,6 m/s problemlos<br />
meistern.<br />
Fix und fertig: leantranspo ®<br />
Auf Basis seiner bewährten Zahnstangengetriebe fertigt<br />
LEANTECHNIK auch teil- und funktionsfertige Anlagen –<br />
maßgeschneidert nach Kundenwunsch. Dabei nutzen<br />
die Oberhausener die herausragenden Eigenschaften<br />
ihrer Getriebe optimal aus: Sie lassen sich untereinander<br />
beliebig kombinieren und werden auch in Ausführungen<br />
mit doppelter Zahnstange gefertigt. Diese Varianten<br />
eignen sich hervorragend für Greifer-, Schließ- und Zentrierbewegungen,<br />
z. B. in Pick-and-Place-Anwendungen.<br />
LEANTECHNIK AG<br />
Im Lipperfeld 7c | 46047 Oberhausen<br />
Tel.: +49 208 49525-0 | info@leantechnik.com<br />
www.leantechnik.com<br />
MN 6
Anzeige<br />
HOCHPRÄZISE<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
August Steinmeyer fertigt Kugelgewindetriebe<br />
für vielseitige und höchste Anforderungen<br />
Egal, ob Werkzeugmaschinen- oder Sondermaschinenbau,<br />
Medizin- oder Messtechnik, Roboter- und Handlingsysteme<br />
oder Luft- und Raumfahrt: Jede Branche<br />
stellt besondere Anforderungen an Präzision und Zuverlässigkeit.<br />
Dieser Herausforderung nehmen sich<br />
die Experten der August Steinmeyer GmbH & Co. KG<br />
mit ihren Kugelgewindetrieben an.<br />
Das Unternehmen aus Albstadt im Süden Baden-Württembergs<br />
ist mit seinen über 450 Mitarbeitern europaweit das<br />
führende Kompetenzzentrum für die vollintegrierte Fertigung<br />
von hochpräzisen Kugelgewindetrieben.<br />
Erfahrene Mitarbeiter, der ständige Dialog mit den Kunden<br />
sowie neueste Technologien machen Steinmeyer zu einem<br />
verlässlichen Partner.<br />
Das Produktspektrum von August Steinmeyer umfasst<br />
unterschiedliche Kugelgewindetriebe für verschiedenste<br />
Anwendungsbereiche.<br />
Miniatur-Kugelgewindetriebe ab 3 mm<br />
für die Halbleitertechnik, Optik, Medizintechnik<br />
und Messtechnik<br />
Präzisions-Kugelgewindetriebe von 16 – 125 mm<br />
für den Maschinenbau und viele andere Branchen<br />
Schwerlast-Kugelgewindetriebe bis zu 160 mm<br />
u. a. für Pressen, Schneidautomaten, Richtbänke<br />
und Spritzgießmaschinen<br />
Luftfahrt-Kugelgewindetriebe<br />
stellen Funktionsfähigkeit unter Extrembedingungen<br />
sicher – beispielsweise von Landeklappen in Flugzeugen<br />
Präzisionsgleitgewindetriebe<br />
mit hoher Reproduzierbarkeit, Schlupffreiheit und<br />
geringen Einbauabmessungen<br />
Weltweit schätzen Kunden die Kugelgewindetriebe<br />
von August Steinmeyer für ihre außerordentliche<br />
Qualität und Präzision. Neben Standardausführungen<br />
produziert der Hersteller zudem anwendungsspezifische<br />
Lösungen – selbst in Kleinstmengen ab<br />
Losgröße 1.<br />
AUGUST STEINMEYER GMBH & CO. KG<br />
Riedstraße 7 | 72458 Albstadt<br />
Tel.: +49 7431 1288-0 | info@steinmeyer.com<br />
www.steinmeyer.com<br />
MN 7
Anzeige<br />
DER EINFACHSTE WEG ZUR<br />
OPTIMALEN GETRIEBELÖSUNG<br />
Nabtesco begleitet seine Kunden von der Konzeptionierung bis zur Inbetriebnahme<br />
Die Getriebespezialisten von Nabtesco verfügen über<br />
ein Spektrum von Präzisionsgetrieben, die dank ihrer<br />
Flexibilität und Variantenvielfalt in den verschiedensten<br />
Branchen etabliert sind. Ein Grund für die hohen<br />
Marktanteile der Nabtesco-Lösungen sind jedoch nicht<br />
nur deren außergewöhnliche Leistungsdaten, sondern<br />
auch die Service-Leistungen und Unterstützungen des<br />
Herstellers für seine Kunden.<br />
Auf der Unternehmenswebsite finden Anwender auf<br />
übersichtliche Weise die verschiedenen Zykloidgetriebe<br />
mit ihren Leistungsdaten, Varianten und Anwendungsgebieten<br />
dargestellt. Ein neuer Service für die<br />
Suche nach der geeigneten Getriebe-Lösung ist der<br />
Quickfinder: Er verfügt über zahlreiche Kriterien, mit<br />
denen der Benutzer seine Auswahl treffen kann. Nach<br />
Betätigung der Filter-Funktion zeigt der Quickfinder<br />
alle passenden Getriebe aus dem Nabtesco-Sortiment<br />
in einer Kurzübersicht an. Über einen Link gelangt der<br />
Besucher zu weiteren Informationen und kann über<br />
ein Online-Formular eine direkte Anfrage stellen.<br />
Der Quickfinder ist auf der Nabtesco-<br />
Website www.nabtesco.de unter dem<br />
Reiter „Produkte“ zu finden.<br />
CUSTOMISING:<br />
INDIVIDUELLES GETRIEBE PERFEKT ANGEPASST<br />
Hält das Standard-Portfolio von Nabtesco für die spezielle<br />
Anwendung nicht die passende Lösung bereit,<br />
können die Ingenieure in Düsseldorf gemeinsam mit<br />
dem Kunden ein völlig individuelles Sondergetriebe<br />
entwickeln. Das Teilsystem wird komplett vormontiert<br />
geliefert und muss vom Anwender vor Ort nur noch eingebaut<br />
werden. Der Kunde erhält eine zuverlässige und<br />
praktisch wartungsfreie Lösung aus einer Hand.<br />
NABTESCO PRECISION EUROPE GMBH<br />
Tiefenbroicher Weg 15 | 40472 Düsseldorf<br />
Tel.: +49 211 17379-0 | info@nabtesco.de<br />
www.nabtesco.de<br />
MN 8
Anzeige<br />
DIE NEUERFINDUNG<br />
DES SCHRITTMOTORS<br />
Der Nema 17-ZEN-Aktuator von A-Drive eröffnet<br />
völlig neue Einsatzgebiete in der Medizintechnik<br />
Zu den herausragenden Features des NEMA 17-ZEN<br />
von Lin Engineering/Moon’s zählt seine sehr hohe<br />
Schrittwinkel-Genauigkeit von ±1.5 Winkelminuten bei<br />
einem Mikroschrittbetrieb von 1/64. Damit bietet der<br />
neue Aktuator eine dreimal so große Präzision wie vergleichbare<br />
Schrittmotoren. Die hohe Auflösung ist auf<br />
das einzigartige, patentierte magnetische Design des<br />
Aktuators zurückzuführen:<br />
Während beim klassischen Schrittmotor das radiale<br />
Magnetfeld über einen Scheibenmagnet zwischen<br />
den Blechpaketen erzeugt wird, ist beim NEMA<br />
17-ZEN-Schrittmotor ein Ringmagnet außen im Statorpaket<br />
eingebaut. Der Magnetfluss wird über die Außenwicklung<br />
des Stators geleitet. Diese Konstruktion verleiht<br />
dem Schrittmotor eine äußerst kompakte Bauform und<br />
sorgt für einen geräuschlosen, ruhigen Lauf.<br />
A-Drive bietet den NEMA 17-ZEN- Schrittmotor in drei<br />
Baureihen an: Z417 (ruhig und genau), ZN417 (schwingungsarm<br />
und vorbereitet für Optionen) und ZH417<br />
mit 11 mm großer Hohlwelle.<br />
DER NEMA 17-ZEN-SCHRITTMOTOR IM ÜBERBLICK:<br />
- Extrem hohe Auflösung von ±1.5 Winkelminuten<br />
(Mikroschrittbetrieb von 1/64)<br />
- Geräuschloser, ruhiger Lauf<br />
- Ersetzt teure BLDC-Antriebe<br />
- Besonders geeignet für medizintechnische<br />
Anwendungen<br />
- Auch mit großer Hohlwelle erhältlich<br />
Der NEMA 17-ZEN eignet sich dank seiner Eigenschaften<br />
besonders für den Einsatz in der Medizintechnik<br />
und lässt sich dort an nahezu jede Anwendung anpassen,<br />
z. B. an Spritzenpumpen, Zahnarzt-Instrumente<br />
oder Gebiss-Scanner. Bisher konnten dort nur deutlich<br />
teurere BLDC-Antriebe verwendet werden.<br />
Perfekt für den<br />
Einsatz in der<br />
Medizintechnik<br />
A-DRIVE TECHNOLOGY GMBH<br />
Ziegelhüttenweg 4 | 65232 Taunusstein<br />
Tel.: +49 6128 9755-0 | info@a-drive.de<br />
www.a-drive.de<br />
MN 9
Anzeige<br />
DIE SIEBTE ACHSE<br />
FÜR ROBOTER<br />
Erweitern Sie den Aktionsradius Ihrer<br />
Industrieroboter einfach und wirtschaftlich<br />
Siebte Achse<br />
zum Verfahren von<br />
Robotern und schweren<br />
Lasten über lange<br />
Distanzen mit hohen<br />
Dynamiken.<br />
Mit dem Konzept der siebten Achse erhalten Roboteranwendungen<br />
einen größeren Arbeitsbereich. Dabei bewegt<br />
sich der komplette Roboter auf einer bodennahen Linearachse.<br />
Sinnvoll ist der Einsatz einer siebten Achse zum<br />
Beispiel, wenn der Roboter Aufgaben an mehreren Orten<br />
ausführen soll, um besser ausgelastet zu sein. Der Roboter<br />
kann auf der Linearachse parallel zu einer Produktionsstraße<br />
mitlaufen und dabei Manipulationen vornehmen.<br />
Auch zum mobilen Feeder-Roboter, der mehrere Aufgabepunkte<br />
für Werkstücke bedient, lässt er sich erweitern.<br />
Rollon bietet mit der Produktfamilie Seventh Axis aus der<br />
Actuator System Line ein Shuttle-System zur Bewegung von<br />
Robotern über lange Strecken und mit hoher Dynamik. Das<br />
in sechs verschiedenen Größen erhältliche System lässt sich<br />
einfach in die Anwendung integrieren und kann alle Arten<br />
von Robotern bis 2.000 kg Gewicht bewegen. Das Baukastensystem<br />
umfasst alle erforderlichen Komponenten sowie<br />
umfangreiches Zubehör und eignet sich für die Wandbefestigung,<br />
zur Montage am Boden und für die Deckeninstallation.<br />
DAS PRINZIP DER SIEBTE ACHSE IST<br />
EINFACH UMZUSETZEN:<br />
- Der komplette Roboter bewegt sich auf einer<br />
bodennahen Linearachse<br />
- Verfahren werden kleine bis mittlere Roboter<br />
bis maximal zwei Tonnen<br />
- Aufgebaut wird die Linearachse mit der<br />
Produktfamilie Seventh Axis von Rollon<br />
- Hauptanwendungsgebiete: Robotik, Palettierung,<br />
Produktionsstraßen und Logistik<br />
- Einfache Montage dank Stahlstreben und Füßen<br />
mit zwei verschiedenen Einstellsystemen<br />
- Beliebige Reichweite durch Verbindung mehrerer<br />
Profile über selbstzentrierende Einsätze<br />
EIGENSCHAFTEN DES SEVENTH AXIS-SYSTEMS:<br />
- Stranggepresste Aluminiumprofile mit<br />
hoher Steifigkeit<br />
- Zusätzliche Verstärkung durch Verbindungsstreben<br />
- Kugel- oder rollengelagert mit Riemen- oder<br />
Zahnstangentrieb<br />
- Schutzvorrichtungen für jede Arbeitsumgebung<br />
- Maximale Belastbarkeit: 2.000 kg<br />
- Höchstgeschwindigkeit: 4 m/s<br />
- Maximale Beschleunigung von 4 m/s 2<br />
- Wiederholgenauigkeit: +/-0,05 mm<br />
ROLLON GMBH<br />
Bonner Straße 317-319 | 40589 Düsseldorf<br />
Tel.: +49 211 95747-0 | info@rollon.de<br />
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MN 10
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TEMPERATURBESTÄNDIGE<br />
XTEMP-LAGER<br />
Spezielles Sortiment von Findling Wälzlager<br />
Rillenkugellager aus dem speziellen Xtemp-Sortiment<br />
von Findling Wälzlager bleiben auch bei starker Kälte<br />
oder Hitze leistungsfähig: Sie sind je nach Ausführung<br />
für einen Temperaturbereich von -60 °C bis zu 500 °C<br />
konstruiert, optional sind auch stromisolierende, korrosionsarme<br />
oder beschichtete Varianten verfügbar.<br />
Die Basis für alle Ausführungen sind Rillenkugellager, an<br />
denen spezielle Modifikationen vorgenommen wurden<br />
– dazu gehören unter anderem die Wahl des geeigneten<br />
Werkstoffes, die Optimierung der Lagerluft, spezielle<br />
Fette bis hin zu Festschmierstoffen, eine besondere<br />
Dichtung und gegebenenfalls eine Wärmestabilisierung.<br />
So ausgerüstet überzeugen die Xtemp-Lager mit einer<br />
verlängerten Lebensdauer: Im Vergleich zu am<br />
Markt erhältlichen Standard-Premium-Lagern ist diese<br />
bei einer Einsatztemperatur von 120 °C um das 1,2<br />
bis 1,5-Fache erhöht. Zudem lassen sich auf Wunsch<br />
viele weitere Funktionsmerkmale wie geringes Anlaufverhalten,<br />
kein Fettaustritt bei hohen Temperaturen<br />
und eine Wartungsfreiheit bzw. besonders lange Wartungsintervalle<br />
erzielen. Somit sind die Speziallager<br />
eine gute Wahl, auch für extreme Einsatzszenarien,<br />
wie zum Beispiel in Kühlhäusern, Ziegelbrennereien<br />
und Photovoltaik-Anlagen.<br />
HITZEBESTÄNDIGE WÄLZLAGER IM EINSATZ<br />
IN WAFFELBACKANLAGEN<br />
Umgebungstemperaturen von bis zu 260 °C und der Kontakt<br />
mit Backrückständen und Fetten:<br />
Industrielle Waffelbackmaschinen<br />
stellen für viele Komponenten eine Herausforderung<br />
dar – unter anderem auch für die verbauten Wälzlager.<br />
In den Waffelbackmaschinen eines führenden Herstellers<br />
kommen deshalb besonders temperaturstabile Rillenkugel-<br />
und zweireihige Schrägkugellager zum Einsatz, die<br />
Findling Wälzlager zuliefert. Um die Rillenkugellager der<br />
Xtemp-Serie optimal zu schützen, musste eine individuelle<br />
Lösung mittels Deckscheiben gefunden werden – denn<br />
normale 2RS-Dichtungen aus Nitrilkautschuk (NBR) würden<br />
den hohen Betriebstemperaturen nicht standhalten.<br />
Findling konnte die Anforderungen durch eine extrem<br />
schmale und hochpräzise Spaltdichtung am Lager erfüllen,<br />
ohne dabei Mehrkosten zu verursachen.<br />
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FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />
Schoemperlenstr. 12 | 76185 Karlsruhe<br />
Tel.: +49 721 55999-0 | sales@findling.com<br />
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MN 11
Moderne<br />
Kunst<br />
mal anders<br />
Automatisierungskonzept ermöglicht schnellere<br />
Szenenwechsel im polnischen Theaterhaus<br />
Was wäre der Mensch ohne das Theater? Ohne Kunst, ohne<br />
Schauspieler, ohne Vorführungen? Kunst ist Balsam für die Seele.<br />
Mit Kunst können wir die Grenzen der Zeit überschreiten – ob in<br />
Opern, Operetten, im Schauspiel oder Ballett. Doch was wäre<br />
modernes Theater ohne Automatisierung? Und welche Rolle<br />
spielt Mitsubishi Electric dabei?<br />
Kamil Dudek ist Senior Marketing<br />
Specialist bei Mitsubishi Electric in Polen<br />
52 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Das Teatr Wielki (dt. Großes Theater) in Łódź ist der künstlerische<br />
Nachfolger der berühmten Oper Łódź. Dank der Leidenschaft<br />
und des Engagements des „Vereins der Freunde der Oper“ kam es zur<br />
Gründung des Theaters. Zu den Hauptvertretern zählten Władysław<br />
Raczkowski und Tomasz Kiesewetter (beides polnische Dirigenten<br />
und Pianisten) sowie Mieczysław Drobner (polnischer Komponist,<br />
Musikwissenschaftler und Pädagoge). Seit 1967 hat das Teatr Wielki<br />
288 Premieren inszeniert, darunter Klassiker aus Oper, Ballett, Musicals<br />
und Operetten wie etwa Werke moderner polnischer Künstler.<br />
Mit der Zeit gewann das Teatr Wielki zunehmend an Ansehen, wurde<br />
aber auch immer älter: Der Zahn der Zeit machte an vielen Teilen der<br />
Bühne Modernisierungsarbeiten erforderlich. Ihr manuelles Steuerungssystem<br />
fiel immer häufiger aus. Dank der Förderung eines europäischen<br />
Fonds konnte das Gebäude 2012 schließlich grundlegend<br />
modernisiert werden – zum ersten Mal seit über 40 Jahren.<br />
„The show must go on“<br />
Mit dem von der EU geförderten Infrastrukturprojekt am Teatr Wielki<br />
sollte insbesondere die regionale kulturelle Identität in der Provinz<br />
Łódź mithilfe von Opernkunst geformt und entwickelt werden. In<br />
diesem Zusammenhang erhielt Mitsubishi Electric das Angebot,<br />
sich an der Ausgestaltung eines Konzepts zu beteiligen und mit entsprechenden<br />
Komponenten zu unterstützen. Dazu schlugen die<br />
Automatisierungsexperten den Einsatz moderner regenerativer<br />
Frequenzumrichter vor.<br />
Schon damals verfügte Mitsubishi Electric über einige Erfahrungen<br />
speziell im Theaterbereich, denn mehrere seiner Steuerungssysteme<br />
waren bereits in Spielstätten wie Tarnów und Koszalin installiert<br />
worden. Aus diesem Grund trat das polnische Unternehmen<br />
AB Industry, das den Zuschlag für das Gesamtprojekt erhalten hatte,<br />
mit einem Kooperationsvorschlag an Mitsubishi Electric heran.<br />
Die Modernisierungsmaßnahmen sollten letztlich einen schnelleren<br />
Szenenwechsel ermöglichen, damit selbst anspruchsvolle Vorstellungen<br />
perfekt auf die Bühne gebracht werden können. Mit einem<br />
schnelleren Bühnenbildwechsel, ermöglicht u. a. durch Frequenzumrichter,<br />
sollte auch der Übergang von manueller zu automatisierter<br />
Bedienung der Technik eingeleitet werden. Denn bis dahin war<br />
die Bühnentechnik durch mehrere Bediener gesteuert worden.<br />
Die Modernisierungsarbeiten starteten 2013 unter der Federführung<br />
von Grzegorz Kruchły, Leiter für Infrastruktur des Teatr Wielki,<br />
und Grzegorz Kozioł, Product Manager Inverters & LVS, Mitsubishi<br />
Electric Europe B.V. in Polen. „Ein regenerativer Umrichter reduziert<br />
die Kosten, die für die Energieversorgung und die Realisierung<br />
der Elektroinstallation anfallen. Dadurch senken sich auch die Gesamtbetriebskosten“,<br />
erklärt Grzegorz Kozioł.<br />
Allerdings unterschied sich dieses Projekt in einigen Aspekten<br />
deutlich von früheren Aufträgen. Aus der Kombination von unterschiedlichen<br />
Steuermodi (von vollautomatisiert bis manuell) und<br />
der Synchronisation mehrerer Antriebe per Glasfaserkommunikation<br />
ergaben sich besondere Anforderungen. Um diese zu erfüllen, war<br />
letztlich die Entwicklung spezieller Umrichter-Software nötig. Dabei<br />
unterstützten nicht zuletzt die Applikationsexperten von Mitsubishi<br />
Electric am Unternehmenssitz in Japan, die eng mit den polnischen<br />
Kollegen zusammenarbeiteten. Für den Automatisierungsanbieter<br />
war das Projekt die erste Anwendung dieser Art in Europa.<br />
Das Automatisierungskonzept im Teatr Wielki umfasste nicht nur<br />
die Installation von 62 Frequenzumrichtern, sondern auch die Integration<br />
einer Mitsubishi Electric Melsec iQ Platform mit Motion-<br />
Modulen zur Bewegungssteuerung, HMI-Bediengeräte der Got-Serie<br />
und ein Scada-System.<br />
Neue Schauspieler, regenerative Umrichter<br />
Die Reduzierung des Energieverbrauchs sowie zusätzlich 60 % Einsparungen<br />
beim Installationsaufwand und 40 % Einsparungen<br />
beim Platzbedarf für den Schaltschrank bedeuteten eine Reduzierung<br />
der gesamten Inbetriebnahme- und Betriebskosten.<br />
„In vergangenen Jahren hatten wir bereits mehrere Projekte in<br />
Theatern realisiert, aber die Herausforderung, die uns in Łódź erwartete,<br />
war etwas Besonderes. Der wichtigste Aspekt war für uns,<br />
mit unserer Arbeit Kunst zu fördern und auch für die Zukunft großartige<br />
Inszenierungen zu ermöglichen. Dazu kam in diesem Fall die<br />
Herausforderung der unterschiedlichen Steuerungsmodi. Deshalb<br />
haben wir eng mit den Ingenieuren aus Japan zusammengearbeitet.<br />
Dank der Unterstützung von AB Industry konnten wir das Projekt in<br />
nur 18 Monaten abschließen”, berichtet Grzegorz Kozioł.<br />
Regenerative Umrichter verfügen über eine integrierte Bremsfunktion<br />
zur Rückgewinnung der Bremsenergie. Dadurch lassen<br />
sich auch in Anwendungen mit einem hohen Drehmoment Energie<br />
einsparen und Kosten reduzieren, wie etwa bei Seilwinden, Aufzügen,<br />
Wickelmaschinen, Förderbändern, Testmaschinen und zentripetalen<br />
Schneidern. Außerdem erlaubt die Regenerationsfunktion<br />
kleinere und günstigere Automatisierungssysteme. Auch einfachere,<br />
kompaktere Verteilersysteme sind möglich, was sich positiv auf den<br />
Platzbedarf in Schaltschränken und auf die damit zusammenhängenden<br />
Kosten auswirkt.<br />
Mit regenerativen Umrichtern lassen sich drei wesentliche Probleme<br />
effektiv lösen, die insbesondere bei Antriebssystemen in Anwendungen<br />
mit hohem Drehmoment und hoher Leistung auftreten<br />
können. Zum einen sind solche Anwendungen ein maßgeblicher<br />
Faktor im Gesamtenergieverbrauch. Zum anderen benötigen sie in<br />
der Regel viel Platz. Und letztlich bringen sie große Probleme in Bezug<br />
auf die Wärmeausbreitung mit sich. Über das in den Umrichtern<br />
integrierte System zur Energierückgewinnung kann der Antrieb<br />
regenerative Bremsenergie ohne nennenswerten Verlust in<br />
das Stromnetz zurückspeisen. Diese Energie kann dann für andere<br />
Zwecke genutzt werden, was wiederum dazu beiträgt, den Gesamtenergieverbrauch<br />
und die Betriebskosten zu reduzieren. Außerdem<br />
erzeugt regenerative Energie weniger Wärme als gewöhnliche
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
01 Der Einsatz diverser Steuermodi und die Synchronisation mehrerer<br />
Antriebe per Glasfaserkommunikation stellten Anforderungen dar, die<br />
mithilfe einer speziellen Umrichter-Software erfüllt wurden<br />
02 Das Automatisierungskonzept umfasst u. a. die Installation von<br />
62 Frequenzumrichtern, die Integration einer Automatisierungsplattform<br />
mit Motion-Modulen, HMI-Bediengeräte und ein Scada-System<br />
Bremswiderstände. Folglich sind keine zusätzlichen Kühleinrichtungen<br />
notwendig, was wiederum bedeutet, dass Platz und Energie<br />
eingespart werden. Gewöhnlich benötigen Antriebe mit regenerativen<br />
Umrichtern bis zu 60 % weniger Netzverkabelung und bis zu<br />
40 % weniger Fläche als herkömmliche Lösungen. Zusammen mit<br />
der beachtlichen Energieeinsparung des Antriebs selbst ergibt sich<br />
daraus eine erhebliche Reduzierung der Gesamtbetriebskosten und<br />
somit ein deutlicher Vorteil für den Nutzer.<br />
Kunst der etwas anderen Art<br />
Mithilfe von Automatisierungstechnologien wurde das Teatr Wielki<br />
in Łódź rundum modernisiert. Um zur Ausgangsfrage zurückzukommen:<br />
Was wäre Theater ohne Automatisierung? Das Theater gibt es<br />
schon seit Jahrhunderten, wenn nicht sogar seit tausenden von Jahren<br />
und es wird sicherlich auch die nächsten Jahrtausende als Kunstform<br />
existieren. Hinzu kommt nun allerdings ein neuer Aspekt, nämlich<br />
dass Automatisierungstechnologien sowohl das Theater als auch<br />
die Schauspieler auf einzigartige Weise unterstützen können. Sie tragen<br />
dazu bei, das emotionale Erlebnis für das Publikum zusätzlich zu<br />
steigern. Letztlich stehen Automatisierung und Roboter nicht nur<br />
sinnbildlich für Industrie und Produktion, sondern sie sind auch eine<br />
Art Kunst, die durch Zusammenarbeit entsteht.<br />
Fotos: Aufmacher: Fotolia; Schmuckbild: Francette Levieux/Teatr Wielki Łódź;<br />
Bild 01+02 Mitsubishi Electric Europe B.V.<br />
de3a.mitsubishielectric.com<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2017</strong> im 56. Jahrgang, ISSN 0722-8546<br />
Redaktion<br />
Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar,<br />
Tel.: 06131/992-345, E-Mail: d.schaar@vfmz.de<br />
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Alexandra Pisek M.A., Tel.: 06131/992-266,<br />
E-Mail: a.pisek@vfmz.de, Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,<br />
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Redaktionsassistenz: Angelina Haas,<br />
Tel.: 06131/992-361, E-Mail: a.haas@vfmz.de,<br />
Gisela Kettenbach, Melanie Lerch, Petra Weidt,<br />
Ulla Winter (Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Gestaltung<br />
Anette Fröder, Doris Buchenau, Sonja Schirmer,<br />
Mario Wüst<br />
Chef vom Dienst<br />
Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />
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Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
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54 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
| AT12-14E |<br />
Rückspeiseeinheit ermöglicht Platzeinsparung<br />
im Schaltschrank<br />
Die neue Rückspeiseeinheit RLD-E0<br />
aus dem Hause Eltroplan-Revcon<br />
bietet im Vergleich zur bisherigen<br />
Baugröße eine Volumenreduzierung<br />
von bis zu 50 % und ermöglicht somit<br />
eine erhebliche Platzeinsparung im<br />
Schaltschrank. Das geringere<br />
Volumen wirkt sich auch auf das<br />
Gewicht aus, welches dadurch um<br />
bis zu 30 % reduziert wurde. Darüber<br />
hinaus kann die Rückspeiseeinheit<br />
durch die engeren Leistungsstufen<br />
besser auf die Anwendung angepasst<br />
werden. Die grundsätzliche Funktion<br />
und Anwendung sind beibehalten<br />
worden, somit ist weiterhin keine<br />
Parametrierung oder Programmierung notwendig, die Einheit<br />
funktioniert im Normalbetrieb ohne jeglichen Nutzereingriff und<br />
setzt keine Nutzung der Steuerschnittstellen voraus. Kompatibel<br />
ist sie mit allen Frequenzumrichtern mit Spannungszwischenkreis<br />
und ausgeführter DC-Anbindung. Weitere Vorteile der<br />
Rückspeiseeinheit reichen von stabiler Zwischenkreisspannung<br />
im Bremsbetrieb, geringeren Schaltschranktemperaturen durch<br />
minimierte Eigenverluste bis hin zu einem besseren Gesamtwirkungsgrad<br />
der Anlage. Die Einschaltdauer ist optimiert für<br />
Anwendungen mit Kurzzeitbremsbetrieb wie Krananlagen,<br />
Aufzügen und Zentrifugen.<br />
XTS – Die Motion-<br />
Revolution.<br />
Das lineare Transportsystem<br />
für neue Maschinenbau-Konzepte.<br />
www.revcon.de<br />
Energy-Recovery-System löst Bremswiderstände<br />
ab<br />
Das Energierückgewinnungssystem<br />
von MSF-Vathauer Antriebstechnik<br />
kann in Anwendungen wie Intralogistikanlagen,<br />
Verpackungsanlagen,<br />
Wickelmaschinen sowie Personenund<br />
Lastaufzügen zum Einsatz<br />
kommen. Überschüssige Energie wird<br />
nicht in Wärme umgewandelt, sondern<br />
durch das Energy-Recovery-System<br />
(ERS) wieder zurück zur Anlage<br />
geführt. Dies geschieht direkt und<br />
verlustfrei mit einem Wirkungsgrad<br />
von 98 % bereits sofort nach der<br />
Erstinbetriebnahme. Das System ist<br />
so konzipiert, dass es in Neuanlagen,<br />
aber auch zur Nachrüstung in<br />
Bestandsanlagen eingebaut werden<br />
kann. Aufgrund der innovativen<br />
Schaltungstechnik und der neuesten<br />
Halbleitertechnik sind keine zusätzlichen Komponenten wie<br />
EMV-Filter, Sinusfilter oder Drosseln erforderlich, um die EMV-<br />
Normen einzuhalten. Zudem kann das ERS herstellerunabhängig<br />
mit allen Frequenzumrichtern oder Servoreglern betrieben<br />
werden, die über einen herausgeführten Zwischenkreis verfügen<br />
und die Zwischenkreisspannung über einen umgesteuerten<br />
Gleichrichter (B6U) erzeugt wird.<br />
Halle 9, Stand F06<br />
www.beckhoff.de/XTS<br />
Mit dem hochkompakten eXtended Transport System (XTS) wird die<br />
Maschinenkonstruktion neu gedacht: In Kombination mit der PC- und<br />
EtherCAT-basierten Steuerungstechnik eröffnet das XTS mit einem<br />
Minimum an Komponenten – Motor, Mover und Führungsschiene<br />
– maximale Konstruktionsfreiheit. Unterschiedlichste Geometrien<br />
können gewählt und so völlig neue Maschinenkonzepte für Transport,<br />
Handling und Montage umgesetzt werden. Die Vorteile: eine erhöhte<br />
Produktionseffizienz und ein reduzierter Maschinen-Footprint. Auch<br />
mechanisch äußerst aufwändige Motion-Anwendungen lassen sich<br />
mit dem XTS per Software komfortabel und flexibel realisieren.<br />
Welche Maschine erfinden Sie mit dem XTS?<br />
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STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Multiturn-Absolutwertgeber für die Positionserfassung und Drehzahlregelung<br />
Zur Positionserfassung und Drehzahlregelung von Motoren mit<br />
großem Wellendurchmesser gibt es nun von PWB Encoders den<br />
ersten echten Multiturn-Absolutwertgeber. Der AS50 Multi ist<br />
als Kit-System für Wellengrößen bis 44 mm<br />
konzipiert und baut äußerst flach auf. Die<br />
große Hohlwelle ermöglicht Durchführungen<br />
von Kabeln oder Schläuchen. Durch seinen<br />
kompakten Aufbau und die vergossene<br />
Elektronik ist der Encoder für die Schutzklasse<br />
IP67 ausgelegt. Er ist robust gegenüber Umwelteinflüssen<br />
wie Staub und Feuchtigkeit und<br />
weist eine hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit<br />
auf. Eine flexible Anbindung an die<br />
Steuerung ist durch Schnittstellen wie SSI,<br />
BiSS, SPI, SinCos, ABI und UVW gegeben.<br />
Der Encoder bietet simultan eine absolute<br />
und eine inkrementale Schnittstelle, die jeweils frei kombiniert<br />
werden kann. Die Singleturnauflösung beträgt 18 Bit bei gleichzeitiger<br />
Multiturn-Erfassung von bis zu 262 144 Wellenumdrehungen.<br />
Die inkrementale und absolute Positionserfassung<br />
erfolgt in Echtzeit. Der Multiturndrehgeber<br />
ist innerhalb der angegebenen<br />
Spezifikation unempfindlich gegenüber<br />
Montagetoleranzen, da durch eine einmalige<br />
Einlernfahrt nach erstmaligem Anbau alle Fehler<br />
kompensiert werden. Über die Webseite des<br />
Unternehmens ist die Software zur Kommunikation<br />
des Encoders mit dem Laptop herunterladbar.<br />
Somit ist eine erste Inbetriebnahme und<br />
Konfiguration möglich.<br />
www.pwb-encoders.com<br />
Servoregler für kleine Motoren<br />
Der Antriebsspezialist Promicon hat das High-Speed-System Varimotion um Servoregler für kleine Motoren<br />
erweitert. Hierdurch erhält der Konstrukteur die Möglichkeit, auch Servo- und Linearmotoren mit sehr<br />
kleiner Bauform in mehrachsigen Anwendungen mit hoher Taktrate einzusetzen. Die Geräte<br />
beinhalten standardmäßig ein parametrierbares Feedback-Interface für EnDat, Hiperface, BiSS,<br />
SSI, RS422, Sinus-Cosinus und Resolver. Die Wicklungsdaten sind frei parametrierbar, wodurch<br />
sich jeder bürstenlose Motor bis hin zum reinen DC-Motor betreiben lässt. Die Zwischenkreisspannung<br />
beträgt 20 bis 70 VDC, wodurch auch der Betrieb an der 24-V-Steuerspannung<br />
realisierbar ist. Zusätzlich ist ein Gleichrichter eingebaut, um auch den direkten Anschluss an<br />
einen Trenntransformator zu ermöglichen. Der Dauerausgangsstrom beträgt je nach Ausführung<br />
2,5 bis 10,0 Arms. Zur Kühlung sind keine Zusatzmaßnahmen erforderlich, die Geräte<br />
können direkt nebeneinander montiert werden. Die Servoregler sind frei programmierbar<br />
und beinhalten umfangreiche Technologiefunktionen, um auch spezielle Aufgabenstellungen<br />
bewältigen zu können. Hierbei ist von besonderer Bedeutung, dass komplette Bewegungs- und<br />
Funktionsabläufe realisiert werden können, wodurch übergeordnete Systeme effektiv von zeitkritischen<br />
Koordinierungsaufgaben entlastet werden.<br />
www.promicon.de<br />
komplett<br />
zuverlässig<br />
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Verschlussschrauben, Entlüftungsventile und Ölschaugläser – EIN Abdichtungssystem<br />
für alle Einschraub- und konstruktionsbedingten Löcher im Getriebegehäuse. Komplett<br />
montiert und einsatzbereit.<br />
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Antriebstechnik<br />
It’s our turn.<br />
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Überschüssige generatorische Energie ins Netz rückführen<br />
Wo ein Bremswiderstand ersetzt und stattdessen überschüssige generatorische Energie ins Netz rückgeführt<br />
werden soll, bietet die Rückspeiseeinheit R1000 von Yaskawa eine effiziente Lösung. Sie lässt sich<br />
exakt auf den Bremsenergiewert auslegen, den man rückspeisen möchte. Zusätzliche Komponenten wie<br />
Drosseln und Sicherungen ergänzen die Einheit zum kompletten System. Dieses wird an den Zwischenkreis<br />
von Frequenzumrichtern geschaltet. Dabei kann das Antriebssystem im Vierquadranten-Betrieb arbeiten.<br />
Die Einheit kann also in beiden Drehrichtungen ebenso Energie aus dem Netz zum Motor wie auch beim<br />
Bremsen wieder zurückübertragen. Bei voller Auslastung ergeben sich daraus kürzere Maschinenzyklen<br />
und eine Steigerung der Produktionseffizienz. Gleichzeitig sinkt der Gesamtenergiebedarf der Anlage,<br />
weil die rückgespeiste Energie von anderen Verbrauchern der gleichen Anlage konsumiert werden kann.<br />
www.yaskawa.eu.com<br />
SPS mit integrierter<br />
Wlan-Datenschnittstelle<br />
Einfache und durchgängige Datenkommunikation im Feld ist<br />
Voraussetzung für die Realisierung von Industrie 4.0 und IoT.<br />
In diesem Umfeld entstehen Maschinen- und Bedienkonzepte,<br />
bei denen die Wireless-Technologien die Grundlage für die<br />
drahtlose Verbindung in<br />
das Automatisierungssystem<br />
und zu den<br />
verteilten Komponenten<br />
im industriellen Netzwerk<br />
darstellen. Hier<br />
übernehmen Kuhnke<br />
Steuerungen mit<br />
integrierter Wlan-<br />
Schnittstelle z. B. die<br />
Funktion eines Access-<br />
Points und bieten so<br />
die Möglichkeit, mehrere Funkteilnehmer gleichzeitig in das Netzwerk<br />
einzubinden. Die Automatisierungsgeräte aus dem Hause<br />
Kendrion Kuhnke Automation werden deshalb optional mit<br />
integrierten kabellosen Datenschnittstellen ausgestattet.<br />
Den Anfang macht der skalierbare und modular erweiterbare<br />
Kuhnke Fio Controller WL. Er kann sich in Wlan-Netze einbuchen,<br />
aber auch selbst Access-Point mit DHCP sein. Die Reichweite des<br />
Wlan-Netzes kann über extern anschließbare Antennen verbessert<br />
werden. Für sichere Visualisierungen über Tablets oder Smartphones<br />
stehen Protokolle wie FTP-Modbus und MQTT zur<br />
Verfügung.<br />
www.kuhnke.kendrion.com<br />
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Qualitäts kontrolle<br />
Piezoaktoren als Antriebe in echtzeitfähigen Autofokus-Systemen<br />
Viele großflächige Objekte müssen bei einer Qualitätskontrolle auf winzige Details<br />
untersucht werden, die nur unter dem Mikroskop erkennbar sind. In der Halbleiter- und<br />
Elektronikfertigung ist der Bedarf an mikroskopischen Prüfverfahren aufgrund des<br />
Miniaturisierungsgrades besonders groß. Konventionelle Mikroskopie-Verfahren können<br />
jedoch nicht mit der Geschwindigkeit der heute üblichen Automatisierungstechnik Schritt<br />
halten. Der Einsatz von Hochdurchsatz-Mikroskopiesystemen soll jetzt Abhilfe schaffen.<br />
Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. Friedrich Schenk ist wissenschaftlicher Mitarbeiter<br />
beim Fraunhofer IPT in Aachen; Dipl.-Phys. Steffen Arnold ist Leiter Markt<br />
und Produkte bei der Physik Instrumente (PI) GmbH & Co. KG in Karlsruhe;<br />
Ellen-Christine Reiff, M.A. ist Fachjournalistin beim Redaktionsbüro<br />
Stutensee in Stutensee<br />
Sowohl in der Elektronik- und Halbleiterfertigung als auch in der<br />
Biotechnologie oder Pharmazie ist das Problem bekannt: Bei<br />
großflächigen Proben wie Platinen und Mikrotiterplatten dauern<br />
mikroskopische Aufnahmeprozesse bei Vergrößerungen oft lange,<br />
denn bis zu mehrere Zehntausend Einzelaufnahmen müssen erstellt<br />
und ausgewertet werden, wobei der Probentisch das Objekt<br />
für jede Einzelaufnahme exakt positionieren muss. Aus Zeitgründen<br />
verzichten viele dann auf eine 100-Prozent-Prüfung und geben<br />
sich mit Stichprobenuntersuchungen zufrieden, testen also nur an<br />
einigen ausgewählten Stellen. Jetzt hat das Fraunhofer-Institut für<br />
Produktionstechnologie IPT einen neuen Aufnahmeprozess entwickelt,<br />
mit dem großflächige Objekte in Sekundenschnelle mikroskopiert<br />
werden können. Erstmals wird so eine mikroskopische 100-<br />
Prozent-Prüfung im industriellen Umfeld möglich.<br />
Messen On-the-fly für hohe Bildraten<br />
Dabei bewegt der Tisch das Objekt im Gegensatz zum herkömmlichen<br />
„Stop-and-Go“-Betrieb kontinuierlich mit konstanter Verfahrgeschwindigkeit<br />
während der Aufnahme. Die Probe kann dadurch<br />
mit hohen Bildraten – je nach Kamera mit mehr als 100 fps<br />
(frames per second/ Bilder pro Sekunde) – digitalisiert werden. Da<br />
das Objekt dabei nur kurz mit einem Blitz beleuchtet ist, ist die Aufnahme<br />
zudem frei von Bewegungsunschärfe. Der zeitoptimierte<br />
Scanprozess ist mit einem echtzeitfähigen Datenhandling und Bildverarbeitungsschritten<br />
kombiniert. Selbst rechenintensive Aufgaben<br />
wie Stitching-Prozesse laufen nahezu ohne Verzögerung ab.<br />
Durch die hohe Rechenleistung des Systems, der optimierten Software<br />
sowie dem Einsatz der entsprechenden Hardware lassen sich<br />
Einzelaufnahmen nahtlos zum Gesamtbild zusammenfügen, noch<br />
während die Messung läuft.<br />
58 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
02 Der prinzipielle<br />
Aufbau des modular<br />
aufgebauten<br />
Hochgeschwindkeitsmikroskops<br />
a<br />
b<br />
01 Hochdurchsatz-Mikroskopiesystem:<br />
Großflächige Objekte können<br />
schnell mikroskopiert werden<br />
03 Bei großen Wafern (a) oder Mikrotiterplatten (b) dauerten mikroskopische Aufnahmeprozesse<br />
bei hohen Vergrößerungen oftmals zu lange. Aufgrund neuer Hochgeschwindigkeitsmikroskope hat<br />
sich das nun geändert<br />
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Drehstrom-Servomotoren<br />
Frequenzregelbare<br />
Drehstrommotoren<br />
Wassergekühlte Drehstrommotoren<br />
Einphasenmotoren<br />
Fahr- und Hebezeugmotoren<br />
Flachmotoren<br />
Gleichstrommotoren IP 44/23s<br />
Positionierantriebe<br />
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…die treibende Kraft
Halle 9 | Stand D58<br />
So gilt es, während des kontinuierlichen Scannens den Fokus entsprechend<br />
nachzuregeln. Denn die Oberflächentopologie überschreitet<br />
die Schärfentiefe eines Objektives bei Weitem, sei es in der<br />
Biotechnologie aufgrund der Unebenheiten der spritzgegossenen<br />
Kunststoff-Mikrotiterplatten oder in der Elektronikfertigung bei unterschiedlich<br />
hohen Bauteilen auf der Platine oder Verkippungen<br />
des Wafers. Die Oberfläche kann nur dann scharf abgebildet werden,<br />
wenn der Fokus rechtzeitig nachgeregelt wird. Für mikroskopische<br />
Aufnahmen aus der Bewegung ist demnach eine echtzeitfähige<br />
Autofokusfunktion erforderlich – der Fokus muss präzise und<br />
dynamisch in Richtung der optischen Achse justiert werden.<br />
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Wartungs- und verschleißfrei<br />
Diese Aufgabe übernehmen piezobasierte Antriebssysteme. Mit<br />
einem Stellweg von bis zu etwa 500 µm eignen sich diese optimal<br />
für Autofokusanwendungen, wobei sie Schrittmotoren im Hinblick<br />
auf Genauigkeit und vor allem Dynamik überlegen sind. Darüber<br />
hinaus zeichnen sich Piezoantriebe über weitere Eigenschaften<br />
aus, von denen die Mikroskopie profitiert: Piezoelektrische Materialien<br />
wandeln elektrische Energie in mechanische um und umgekehrt.<br />
Für die Positionierung von Bedeutung ist die Bewegung, die<br />
entsteht, wenn eine elektrische Spannung an ein piezoelektrisches<br />
Material angelegt wird. Aktoren, die auf diesem Piezoeffekt basieren,<br />
bewegen sich mit Auflösungen im Sub-Nanometerbereich bei<br />
hoher Dynamik und mit Scanfrequenzen bis zu mehreren hundert<br />
Hertz. Da die Bewegung auf kristallinen Effekten beruht, gibt es<br />
keine rotierenden oder reibenden Teile; Piezoaktoren sind dadurch<br />
wartungs- und verschleißfrei.<br />
Die Pifoc-Z-Antriebe von Physik Instrumente, die das Fraunhofer<br />
IPT in seinen Hochgeschwindigkeitsmikroskopen einsetzt, bieten<br />
für solche Anwendungen gute Voraussetzungen: Sie können klein<br />
und steif gebaut werden. Dadurch reagieren sie mit kurzen Ansprechzeiten<br />
und positionieren durch die gute Führung auch bei<br />
verhältnismäßig großen Verfahrwegen bis zu 500 µm präzise. Die<br />
spielfreie und genaue Festkörperführung sorgt für eine hohe Fokusstabilität.<br />
Fein positioniert werden kann so im Bereich unter einem<br />
Nanometer. Die Anforderungen an die Genauigkeit sind für Piezosysteme<br />
in der beschriebenen Anwendung jedoch eher mäßig, da<br />
lediglich genauer positioniert werden muss, als die Schärfentiefe<br />
des Objektivs. Wichtig sind die Wiederholgenauigkeit und die kurze<br />
Einschwingzeit von weniger als 10 ms. Somit verhindert der Piezo-<br />
Antrieb, dass das Objekt bei hohen Scangeschwindigkeiten aus<br />
dem Fokus läuft. Zusammen mit Direktmetrologie, kapazitativen<br />
Sensoren und Digitalcontrollern erreichen die Piezoantriebe hohe<br />
Linearitäten mit max. 0,06 % Abweichung. Die kapazitiven Sensoren<br />
messen direkt und berührungslos den bewegten Teil der<br />
Mechanik. Weder Reibung noch Hysterese beeinträchtigen die<br />
Messung. Die Objektiv-Position lässt sich genau dem jeweiligen<br />
Einzelbild zuordnen.<br />
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Das IPT nutzt zur Ansteuerung einen Digital-Controller E-709 mit<br />
Linearisierungsalgorithmen, der über eine analoge Schnittstelle an<br />
das Gesamtsystem angebunden werden kann. Auch die Antriebe<br />
selbst ließen sich mit ihrem Schnellverschlussadapter gut integrieren.<br />
Nach dem Einschrauben des Adapters in den Revolver wird der<br />
Antrieb darin in der gewünschten Ausrichtung befestigt. Da der Objektivpositionierer<br />
nicht gedreht werden muss, ist die Kabelführung<br />
unproblematisch. Für Anwendungen, in denen ein großer freier optischer<br />
Durchgang erforderlich ist, gibt es eine Variante mit 29 mm<br />
freier Apertur im Gewindeeinsatz. Der Mikroskopie unter industriellen<br />
Bedingungen erschließen sich damit völlig neue Möglichkeiten.<br />
Fotos: Fraunhofer IPT<br />
www.pi.ws<br />
60 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong><br />
WISTRO.indd 1 04.04.<strong>2017</strong> 13:29:45
ELEKTROMOTOREN<br />
Kompakte Servotechnik im Doppelpack<br />
Mit dem E Darc C08D ergänzt Ferrocontrol sein Portfolio an 2-Achs-Servoreglern um<br />
ein noch leistungsstärkeres Modell: Das Doppelachsmodul integriert zwei Endstufen<br />
und verfügt über 2 × 8 A Nennstrom. Das kompakte Design spart gegenüber Einzelachsreglern<br />
Feldbusschnittstellen und bietet ein einfaches Verkabelungskonzept. Das<br />
Doppelachsmodul basiert auf einem FPGA-Design, das durch quasianaloge Parallelverarbeitung<br />
Maßstäbe in Sachen Dynamik und Regelgüte setzt (Regeltaktfrequenz:<br />
12 kHz). Eine standardmäßig implementierte sichere<br />
Impulssperre STO sorgt für eine zuverlässige Unterbrechung<br />
der Energieversorgung zum Antrieb. Der<br />
E Darc C08D eignet sich für den geregelten sowie<br />
gesteuerten Betrieb von Synchron- und Linearmotoren<br />
und kann mit drehmomentstarken Motoren betrieben<br />
werden. Als Geberschnittstellen bietet der Regler<br />
Resolver, Hiperface, EnDat, SinCos und<br />
Inkremental. Über eine EtherCAT- oder<br />
CANopen-Schnittstelle können die Antriebe<br />
einfach und flexibel angebunden werden.<br />
fast forwardsolutions<br />
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Ausdruck<br />
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Servomotoren für High-Precision-Anwendungen<br />
Baumüller hat mit der DSH1-Baureihe („H“ steht für High Precision) ein weiteres Derivat<br />
in seiner Servomotorenpalette geschaffen. Die Servomotoren weisen einen extra<br />
niedrigen Rastmoment auf und erreichen damit besonders in Verbindung mit der<br />
Baumüller Antriebselektronik eine sehr gute Regelgüte. Ein typisches Einsatzfeld sind<br />
z. B. Schweißroboter, die Bauteile mit einer exakten, hochwertigen Schweißnaht fertigen.<br />
Durch das vorhandene Baukastensystem sind die mechanischen Schnittstellen und<br />
die Anschlusstechnik auch bei der DSH1-Reihe analog zu den bestehenden Baumüller-<br />
Servomotoren ausgeführt. Je nach Applikationsanforderung kann damit der optimale<br />
Servomotor eingesetzt werden, ohne dass<br />
der Maschinenbauer dabei Anpassungen<br />
seitens der Mechanik oder Anschlusstechnik<br />
vornehmen muss. Der maximale<br />
Drehzahlbereich der DSH1-Servomotoren,<br />
die in den Baugrößen 45-100<br />
verfügbar sind, liegt bei bis zu 6 000 1/min<br />
bei Nennleistungen in der selbstgekühlten<br />
Ausführung bis 10 kW.<br />
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Wassergekühlte Motoren mit einer Leistung von bis zu<br />
700 kW bei geringem Einbauvolumen<br />
Die wassergekühlten Motoren der Reihe K1W von WEG sind bis Energieeffizienzklasse<br />
IE3 verfügbar und bieten eine Leistung von bis zu 700 kW bei geringem Einbauvolumen.<br />
Zahlreiche Ausführungs-Optionen eröffnen zudem vielfältige Einsatzmöglichkeiten,<br />
so z. B. in Spritzgieß-, Druck-, Papier- und Drahtziehmaschinen. Entwickelt wurde die<br />
Reihe von der Tochterfirma Antriebstechnik KATT Hessen (AKH). Zum Einsatz kommen<br />
die Motoren u. a., wenn viel Leistung auf engem Raum benötigt wird und ein möglichst<br />
geringes Geräuschniveau erzielt werden soll. Die Reihe ist standardmäßig<br />
in Schwinggrößenstufe A, Isolationsklasse F und Schutzart IP55<br />
ausgeführt. Die Achshöhe liegt zwischen 200 bis 355 mm. In der<br />
Standardausführung verfügen die Motoren über Gehäuse<br />
und Lagerschilde aus Stahl. Für die elektrische Ausführung<br />
stehen u. a. die Optimierung für den Frequenzumrichter-Betrieb<br />
sowie Sonderspannungen und<br />
-frequenzen als Optionen bereit.<br />
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KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Mit einem Klick!<br />
Hybridsteckverbinder – die kompakteste Verbindung<br />
zwischen Leiterplatte und Motor<br />
In der elektrischen Antriebstechnik geht der Trend zur Einkabellösung in Form eines<br />
Hybridkabels. Die Verbindung von Motorspannung, internem Temperaturfühler und einer<br />
eventuellen mechanischen Bremse sind die klassischen Anforderungen an diese Schnittstelle.<br />
Je nach Anwendung wird auch die Verbindung zu einem Encoder oder Resolver benötigt.<br />
Dieser Trend hat direkte Auswirkungen auf die Anschlusstechnik.<br />
H<br />
ybridkabel stellen die Verbindung zwischen<br />
Frequenzumrichtern oder Servoreglern<br />
und dem Motor her. Zum Anschließen<br />
der Leitung benötigte man bisher drei<br />
Steckverbinder: Einen Leistungssteckverbinder<br />
für den Motoranschluss. Einen Signalsteckverbinder<br />
zur Erfassung des Motor-<br />
Feedbacks und eine Schirmauflage zum<br />
Schutz des Datenverkehrs vor elektromagnetischen<br />
Störimpulsen. Der Omnimate<br />
René Arntzen ist Strategischer Produktmanager<br />
bei der Weidmüller GmbH & Co. KG in Detmold<br />
Hybrid-Steckverbinder kombiniert alle drei<br />
Steckverbinder applikationsgerecht zu einer<br />
Gesamtlösung. Omnimate Power Hybrid<br />
ermöglicht ein gleichzeitiges, sicheres und<br />
„blindes“ Stecken von Energie, Signalen<br />
und Schirmung. Dazu gehört z. B. die steckbare<br />
Schirmauflage oder die automatisch<br />
verrastende Einhand-Sicherheitsverriegelung.<br />
Die Integration dieser Funktionen<br />
sorgt auch bei schwierigen Einbauverhältnissen<br />
für eine intuitive, werkzeuglose<br />
Handhabung und eine dauerhaft sichere<br />
Kontaktierung. Der Hybridsteckverbinder<br />
erfüllt den Berührungsschutz gemäß IEC<br />
(UL) 61800-5-1 von 3 oder 5,5 mm. Optional<br />
ist er auch mit auf- und festellbaren<br />
„Pushern“ und geöffneter Kontaktstelle erhältlich.<br />
Diese Version vereinfacht die Verdrahtung<br />
im Feld wesentlich.<br />
Bereits erfolgreich im Einsatz<br />
Die Firma LTI Motion offeriert mit dem<br />
„System One CM“ ein sehr kompakt ausgelegtes<br />
Automatisierungssystem und setzt<br />
damit Maßstäbe hinsichtlich Kompaktheit,<br />
Dynamik, funktionaler Sicherheit und Kosten.<br />
Das System vereint die Steuerungsund<br />
Sicherheitstechnik, eine zentrale Leistungsversorgung<br />
sowie Mehrachsregler. Im<br />
Wesentlichen sind es drei Punkte, die das<br />
System zum kompaktesten seiner Klasse<br />
machen, die Integration der Safety-Steuerung<br />
in die SPS Steuerung, die Integration<br />
eines 500 W Schaltnetzteils in die Versorgungseinheit<br />
und schließlich der Einsatz<br />
von Doppel- und Dreiachsreglern. Der<br />
Servoregler mit einem Nennstrom von 1,5<br />
bis 32 A vereint eine hohe Miniaturisierung<br />
62 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Selbst konfektionieren<br />
oder anschlussfertig<br />
René Arntzen, Strategischer<br />
Produktmanager, Weidmüller<br />
GmbH & Co. KG, Detmold<br />
Anwender können sich die Verbindung zwischen<br />
Leiterplatte und Motor selbst konfektionieren oder<br />
anschlussfertig beim Weidmüller Assemblierungsservice<br />
beziehen. Ihr Vorteil: Vereinfachung von Bestellwesen<br />
und Lagerhaltung. Der Anwender muss nur eine<br />
Bestellnummer verwalten, denn die Beschaffung<br />
einzelner Komponenten entfällt, gleichzeitig werden<br />
Artikelvielfalt und Lagerbestände abgebaut.<br />
mit gleichzeitig mehr Leistung. Im Vergleich<br />
zu marktüblichen Mehrachssystemen<br />
spart „System One CM“ auf diese Weise<br />
bis zu 40 % Platz im Schaltschrank ein. Einen<br />
entscheidenden Anteil am hohen Integrationsgrad<br />
sowie der Platzersparnis hat der<br />
Omnimate Power Hybrid-Steckverbinder.<br />
Er erfüllt die Forderungen der Gerätedesigner<br />
nach hoher Packungsdichte, hoher<br />
Stromtragfähigkeit, zuverlässigem Schutz<br />
vor elektromagnetischen Störimpulsen<br />
(EMV) und komfortabler und sicherer<br />
Handhabung. Die Auswahl der richtigen<br />
Anschlusstechnik und ihrer Kombination<br />
ergibt einen Kostenvorteil der vom Gerätedesign,<br />
über die Installation und dem Service<br />
der Anlage reicht.<br />
Auch Beckhoff Automation verwendet<br />
in seinem Multiachs-Servosystem AX8000<br />
eine One Cable Technology<br />
(OCT) für Power<br />
und Feedback. Durch<br />
den Einsatz des Omnimate<br />
Power Hybridsteckverbinders<br />
reduziert<br />
sich die Verkabelung<br />
auf die obligatorische<br />
Motorleitung,<br />
über die auch die<br />
Feedbacksignale direkt<br />
übertragen werden.<br />
Wie bei der sensorlosen<br />
Regelung wird dem<br />
Anwender der Einsatz<br />
einer zusätzlich erforderlichen<br />
Feedbackleitung<br />
erspart. Alle benötigten<br />
Informationen<br />
zur Regelung werden,<br />
dank der steckbaren<br />
Schirmauflage des Hybridsteckverbinders,<br />
störsicher und zuverlässig über eine digitale<br />
Schnittstelle übertragen.<br />
01 Omnimate Power Hybrid Leiterplattensteckverbinder<br />
und M23-Hybridsteckverbinder<br />
Weitere Anwender der speziell auf die<br />
Antriebstechnik zugeschnittenen Anschlusslösungen<br />
von Weidmüller sind:<br />
B&R Automation, Getriebebau Nord, KEB,<br />
Lenze, Rockwell Automation, Siemens<br />
und Yaskawa.<br />
Hybridsteckverbinder – alles<br />
schon drin<br />
Der Omnimate Power Hybrid-Steckverbinder<br />
ersetzt mit den direkt in den Leistungssteckverbinder<br />
integrierten Signalkontakten<br />
sowie dem steckbaren Kabelschirm<br />
und dem Einhand-Sicherheitsflansch drei<br />
Cantoni.indd 1 22.03.<strong>2017</strong> 12:23:14<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 63
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
02 Der Power Hybrid Leiterplattensteckverbinder<br />
mit verrastbarem „Push Button“<br />
verfügt über eine schlanke Leitungsführung<br />
mit installationsgerechter 30°-Geometrie<br />
Einzelkomponenten und reduziert drei<br />
separate Arbeitsgänge zu einem. Er löst<br />
verschiedene typische Herausforderungen<br />
beim Gerätedesign:<br />
1. Rastertreue Integration der Signalkontakte<br />
in den Leistungsteil. Dadurch lässt sich<br />
eine umfangreiche Miniaturisierung bzw.<br />
Packungsdichte auf der Leiterplatte und<br />
Gerätefront realisieren. Ein Steckvorgang<br />
vereinfacht die Konfektionierung, Inbetriebnahme<br />
und Wartung des Gerätes.<br />
2. Die steckbare Schirmauflage mit einer<br />
Federleiste ersetzt zwei Schraubflansche.<br />
Das neuartige Konstruktionsdetail garantiert<br />
eine sichere EMV-Abschirmung.<br />
Die Kontaktierung des Kabelschirmes<br />
erfolgt über die steckbare Federleiste<br />
automatisch und bedienerunabhängig.<br />
Eine bisher zusätzliche Schraubbefestigung<br />
für den Schirmanschluss entfällt.<br />
Dadurch werden Platz, Material und<br />
Montagezeit gespart.<br />
3. Einhand-Sicherheitsverriegelung: Die<br />
werkzeuglose Schnellverrastung ist als<br />
Mittelflansch ausgeführt und ersetzt zwei<br />
Außenflansche. Die sichere und zuverlässige<br />
Verrastung des Mittelflansches erfolgt<br />
automatisch und bedienerunabhängig.<br />
Durch die baubreitenneutrale Integration<br />
der Signalkontakte wird der Platzbedarf<br />
am Gerät und auf der Leiterplatte verringert.<br />
Ein intuitives Stecken aller vier Funktionen<br />
(Energie, Signale, Schirmung und<br />
Verriegelung) ist in einem Arbeitsgang –<br />
auch ohne Sicht und bei schwierigen Einbauverhältnissen<br />
– möglich.<br />
Die mehrfache Funktionsintegration von<br />
Energie-, Daten- und Signalkontakten sowie<br />
der steckbare Kabelschirm und die<br />
automatische Verrastung reduzieren die<br />
Herstell-, Installations- und Instandhaltungskosten<br />
deutlich.<br />
Weitere Vorteile sind:<br />
kürzere Installationsund<br />
Wartungszeiten,<br />
eine geringere Baugröße<br />
des Gerätes, weniger<br />
Platzbedarf im Schaltschrank<br />
und die Vermeidung<br />
von Fehlern.<br />
Der Abstand zwischen<br />
den Gerätereihen<br />
kann um bis zu 10 cm<br />
geringer ausfallen, da<br />
die installationsgerechte<br />
30°-Geometrie eine<br />
schlanke Leitungsführung<br />
ermöglicht und die<br />
steckbare Kabelschirmauflage<br />
einen wesentlich<br />
03 LTI Motion vertraut bei<br />
ihrem kompakten<br />
„System One CM“ auf<br />
Omnimate Power Hybrid<br />
Leiterplattensteckverbinder<br />
geringeren Montageraum<br />
benötigen als herkömmliche<br />
Schraubflansche. Insgesamt<br />
wird die Anlagenverfügbarkeit durch die<br />
neuartige Schirmblechkontaktierung, den<br />
Einhand-Sicherheitsflansch und die integrierten<br />
Signalkontakte nachhaltig erhöht.<br />
Push-In für den rauen Einsatz<br />
Die Omnimate Power Hybrid-Leiterplattensteckverbinder<br />
sind mit der Push-In-<br />
Hybridkabel sind<br />
endlich auch in<br />
der Antriebstechnik<br />
angekommen.<br />
Dirk Schaar,<br />
Chefredakteur<br />
Sie kennen sicherlich die Situation: Sie müssen mehrere<br />
Kabel, Leitungen und Steckverbinder gleichzeitig anschließen,<br />
um eine Maschine zu verdrahten oder anzuschließen.<br />
Das kostet nicht nur kostbare Zeit, sondern ist auch<br />
fehleranfällig und vor allem teuer. Endlich kommen<br />
Einkabellösungen auch in der Antriebstechnik an – die Zeit<br />
ist jedenfalls reif dafür. So werden wir diese Lösungen in<br />
Zukunft hoffentlich verstärkt sehen.<br />
Anschlusstechnik ausgestattet. Diese ermöglicht<br />
eine schnelle Konfektionierung<br />
und Installation der Hybrid-Kabel. Der<br />
massive oder flexible Leiter mit Aderendhülse<br />
versehen, wird bei „Push In“ einfach<br />
in die Klemmstelle gesteckt.<br />
Die kompakten und robusten M23-Hybridsteckverbinder<br />
sind speziell auf einen<br />
industriellen Einsatz sowie den rauen<br />
Umgebungsbedingungen im Maschinenund<br />
Anlagenbau abgestimmt, z. B. zum<br />
Anschließen von elektrischen Antrieben<br />
und Servomotoren. Beim Einsatz von Hybridkabeln<br />
stellen sie die perfekte Verbindung<br />
in die IP6x-Welt da, denn sie<br />
gewährleisten die in diesem Bereich geforderte<br />
Zuverlässig- und Langlebigkeit.<br />
Sie sind resistent gegen das Eindringen<br />
von Substanzen, darüber hinaus besitzen<br />
die Varianten mit schwarzem Außenring<br />
einen Vibrationsschutz. Für Hybridapplikationen<br />
offeriert Weidmüller die 4+4<br />
Variante, sie besitzt vier Signalkontakte<br />
mit je einem Nennstrom von 8 A und<br />
vier Leistungskontakten mit je einem<br />
Nennstrom von 28 A. Der Schirm wird<br />
auf das Metallgehäuse gelegt. Die Nennspannung<br />
für die Signalkontakte beträgt<br />
300 V und für die Leistungskontakte 800 V<br />
bzw. 600 V. Die 4+4 Variante ist sowohl<br />
als Kabel-, Kupplungs- und Winkelsteckverbinder<br />
wie auch als Gerätesteckverbinder<br />
in folgenden Bauformen lieferbar:<br />
Vorderwand, mit Rändelmutter, Hinterwand<br />
und abgewinkelt.<br />
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64 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
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von mobilen und stationären Anwendungen. Beispiele sind unter anderem<br />
elektrische Maschinen und Steuerungstechnik in Brechanlagen, Fahr- und<br />
Schwenkantriebe in Baggern, Großwälzlager in Kranen und viele mehr.<br />
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speziell für die hohen Belastungen und anspruchsvollen Einsatzbedingungen im<br />
Bergbau, dem Baugewerbe und der Landwirtschaft ausgelegt sind. Sie schützen<br />
die Präzisionsbauteile in Maschinen vor rauen Umgebungseinflüssen und<br />
verhindern das Eindringen von Schmutz. Lesen Sie mehr.<br />
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ährend bei Lippendichtungen eine<br />
Elastomerlippe gegen die Welle läuft,<br />
werden bei mechanischen Laufwerkdichtungen<br />
zwei besonders widerstandsfähige<br />
Metallringe verwendet. Diese Metall-auf-<br />
Metall-Abdichtung bietet eine hohe Verschleißbeständigkeit<br />
und schützt auch unter<br />
schwierigen Betriebsbedingungen vor dem<br />
Eintritt abrasiver Medien. Dadurch eignen<br />
sich die Laufwerkdichtungen für den Einsatz<br />
in einer Vielzahl von Anwendungen,<br />
Stefan Zech ist Communications<br />
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einschließlich Off-Highway-Muldenkippern,<br />
Baumaschinen, Tunnelvortriebsmaschinen,<br />
Steinbrechern und in der Landwirtschaft.<br />
Die Technologie dahinter<br />
Eine Laufwerkdichtung besteht aus zwei<br />
metallischen Ringen, einem statischen und<br />
einem rotierenden. Diese werden jeweils<br />
von einem Elastomer-Ring gestützt, der<br />
die Gleitringe zusammenpresst. Durch eine<br />
kontrollierte Kraft werden die Elastomer-<br />
Ringe in ihrem jeweiligen Gehäuse an<br />
einer definierten Stelle gehalten. Da<br />
die komplette Relativbewegung<br />
zwischen den beiden<br />
Gleitflächen<br />
stattfindet, müssen die Elastomer-Ringe<br />
lediglich als statische Sekundärdichtung<br />
fungieren, die keinem Verschleiß unterliegt.<br />
Die Elastizität der Elastomer-Elemente<br />
garantiert ein robustes Design, das es ermöglicht,<br />
Druckschwankungen, Axial- und<br />
Radialbewegungen sowie Formveränderungen<br />
durch den allmählichen Verschleiß<br />
der Gleitflächen auszugleichen.<br />
„Im Vergleich zur dünnen Gummikante<br />
einer Lippendichtung sind die Oberflächen<br />
der Laufwerkdichtungen sehr hart<br />
und bieten eine größere Kontaktfläche”, erklärt<br />
Gian Maria Olivetti, Chief Technology<br />
Officer, Federal-Mogul Powertrain. „Diese<br />
beiden Faktoren verbessern die Verschleißfestigkeit<br />
und Robustheit der Dich-
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
01 Während bei Lippendichtungen eine<br />
Elastomerlippe gegen die Welle läuft, werden<br />
bei mechanischen Laufwerkdichtungen zwei<br />
widerstandsfähige Metallringe verwendet<br />
02 Die HSL-Dichtung ist eine Weiterentwicklung<br />
und Sonderform der Trapezringdichtung,<br />
die sich bereits seit einigen Jahren im Markt<br />
bewährt<br />
03 Eine Laufwerkdichtung besteht aus zwei<br />
metallischen Ringen, einem statischen und<br />
einem rotierenden. Diese werden von einem<br />
Elastomer-Ring gestützt, der die Gleitringe<br />
zusammenpresst<br />
04 Die Elastizität der Elastomer-Elemente<br />
garantiert ein robustes Design, das es<br />
ermöglicht, u. a. Druckschwankungen und<br />
Formveränderungen durch den allmählichen<br />
Verschleiß der Gleitflächen auszugleichen<br />
tung und führen so zu erhöhter Lebensdauer<br />
und Zuverlässigkeit unter schwierigen<br />
Betriebsbedingungen.“<br />
Für die Entwicklung der Laufwerkdichtungstechnologie<br />
bedarf es der Bündelung<br />
verschiedener Disziplinen, die ein Verständnis<br />
von Tribologie, Elastomeren und<br />
anwendungsspezifischen Faktoren hinsichtlich<br />
Druck, Verformung und Verschmutzung<br />
voraussetzen. Im Laufe des Einsatzes verändert<br />
sich aufgrund von Abnutzung mit<br />
der Zeit die Topographie der Dichtungen.<br />
Bei diesem Tribomutationsprozess beeinflusst<br />
Mischreibung den Verschleiß der<br />
Oberflächen. Um über die Lebensdauer<br />
der Dichtung eine gleichmäßige Leistung<br />
sicherzustellen, sind konsistente Materialeigenschaften<br />
erforderlich. Federal-Mogul<br />
Powertrain hat verschiedene Materialien<br />
speziell für die Gleitringe entwickelt, um die<br />
erforderliche Beständigkeit gegen Verschleiß,<br />
Festfressen und Korrosion zu gewährleisten.<br />
Dazu gehören perlitische, nodulare und<br />
ledeburitische Gusswerkstoffe. Mit unterschiedlichen<br />
Graphitarten tragen sie zu<br />
einer guten Wärmeübertragung, konsistenten<br />
Laufeigenschaften und optimierter<br />
Verschleißfestigkeit bei.<br />
Die HSL-Laufwerkdichtung<br />
Das jüngste Laufwerkdichtungskonzept von<br />
Federal-Mogul Powertrain ist die HSL-Dichtung,<br />
eine Weiterentwicklung und Sonder-<br />
form der Trapezringdichtung. Die HSL-<br />
Dichtung verwendet ein patentiertes Design<br />
für den Elastomerteil der Dichtung mit einer<br />
integrierten Schutzlippe gegen Verschmutzung<br />
sowie einer robusten Verdrehsicherung.<br />
Durch diese Bauform können Leckagen<br />
deutlich reduziert werden. Zudem kann<br />
die HSL-Dichtung den hohen Drücken besser<br />
standhalten, die bei eingetrocknetem<br />
Schlamm entstehen. Die bessere Abschirmung<br />
führt darüber hinaus zu einer längeren<br />
Lebensdauer des Gesamtsystems.<br />
„Im Vergleich zu Kfz-Dichtungen sind<br />
große Laufwerkdichtungen ein Nischenprodukt.<br />
Die Bestellmengen liegen teilweise bei<br />
nur zehn Einheiten oder sogar weniger.<br />
Allerdings kommen sie in Bereichen zum<br />
Einsatz, in denen die Ausfallzeiten für eine<br />
Reparatur kostspielig sind”, erläutert Andreas<br />
Dengler, Manager Application Engineering<br />
and Product Development, Federal-Mogul<br />
Powertrain. „Unsere Laufwerkdichtungen<br />
sind aufgrund ihrer äußerst hohen Zuverlässigkeit<br />
und Langlebigkeit gerade in der<br />
Landwirtschaft, im Bergbau und in der Bauindustrie<br />
sehr gefragt.”<br />
Entwicklung und Fertigung<br />
Federal-Mogul entwickelt und fertigt Laufwerkdichtungen<br />
seit mehr als 60 Jahren. Um<br />
die Kunden optimal unterstützen und die<br />
jeweils individuell beste Lösung bieten zu<br />
können – ob bei der Anpassung eines bestehenden<br />
Produkts oder der Entwicklung eines<br />
neuartigen Designs –, sind die Produktentwicklung<br />
und Anwendungstechnik des<br />
Unternehmens in einer Einheit gebündelt.<br />
Auf Basis seiner langjährigen Erfahrung<br />
hat Federal-Mogul Powertrain ein robustes<br />
Analysewerkzeug für die Konstruktion von<br />
Laufwerkdichtungen entwickelt. Dieses ermöglicht<br />
es, per Simulation neue Dichtungsgeometrien<br />
zu evaluieren oder Lösungen<br />
für bestehende Probleme bei Kundenapplikationen<br />
zu finden. Die virtuelle Auslegung<br />
wird anschließend durch eine Reihe von<br />
Labor- und Prüfstandversuchen validiert.<br />
Diese schließen Parameter wie Vorspannung,<br />
Federeigenschaften, Temperatur und Verschleiß<br />
ein. Spezielle Anforderungstests wie<br />
Langzeit- und Schlammbox-Tests ergänzen<br />
die Validierung.<br />
Seine Laufwerkdichtungen mit einem<br />
Durchmesser von 51 bis 1 425 mm fertigt der<br />
Hersteller unter dem renommierten Markennamen<br />
Goetze am Standort Friedberg.<br />
Das Werk ist die einzige Produktionsstätte<br />
weltweit, die Laufwerkdichtungen mit Größen<br />
von über 1 000 mm in Serie produziert.<br />
Erst im Jahr 2013 hat das Unternehmen seine<br />
Fertigungskapazitäten für Laufwerkdichtungen<br />
um 60 % erhöht, um die steigende<br />
Nachfrage erfüllen zu können.<br />
Fotos: Aufmacher: Fotolia<br />
www.federalmogul.com<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 67
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Auf die richtige<br />
Verbindung kommt es an<br />
Schrumpfscheiben in Rührwerks- und Mischerantrieben<br />
halten korrosiven Einflüssen stand<br />
Die Entwicklungstendenzen bei Rührwerken- und<br />
Mischern zeigen, dass der Einsatz von<br />
Antriebssystemen, die eine hohe<br />
Betriebssicherheit bieten und die Montage und<br />
Wartung vereinfachen, zunehmend im Fokus<br />
stehen. Lesen Sie mehr.<br />
Der Antriebsstrang von Rührwerken<br />
ist ein klassicher Anwendungsbereich<br />
von Welle-Nabe-Verbindungen<br />
durch Schrumpfscheiben<br />
B<br />
ei der Konstruktion eines Antriebsstranges<br />
muss berücksichtigt werden, dass es<br />
zu erheblichen Rückwirkungen auf das<br />
Antriebssystem kommen kann, wenn beispielsweise<br />
das Rührwerk gegen ein hochviskoses<br />
Medium oder das Mischwerkzeug<br />
gegen schwer fließende Schüttgüter anfährt.<br />
Dieser Effekt verstärkt sich häufig dadurch,<br />
dass Rührwerk bzw. Mischwerkzeug<br />
und Antrieb durch eine mehr oder weniger<br />
lange Welle verbunden sind, auf die entsprechend<br />
hohe Kräfte wirken. Das gilt insbesondere<br />
für die Welle-Welle- bzw. Welle-<br />
Nabe-Verbindungen im Antriebsstrang. Hier<br />
treten unter anderem Biegemomente sowie<br />
radiale Belastungen auf, für die konventionelle<br />
Verbindungselemente nur bedingt<br />
geeignet sind – und das aus mehreren<br />
Gründen. Die klassische formschlüssige<br />
Daniel Schrömbgens ist Vertriebsingenieur bei<br />
der Stüwe GmbH & Co. KG in Hattingen<br />
Passfederverbindung, die bauartbedingt<br />
immer ein gewisses Spiel aufweist, kann<br />
unter den typischen Wechselbelastungen in<br />
derartigen Antrieben schnell verschleißen.<br />
Innenspannsätze sind in diesem Fall keine<br />
gute Alternative, weil sie sich nicht für hohe<br />
Biegemomente eignen.<br />
Unempfindlich gegenüber<br />
Schlägen<br />
Anbieter von Mischern und Rührwerken<br />
setzen deshalb eine besondere Bauform<br />
von Reibschlussverbindungen ein, die<br />
unter der Bezeichnung Schrumpfscheibe<br />
bekannt sind. Da die Schrumpfscheiben<br />
außerhalb des Kraftflusses installiert sind,<br />
wirken bei hoher Antriebsbelastung keine<br />
dynamischen Kräfte auf sie ein. Das erhöht<br />
die Lebensdauer und die Sicherheit<br />
der Verbindung.<br />
In seiner einfachsten Form besteht das<br />
Verbindungssystem aus einem Innen- und<br />
einem Außenring mit gegenüberliegenden<br />
konischen Flächen. Durch axiales Verschie-<br />
ben – mechanisch oder hydraulisch – des<br />
Außenrings gegen den Innenring wird eine<br />
Pressung erzeugt. Dadurch wird der Innenring<br />
nach innen gestaucht und presst die<br />
Hohlwelle/Nabe auf die innenliegende<br />
Welle. Im Gegensatz zu thermisch oder<br />
anderweitig gefügten reibschlüssigen Verbindungen<br />
lassen sich Stüwe-Reibschlussverbindungen<br />
einfach montieren und bei<br />
Bedarf wieder zerstörungsfrei demontieren.<br />
Die Spielpassungen zwischen Welle bzw.<br />
Welle-Nabe und Schrumpfscheibe vereinfachen<br />
die Montage und Wartung. Die<br />
Schrumpfscheiben sind unempfindlich gegenüber<br />
Stößen und Schlägen, bei Wellen<br />
und Naben können normale Oberflächengüten<br />
verwendet werden. Zu den Baureihen<br />
gehören auch Edelstahl-Schrumpfscheiben.<br />
Sie werden in den Antriebssträngen der<br />
Rührwerke und Mischer eingesetzt, die in<br />
der Pharma- bzw. Lebensmittelindustrie<br />
arbeiten beziehungsweise korrosiven Einflüssen<br />
ausgesetzt sind.<br />
www.stuewe.de<br />
68 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
EtherCAT-Messtechnikmodule:<br />
präzise, schnell und robust<br />
Das Unternehmen Beckhoff präsentiert seine neue Geräteserie für<br />
die Highend-Messtechnik. Damit wird die hochpräzise, schnelle<br />
und robuste Messtechnik integraler Bestandteil von PC-based<br />
Control. Die neuen EtherCAT-Messtechnikmodule sind direkt in<br />
das modulare EtherCAT-Klemmensystem integrierbar und mit<br />
dem umfassenden Portfolio von über 500 anderen EtherCAT-<br />
Klemmen kombinierbar. Das neue Metallgehäuse ist für<br />
messtechnische Anwendungen hinsichtlich Abschirmung und<br />
Kühlung optimiert. Zugleich bietet es auf der Interface-Ebene<br />
erhöhte Flexibilität, z. B. für Lemo- oder BNC-Steckverbinder<br />
oder für die etablierte Käfigzugfeder als schnell konfektionierbare<br />
Standardlösung. Die Messgenauigkeit von 100 ppm bei 23 °C, die<br />
exakte Synchronisierung < 1 µs sowie die hohe Abtastrate von bis<br />
zu 50 000 Samples/s gewährleisten eine hohe Qualität der<br />
erfassten Daten.<br />
www.beckhoff.de<br />
Detektierbare Dichtungen<br />
Mit der anwendungsbasierten Entwicklung von Manoy-Detect<br />
hat die IDG-Dichtungstechnik ihr Produktprogramm Food Tech<br />
durch diese optionale Werkstoffausrüstung erweitert. Da auch in<br />
den Herstellungs- und Abfüllanlagen<br />
der Lebensmittelindustrie<br />
Materialbrüche und Kollisionen<br />
nie ganz auszuschließen sind,<br />
besteht immer die Gefahr einer<br />
Produktverunreinigung.<br />
Um künftig auch Stücke von<br />
Dichtungselementen mittels<br />
Metalldetektoren sichten zu<br />
können, wurde die Werkstoffausrüstung<br />
Manoy-Detect<br />
entwickelt. Damit lassen sich<br />
auch sehr kleine Bruchstücke detektieren. Diese Werkstoffe<br />
eignen sich für Elastomer O-Ringe, Formteile und für Dichtelemente<br />
aus PTFE-Compound und Hochleistungswerkstoffen,<br />
letztere auch aus Verbundwerkstoffen. Durch Verwendung dieser<br />
Dichtungselemente sollen sich die wirtschaftlichen Risiken durch<br />
kontaminierte Produkte erheblich minimieren lassen. Die Werkstoffe<br />
erfüllen je nach Werkstoffgruppe und Compoundierung die<br />
Lebensmittelbestimmungen nach FDA, 3A Sanitary Standard<br />
oder EU 1935/2004.<br />
www.idg-gmbh.com<br />
EMC/ EMV<br />
Solutions!<br />
•EMI Filters, passive & active<br />
• Motor chokes, Sinus Filters, PFC<br />
•ISUVOC Active Filters for highest<br />
Power Quality<br />
• INA Mobile Power Quality Analyser<br />
Engineered & manufactured in Germany<br />
Ing. Max FUSS GmbH & Co. KG<br />
D-12489 Berlin . Germany<br />
Phone: +49 30 633 1319 100<br />
www.FUSS-EMV.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 69<br />
FUSS-EMV.indd 1 05.04.<strong>2017</strong> 07:54:52
Die Gabelköpfe sind u. a.<br />
als montiertes Gabelgelenk<br />
(Bild oben) oder als Sonderlösung<br />
erhältlich (Bild unten)<br />
Zuverlässige Kraftzwerge<br />
Gabelköpfe sorgen Dank großer Variantenvielfalt für ein breites Einsatzspektrum<br />
Geeignete Lösungen für die<br />
Übertragung linearer Bewegungen<br />
zu finden, gehört zu den täglichen<br />
Konstruktionsaufgaben.<br />
Gabelköpfe übernehmen diese<br />
Aufgabe und tragen somit eine<br />
große Verantwortung für die<br />
Sicherheit und Funktionsfähigkeit<br />
einer Maschine. Gut, wenn man<br />
hier auf ein ganzes Sortiment<br />
unterschiedlichster Varianten<br />
zurückgreifen kann.<br />
Der Spezialist für Gabelköpfe, Mbo<br />
Oßwald, bietet eine große Auswahl<br />
an Standardteilen an. Gabelköpfe nach<br />
ISO 8140/DIN 71752 sind als Anschluss<br />
mit Rechts-, Links- oder Feingewinde erhältlich.<br />
Steht zur Befestigung ein Innengewinde<br />
zur Verfügung, ist der Gabelkopf<br />
mit Außengewinde die Lösung. Werden<br />
Verstellmöglichkeiten im Bereich der Querbohrung<br />
benötigt, eignet sich der Gabel-<br />
Lothar Winkler ist Vertriebs- und Marketingleiter<br />
bei Mbo Oßwald GmbH & Co KG in Külsheim-<br />
Steinbach<br />
kopf mit Langloch. Das anstelle der Querbohrung<br />
angebrachte Langloch schafft hier<br />
jede Menge Spielraum. Für eine erhöhte<br />
Lebensdauer bei starker Wechselbelastung,<br />
sorgen speziell entwickelte Gabelköpfe mit<br />
gehärteter Querbohrung.<br />
Einbauzeit reduzieren und<br />
Sicherheit maximieren<br />
Für Anwendungen, bei denen der Gabelkopf<br />
neben seiner Funktion als Kraftübertragungselement<br />
zusätzlich gegen ein<br />
Verdrehen gesichert werden soll, sind<br />
Gabelköpfe mit Zusatzgewinde die richtige<br />
Wahl. Mithilfe eines Gewindestiftes nach<br />
DIN 913/ DIN EN ISO 4026 wird diese Gabelkopf-Variante<br />
zusätzlich fixiert und ist<br />
somit verdrehsicher eingebaut. Hierfür hat<br />
Mbo Oßwald seine Standardproduktpalette<br />
um eine neue Produktreihe erweitert. Ab<br />
sofort sind ausgewählte Gabelköpfe mit<br />
Anschlussgewinde M12 bis M36 lieferbar.<br />
Um Gabelköpfe als Gabelgelenke einsetzen<br />
zu können, eignet sich ein breites Spektrum<br />
an Absicherungen. Bolzen mit und<br />
ohne Kopf, mit Bohrung oder Einstich sind je<br />
nach Anwendung verwendbar. Diese Bolzen<br />
werden mit Splint oder passenden Sicherungselementen<br />
abgesichert. Speziell für<br />
den Gabelkopf entwickelte Federklappbolzen<br />
sorgen für eine sichere Montage sowie<br />
Demontage und reduzieren die Einbauzeit.<br />
Kommen zu den mechanischen Aktionen<br />
aggressive Umgebungsbedingungen hinzu,<br />
kann die Lebensdauer der Teile sinken.<br />
Auch hier bietet das Unternehmen die passende<br />
Lösung an: Gabelköpfe/Gabelgelenke<br />
aus Edelstahl Werkstoff 1.4305 oder Werkstoff<br />
1.4404. Diese Produkte sind korrosionsbeständiger<br />
als vergleichbare Stahlteile.<br />
Der Anwender profitiert von einer längeren<br />
Lebensdauer und macht den entscheidenden<br />
Schritt in Richtung erhöhter Sicherheit.<br />
Individuelle Lösungen für<br />
dauerhafte Funktionsfähigkeit<br />
Als Bindeglied zwischen zwei beweglichen<br />
Bauteilen dienen Gabelköpfe als zuverlässige<br />
Kraftübertragungselemente. Das Standardsortiment<br />
deckt bereits einen Großteil<br />
der Anwendungen ab. Reicht dies nicht<br />
aus, gilt es, die einzelnen Komponenten<br />
optimal aufeinander abzustimmen, um so<br />
den Wirkungsgrad und die Lebensdauer<br />
zu erhöhen. Dabei gilt den Verbindungselementen<br />
ein besonderes Augenmerk,<br />
denn die komplette mechanische Kraftübertragung<br />
hängt von diesen Kraftzwergen<br />
ab. Durch geschickte Konstruktion<br />
können anwendungsbezogene Lösungen<br />
entwickelt werden, welche noch leistungsfähiger<br />
sind und eine dauerhafte Funktionsfähigkeit<br />
garantieren.<br />
Speziell entwickelte und leistungsfähige<br />
Fertigungskonzepte für das Standardsortiment<br />
erlauben es auch, Sonderteile prozesssicher<br />
und in hoher Qualität herzustellen.<br />
Dabei profitiert das Bauteil von<br />
der Prozessstruktur – egal ob Klein-, Mitteloder<br />
Großserie.<br />
www.mbo-osswald.de<br />
70 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Antriebssysteme mit internetfähigen Lösungen modernisieren<br />
Das Unternehmen ABB bietet neue passgenaue Lösungen und Dienstleistungen für Antriebssysteme.<br />
Industriekunden sollen mittels des neuen Servicepakets von höherer Betriebssicherheit, Produktivität<br />
und Umwelteffizienz profitieren sowie gleichzeitig die gesetzlichen Vorgaben einhalten können. Die<br />
Dienstleistungen beinhalten Modernisierung<br />
und Austausch, Engineering, individuelle<br />
Anpassung und Energieoptimierung von<br />
Antriebssystemen. Vor allem bietet das Paket<br />
Planungssicherheit für die Zukunft durch die<br />
Internetfähigkeit für alle Antriebssysteme<br />
des Unternehmens oder anderen Herstellern.<br />
Das Serviceangebot beinhaltet das komplette<br />
Projektmanagement sowie passgenaue<br />
Lösungen, um spezifische Erfordernisse bei<br />
Neuanlagen sowie bei vorhandenen Anlagen<br />
zu erfüllen. Experten von ABB analysieren<br />
den Energieverbrauch, die Produktivität und<br />
den gesamten Lebenszyklus und erstellen<br />
einen Plan, um den Energieverbrauch zu senken, die Produktivität zu steigern und die Anlageneffizienz<br />
zu verbessern. Sicherheitsaspekte, Betriebskosten sowie die Minimierung der Umweltbelastung<br />
werden dabei berücksichtigt.<br />
www.abb.de<br />
No Chance<br />
For<br />
Murphy’s<br />
Law!<br />
Ihr effizienter<br />
Schutzschirm:<br />
Intelligente Safety-<br />
Lösungen für Ihre<br />
Maschine.<br />
www.lti-motion.com<br />
Radkörperdeformation ermitteln<br />
Für asymmetrische Radkörper, bei denen der Steg seitlich versetzt ist, kann die Nachgiebigkeit in der<br />
Axialebene jetzt mit der integrierten FE-Software von Kisssoft berechnet werden. Die Deformationen<br />
werden auf die Eingriffsebene umgerechnet. So erhält man eine genauere Vorhersage der Schiefstellung<br />
der Flankenlinie. Die Resultate der Verformungsberechnung können mit<br />
der Software Salome überprüft werden. Mit dem Modul DPK in Kisssoft<br />
03/2016 lässt sich die Radkörpergeometrie praxisgerecht parametrisiert<br />
definieren. Anschließend wird mit der FE-Software Code_Aster die<br />
FE-Berechnung durchgeführt und die Einflussmatrix erstellt, die in der<br />
Wellen und Zahnradberechnung die Flankenliniendeformation ermittelt –<br />
dies auch für verschiedenen Laststufen. Die realitätsgetreue Evaluation<br />
der Flankenliniendeformationen bildet die Grundlage für eine genauere<br />
Berechnung der Flankenlinienkorrektur und hilft so bei der Optimierung<br />
der Verzahnungslaufeigenschaften.<br />
www.kisssoft.ag<br />
Lebensmittelverträglicher Schmierstoff für Wälzlager<br />
Das lebensmittelverträgliche Wälzlagerfett H3G von NSK<br />
entspricht den höchsten internationalen Sicherheitsstandards<br />
für Produkte, die in gelegentlichen Kontakt mit Lebensmitteln<br />
kommen können. Es enthält keine mineralischen Öle und<br />
basiert weder auf Rapsöl noch auf anderen pflanzlichen<br />
Schmierstoffen, die lebensmittelfremde Bestandteile enthalten<br />
können und zu Einschränkungen in der tribologischen Leistungsfähigkeit<br />
führen. Die Formulierung des Wälzlagerfettes besteht<br />
vollständig aus Inhaltsstoffen, die auch in Lebensmitteln<br />
verwendet werden. Als Basisöl dient ein pflanzliches Öl, das<br />
eine gute Wärmebeständigkeit aufweist. In das Verdickungsmittel<br />
sind Additive eingearbeitet, die eine dreidimensionale<br />
Vernetzung des Fettes sicherstellen. Das gewährleistet ein<br />
hohes Fettrückhaltevermögen im Lager. Zur Formulierung von<br />
H3G gehören auch Additive zur dauerhaften Stabilisierung des Grundöls. Dies führt im Vergleich zu<br />
den bisher verfügbaren Schmierstoffen zu einer verbesserten Oxidationsbeständigkeit und einem<br />
um ein Drittel geringeren Reibungsverlust (Drehmoment).<br />
www.nskeurope.de<br />
Besuchen Sie uns:<br />
16.-18.05.2107<br />
Design Center Linz<br />
Stand 333<br />
LTI Motion GmbH<br />
Gewerbestraße 5 – 9<br />
35633 Lahnau · Germany<br />
Tel.: +49 6441 966-0<br />
Fax: +49 6441 966-137<br />
E-Mail: info@lti-motion.com
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Installationshilfe vereinfacht<br />
Verdrahtung<br />
Servoleitungen mit kleinstem<br />
Biegeradius<br />
High-End-Leitungen für die Dauerbewegung in der E-Kette gibt<br />
es in der Chainflex Servoleitungs-Serie CF29 aus dem Hause Igus.<br />
Sie eröffnet neue Möglichkeiten in der Energieversorgung von<br />
Antrieben. Die Leitungen ermöglichen kleinste Biegefaktoren bis<br />
6,8 xd und können in einem Temperaturbereich bis – 35 °C und<br />
damit sogar bei bewegten Anwendungen in Tiefkühllagern<br />
eingesetzt werden. Möglich wird das durch den Außenmantel-<br />
Für die Absicherung komplexer Maschinenanlagen bietet<br />
Schmersal Installationshilfen zur Verdrahtung von Sicherheitsschaltgeräten<br />
in Reihenschaltung an. Mit den Safety Installationssystemen<br />
sind unterschiedliche elektronische Sicherheitsschaltgeräte<br />
wie Sensoren und Zuhaltungen gemischt anschließbar.<br />
Darüber hinaus bietet das System kostenoptimierte Varianten<br />
für Anwendungen mit ausschließlich elektronischen Sicherheitsschaltgeräten.<br />
Hierbei gibt es Varianten mit einem passiven<br />
Verteilermodul oder einer passiven Feldbox. Sie ermöglichen<br />
die gemischte Reihenschaltung mit bis zu vier unterschiedlichen<br />
elektronischen Sicherheitsschaltgeräten je Modul. Mehrere<br />
Module können zu größeren Systemen verschaltet werden. Bei<br />
der sicheren Reihenschaltung von elektromechanischen Sicherheitsschaltern<br />
mit Kontaktausgängen oder von Sicherheitssensoren<br />
mit elektronischen OSSD-Ausgängen übernimmt eine<br />
Sicherheitseingangserweiterung die aktive elektronische<br />
Signalauswertung.<br />
www.schmersal.com<br />
Werkstoff TPE halogenfrei mit nahezu uneingeschränkter Ölbeständigkeit.<br />
Zum High-End-Angebot des Herstellers gehören<br />
darüber hinaus weitere Daten- und eine Busleitungs-Serie. Nach<br />
Tests im hauseigenen Kühlcontainer im Testlabor bei realen<br />
mechanischen Belastungen und Temperaturen garantiert der<br />
Hersteller für alle Leitungen eine Haltbarkeit von 36 Monaten –<br />
auch bei Leitungen für höchste Dynamik und komplizierteste<br />
Bewegungen. Bei der Auswahl der richtigen Leitung hilft der<br />
Chainflex Lebensdauerrechner unter: www.igus.de/<br />
chainflex_Lebensdauerrechner.<br />
www.igus.de<br />
Warmschrumpfschlauch mit Innenkleber<br />
Der transparente SA47-Warmschrumpfschlauch mit Innenkleber<br />
aus dem Hause Hellermann Tyton ermöglicht laut Anbieter die<br />
visuelle Prüfung der Klebeversiegelungsqualität an Kabelverbindungen<br />
und optimiert somit die Zuverlässigkeit der Verbindungstechnik.<br />
In Kombination mit dem schwarzen Heißschmelzkleber<br />
ermöglicht der<br />
transparente<br />
Schlauch, die<br />
Qualität von<br />
Versiegelungen<br />
geschützter<br />
Verbindungen<br />
und Kabelspleißen<br />
durch eine<br />
einfache Sichtkontrolle<br />
zu<br />
überprüfen. Die Modelle SA47 und der SA47-LA (mit weniger<br />
Innenkleber) sind halogenfrei und eignen sich für Anwendungen<br />
bis zu 125 °C. Der Schlauch kann aufgrund seines besonderen<br />
Klebers auch bei komplizierteren Anwendungen eingesetzt<br />
werden, z. B. in Motorenanwendungen und der Antriebstechnik,<br />
wo ein besonderer Schutz vor Feuchtigkeit sowie Schmutz<br />
gefordert ist.<br />
Nachhaltiges Alarmmanagement<br />
Mit dem neuen Alarm-Statistik-Report stellt das B&R-Prozessleitsystem<br />
Aprol Alarme übersichtlich und transparent dar.<br />
Die Alarme werden intelligent gefiltert, dadurch lässt sich die<br />
Komplexität einfach reduzieren. Mit einem nachhaltigen<br />
Alarmmanagement soll das Anlagenpersonal entlastet und die<br />
Sicherheit verbessert werden. Das Programm unterstützt den<br />
Anwender dabei, Alarme effizient und zuverlässig abzuarbeiten.<br />
Mit dem Alarm-Statistik-Report werden Meldungen übersichtlich<br />
und transparent dargestellt. Dieser Report liefert Key-Performance-<br />
Indikatoren (KPI) gemäß den Anforderungen nach EEMUA 191,<br />
ANSI/ISA18.2 und IEC 62682 und ermöglicht so ein effizientes<br />
Alarmmanagement. Mit dem Folgealarm-Report werden Folgealarme<br />
beliebiger Alarme wirksam identifiziert und können so<br />
minimiert werden. Die Alarm-Reports stehen in einer webbasierten<br />
Lösung mit intuitiver Bedienoberfläche<br />
zur Verfügung. Außer einem<br />
Webbrowser ist keine Software<br />
notwendig. Damit lässt sich<br />
Alarmmanagement denkbar<br />
einfach umsetzen.<br />
www.br-automation.com<br />
www.hellermanntyton.de<br />
72 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
special<br />
Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
Elektrische Hubsäulen haben sich inzwischen zur<br />
Höhenverstellung in der Medizintechnik und verwandten<br />
Bereichen etabliert. Ihr Vorteil: Sie verfahren leise und<br />
präzise. Ein entscheidendes Element in diesen Geräten zur<br />
mechanischen Vermessung des Körpers ist eine dreistufige,<br />
elektrisch höhenverstellbare Hubsäule.<br />
Bild: RK Rose+Krieger GmbH, Minden; Diers International GmbH, Schlangenbad
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Mit Industrie 4.0<br />
neue Werte schaffen<br />
Die Hannover Messe steht auch in<br />
diesem Jahr wieder ganz im<br />
Zeichen der vernetzten Industrie.<br />
Vom 24. bis 28. April werden rund<br />
6 500 Aussteller erwartet, die<br />
Technologien für die Fabriken und<br />
Energiesysteme von heute und<br />
morgen zeigen. Mit der Leitmesse<br />
MDA steht die Antriebstechnik<br />
groß im Vordergrund – das<br />
Partnerland ist Polen.<br />
Mit einer Rekordzahl von mehr als<br />
500 Anwendungsbeispielen für Industrie<br />
4.0 öffnet die Hannover Messe <strong>2017</strong> ihre<br />
Tore. „Die Technologien für eine erfolgreiche<br />
Digitalisierung der industriellen Produktion<br />
sind ausgereift“, sagt Dr. Jochen Köckler, Mitglied<br />
des Vorstands der Deutschen Messe AG.<br />
„Jetzt kommt es darauf an, dass die Entscheider<br />
aus Industrie erkennen, welche direkten<br />
und langfristigen Vorteile sie aus der Digitalisierung<br />
für ihr Unternehmen, ihre Geschäftsmodelle<br />
und ihre Mitarbeiter ziehen<br />
können. Ungewohnte Perspektiven zu eröffnen,<br />
das ganze Wertschöpfungspotenzial<br />
der Digitalisierung aufzuzeigen und neue<br />
Märkte zu erobern – dafür steht die diesjährige<br />
Hannover Messe mit dem Leitthema<br />
Integrated Industry – Creating Value.“<br />
Industrie 4.0, Integrated Energy , Digitaler<br />
Zwilling, Machine Learning, Predictive<br />
Maintenance und Smart Materials – Großkonzerne,<br />
aber auch kleine Unternehmen<br />
sind heute mit einer Vielzahl von technologischen<br />
Möglichkeiten konfrontiert, deren<br />
Nutzen sie oft nur schwer einschätzen können.<br />
Hier setzt die Messe an. Köckler: „Die<br />
weltweit wichtigste Industriemesse bildet<br />
alle für die industrielle Wertschöpfung relevanten<br />
Industriezweige ab. Die Grenzen<br />
zwischen Maschinenbau und IT verschwinden.<br />
In Hannover erfahren die Besucher,<br />
wie sie die Potenziale der Digitalisierung<br />
erkennen und für sich nutzen können.“<br />
Die lernende Maschine warten<br />
Bei der Digitalisierung der Produktion fallen<br />
eine große Menge von Daten an, die an<br />
verschiedenen Stellen ausgewertet werden.<br />
Durch Machine-Learning-Technologien werden<br />
diese Daten künftig zentral ausgewertet<br />
und an die Maschine zurückgespielt. So erhalten<br />
Systeme die Fähigkeit, sich selbstständig<br />
zu optimieren. Damit ist das maschinelle<br />
Lernen ein wichtiges Instrument<br />
bei der Einführung der sogenannten „vorausschauenden<br />
Wartung“ (Predictive Maintenance),<br />
einem Schwerpunktthema der<br />
Hannover Messe im Rahmen von Industrie<br />
4.0 und der weltweit wichtigsten Leitmesse<br />
für Antriebstechnik und Hydraulik<br />
„MDA – Motion, Drive & Automation“.<br />
Der Mensch im Mittelpunkt<br />
Auch in Zeiten allgegenwärtiger Digitalisierung:<br />
Der wesentliche Faktor für den Unternehmenserfolg<br />
ist und bleibt der Mensch.<br />
Durch Industrie-4.0-Technologien werden<br />
die Tätigkeiten des Fabrikarbeiters abwechslungsreicher.<br />
Er ist zunehmend Problemlöser,<br />
Entscheider, Innovator und Treiber<br />
für mehr Wertschöpfung. Doch auch das<br />
geschieht nicht von allein. Entscheidend ist,<br />
dass Qualifizierungsmaßnahmen Fachkräfte<br />
auf die neue Arbeitswelt 4.0 vorbereiten. „In<br />
einer agilen und flexiblen Fabrik wird der<br />
Facharbeiter lernen, mit Virtual Reality und<br />
Augmented Reality, Datenbrillen und Tablets<br />
umzugehen. All diese spannenden neuen<br />
Werkzeuge der Digitalen Fabrik werden auf<br />
der Hannover Messe eine prominente Rolle<br />
spielen – auch stark im Bereich der Antriebstechnik“,<br />
erklärt Köckler.<br />
Polen: Starker Partner in Europa<br />
Innovationen und Wachstum – auf diesen<br />
Feldern profiliert sich Polen, das diesjährige<br />
Partnerland. Auf der weltweit wichtigsten<br />
Industriemesse wird sich das Nachbarland<br />
dem internationalen Fachpublikum als attraktiver<br />
Partner in einer Vielzahl von Branchen<br />
präsentieren. Zentrale Anliegen der<br />
polnischen Regierung sind neben der Reindustrialisierung<br />
Polens vor allem die Förderung<br />
innovativer Unternehmen sowie die<br />
Erschließung ausländischer Märkte. Rund<br />
150 polnische Unternehmen werden erwartet.<br />
„In Anbetracht der politischen Weltlage<br />
ist die Partnerland-Beteiligung Polens ein<br />
wichtiges Signal für die Stärke der europäischen<br />
Gemeinschaft. Die Hannover Messe<br />
wird in ihrem 70. Jahr mehr denn je Bühne<br />
für einen fairen und freien Handel sein – in<br />
Europa und in der Welt“, so Köckler.<br />
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24.–28.<br />
28.<br />
APRIL <strong>2017</strong><br />
HALLE 24; STAND A42 (16) –EPTDA
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Präzise in Position gebracht<br />
Elektrisch verstellbare Hubsäulen sorgen für genaue Justierung der Optik<br />
in biomechanischen Messsystemen<br />
Elektrische Hubsäulen haben sich<br />
inzwischen zur Höhenverstellung in<br />
der Medizintechnik und<br />
verwandten Bereichen etabliert. Ihr<br />
Vorteil: sie verfahren leise und<br />
präzise. Diese Vorzüge nutzt auch<br />
ein Unternehmen aus Schlangenbad,<br />
welches seit Jahren biomechanische<br />
Messsysteme für die ganzheitliche<br />
Analyse des menschlichen Körpers<br />
vertreibt. Typische Anwender dieser<br />
Systeme sind u. a. Orthopäden,<br />
Orthopädietechniker,<br />
Physiotherapeuten, Zahnärzte,<br />
Kieferorthopäden und<br />
Sportmediziner.<br />
Im Bereich der lichtoptischen strahlenfreien<br />
3D-/4D-Wirbelsäulen- und Haltungsanalyse<br />
ist die Diers International GmbH mit seiner<br />
Formetric Vermessungstechnologie heute weltweit<br />
führend. Dabei wirft ein Lichtprojektor ein Linienraster<br />
auf den Rücken des Patienten. Dieses Raster wird von einer<br />
Kameraeinheit aufgezeichnet und von einer Computersoftware<br />
analysiert. Am Ende steht ein dreidimensionales Abbild der Oberfläche<br />
– quasi ein virtueller Gipsabdruck des Rückens. Zudem liefert<br />
Diers Formetric auch ein 3D-Modell der Wirbelsäule, anhand<br />
dessen sich der räumliche Verlauf der Wirbelsäule und die Stellung<br />
des Beckens rekonstruieren lassen.<br />
Für die Untersuchung muss das Wirbelsäulenvermessungssystem<br />
an die Körpergröße des jeweiligen Patienten angepasst werden.<br />
Für diese Höhenverstellung wählte das Unternehmen für biomechanische<br />
Messsysteme eine dreistufige, elektrisch verstellbare<br />
Hubsäule von dem Unternehmen RK Rose+Krieger. „Bei der Suche<br />
nach einer geeigneten Hubsäule sind und waren für uns drei Anforderungen<br />
entscheidend“, sagt Christian Diers, geschäftsführender<br />
Gesellschafter der Diers International GmbH. „Der Hub musste<br />
groß genug sein, das Gewicht des Vermessungssystems durfte kein<br />
Problem für das Hubelement darstellen und die Hubsäule musste<br />
Bernd Klöpper ist Marketingleiter bei der RK Rose+Krieger GmbH in Minden<br />
über eine Zertifizierung für Medizinprodukte nach EN<br />
60601 besitzen.“<br />
Quadratisch und praktisch<br />
In der Alpha Colonne der Baugröße Medium von Rose+Krieger<br />
fand Diers eine elektrische Hubsäule, die all diese Voraussetzungen<br />
erfüllt. Die elektrische Hubsäule mit quadratischen Führungsprofilen<br />
ist für eine Maximallast von 100 kg ausgelegt. Damit trägt sie das<br />
Gewicht des Vermessungssystems von 20 kg problemlos. Im Gegensatz<br />
zu anderen Säulensystemen verfügt die Alpha Colonne über<br />
eine zusätzliche dritte Führungsstufe. Sie erreicht damit einen<br />
maximalen Hub von 700 mm bzw. zusammen mit der Einbaulänge<br />
von 820 mm eine Gesamtlänge von 1 520 mm. Die Kantenlänge der<br />
äußeren Säulenstufe der Teleskophubsäule beträgt in der von Diers<br />
gewählten Baugröße Medium 128 mm (Baugröße Large: 163 mm).<br />
Trotz dieser schlanken Form ist die Alpha Colonne auch im ausgefahrenen<br />
Zustand stabil. Dafür sorgen die großen Überlappungen<br />
der drei Führungsstufen.<br />
„Aufgrund ihres quadratischen Profils bildet die Hubsäule zusammen<br />
mit unserem Vermessungssystem eine harmonische optische<br />
Einheit“, erklärt Diers einen weiteren Grund für die Wahl<br />
der elektrischen Höhenverstellung. Da die Steuerung des Lineartechnikspezialisten<br />
in die Hubsäule integriert wurde, stört sie die<br />
optische Harmonie nicht. Sie wird bei Diers über die Relaisschaltung<br />
der Geräteelektronik angesteuert, die wiederum über einen<br />
76 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Alpha Colonne<br />
Medium<br />
Alpha Colonne<br />
Large<br />
01 Aufgrund ihres quadratischen Profils<br />
bildet die Alpha Colonne eine harmonische<br />
optische Einheit mit dem Vermessungssystem<br />
02 Die Grundfläche der Alpha Colonne misst<br />
150 × 150 mm in der Baugröße Medium und<br />
190 × 190 mm in der Baugröße Large<br />
03 Das Produktprogramm umfasst ein<br />
breites Portfolio an Hubsäulen für die<br />
elektrische Höhenverstellung<br />
PC kontrolliert wird. „Wir hatten keine speziellen Anforderungen<br />
an die Steuerung der Hubsäule. Sie sollte lediglich einfach einzubinden<br />
sein“, führt Diers aus.<br />
Zu Beginn der Zusammenarbeit vor mehr als 15 Jahren verwendete<br />
Diers zunächst eine Alpha Colonne in der Standardausführung.<br />
Im Laufe der Zusammenarbeit passte Rose+Krieger jedoch<br />
die Anschlussstecker speziell an die Erfordernisse des Vermessungssystems<br />
von Diers an.<br />
Spielfreiheit auch nach jahrelangem Betrieb<br />
Die Alpha Colonne ist gleichermaßen für Zug- und Druckbelastungen<br />
bis 3 000 N geeignet. Sie verfügt über eine Selbsthemmung<br />
auch unter maximaler Belastung und einen eingebauten Endschalter.<br />
Voreingestellte Gleitereinheiten garantieren auch nach jahrelangem<br />
Betrieb noch uneingeschränkte Spielfreiheit. Die Anschlussplatte<br />
verfügt über eine Einbaumaßkorrektur. Diese erlaubt<br />
die Feinjustierung des Einbaumaßes um 3 mm und sorgt für eine<br />
unproblematische Anbindung der Hubsäule an die Umgebung.<br />
Die maximale Verfahrgeschwindigkeit des teleskopierenden Hubelements,<br />
das auf Wunsch auch in Sonderlängen erhältlich ist, beträgt<br />
18 mm/s.<br />
Für Einsatzfälle, bei denen bis zu vier Alpha Colonnen synchron<br />
verfahren werden müssen, z. B. bei der Höhenverstellung von<br />
Arbeits- oder Schreibtischen, bietet das Unternehmen entsprechende<br />
Steuerungen sowie mit RK Sync Flex ein System für die<br />
verspannungsfreie Ausrichtung der Hubsäulen an. Die RK Sync-<br />
Flex-Ausgleichsplatten erleichtern die horizontale und vertikale<br />
Ausrichtung der Hubsäulen. Auf diese Weise werden Verspannungen,<br />
die bei Überlastung überbestimmter Systeme zu Ausfällen<br />
führen könnten, vermieden. Dabei realisiert der Horizontalausgleich<br />
in der z-Achse die für das Verfahren der Hubsäule erforderliche<br />
Bewegungsfreiheit. Der Vertikalausgleich nivelliert Unebenheiten<br />
in der Befestigungsumgebung und richtet die Hubsäule um<br />
die x-y-Achse aus.<br />
Alpha Colonne – Technische Daten<br />
Hub max.: 200 bis 700 mm<br />
Einbaulänge: 320 bis 820 mm<br />
Druckkraft max.: 3 000 N<br />
Zugkraft max.: 3 000 N<br />
Verfahrgeschw. max.: 8-18 mm/s<br />
Schutzart: IP30<br />
Hubsäulen für nahezu jeden Anwendungsfall<br />
Neben der Alpha Colonne umfasst das Produktportfolio zahlreiche<br />
weitere Hubsäulen für die elektrische Höhenverstellung, nicht nur<br />
in der Medizintechnik. Dazu zählt die Produktfamilie der schlanken<br />
Multilift II Hubsäulen – darunter eine teleskopierende Version,<br />
eine Ausführung speziell für ESD-Montagetische und eine Hubsäule<br />
mit integriertem Dämpfungssystem – ebenso wie der besonders<br />
filigrane RK Slimlift mit 92 mm Durchmesser, die Baureihe der<br />
stabilen RK Powerlift-Hubsäulen und die mehrstufige Lambda<br />
Colonne für hohe Zug- und Druckbelastungen bis 4 500 N. In jedem<br />
Fall ist die gesamte Technik integriert und nach außen hin unsichtbar.<br />
Besondere Verkleidungen sind damit nicht erforderlich. Auch<br />
elektrotechnische Kenntnisse für die Inbetriebnahme werden i. d. R.<br />
nicht benötigt.<br />
Fazit: Im Produktportfolio des Mindener Spezialisten für Lineartechnik<br />
findet sich für jede Applikation die passende Hubsäule<br />
– ob für die Höhenverstellung von medizintechnischen<br />
Einrichtungen, Arbeitsplatzsystemen oder komplexer Anlagen<br />
im Maschinenbau.<br />
Fotos: Aufmacher+Bild 01: Diers International; Bild 02+03: RK Rose+Krieger<br />
www.rk-rose-krieger.com<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 77
Am<br />
laufenden<br />
Band<br />
Intelligentes Transportsystem<br />
macht individuelle<br />
Massenfertigung möglich<br />
Endverbraucher sind bereit, für<br />
kundenspezifische Produkte<br />
mehr zu zahlen. Die Fertigung<br />
von individualisierten Produkten<br />
in Massenproduktion ermöglicht<br />
Stückkosten, die preislich<br />
Standard-Produkten<br />
nahekommt. Die daraus<br />
resultierenden höheren Margen<br />
machen die individualisierte<br />
Massenfertigung für Hersteller<br />
so interessant. B&R liefert mit<br />
seinem intelligenten<br />
Transportsystem die<br />
zuverlässige industrielle Lösung<br />
für die dazu erforderliche<br />
flexible Produktionstechnik.<br />
Nicole Wittmann arbeitet im Bereich<br />
Corporate Communications bei der<br />
Bernecker + Rainer Industrie Elektronik GmbH<br />
in Eggelsberg/Österreich<br />
„Kundenspezifische Produkte haben für<br />
den Verbraucher einen besonderen Wert“,<br />
sagt Robert Kickinger, Manager Mechatronic<br />
Technologies bei B&R, „deshalb ist er<br />
bereit, dafür mehr zu bezahlen.“ Das machen<br />
z. B. die Fotobücher, die übers Internet zusammengestellt<br />
und direkt nach Hause geliefert<br />
werden, für die Anbieter so interessant.<br />
Es wird nicht zum Minimalpreis das<br />
Standardalbum zum Einkleben verkauft,<br />
sondern zu einem Vielfachen das individuelle<br />
Einzelstück. Allerdings müssen die<br />
individuellen Produkte für den Hersteller<br />
eine Bedingung erfüllen: „Sie müssen sich<br />
in hochautomatisierter Massenfertigung<br />
herstellen lassen, sonst sind die Stückkosten<br />
zu hoch und die Produktion ist nicht<br />
rentabel“, merkt Kickinger an.<br />
Individuell statt tausendfach<br />
reproduziert<br />
Den Wandel von der reinen Reproduktion<br />
hin zur kundenspezifischen Fertigung hat<br />
die Druckindustrie, wie das Beispiel Fotobuch<br />
zeigt, bereits vollzogen. Der industrielle<br />
Digitaldruck hat diese Entwicklung<br />
ermöglicht. Dadurch wurden die Druckvorstufe<br />
obsolet und die Entwicklung von hoch<br />
flexiblen Drucknachfolge-Maschinen angestoßen.<br />
In der Drucknachfolge wird der variable<br />
Ausstoß der Digitaldruckmaschinen<br />
automatisiert weiterverarbeitet und das individuelle<br />
Fotobuch entsteht in Losgröße 1<br />
in der Massenfertigung. Wenn das in der<br />
Druckbranche funktioniert, warum schließen<br />
sich diesem Beispiel nicht schon längst<br />
andere Branchen an?<br />
Die Krux mit der individuellen<br />
Produktion<br />
Woran es in vielen anderen Industriesegmenten<br />
derzeit noch mangelt, sind entsprechende<br />
Produktionsmaschinen. Doch der<br />
Wettlauf hat längst begonnen. Die zusätzliche<br />
Wertschöpfung durch die Produkt-<br />
Individualisierung ist das erklärte Ziel. Die<br />
Herstellung von Produkten, die nicht nur<br />
eine kundenspezifische Dekoration aufweisen,<br />
sondern individualisierte geometrische<br />
Abmessungen, ist zum marktübergreifenden<br />
Trend geworden – nur ist sie<br />
heute oft noch mit zahlreichen manuellen<br />
Eingriffen verbunden.<br />
Umrüstzeiten an den Maschinen von<br />
Produktvariante A auf Produktvariante B<br />
bedeuten Maschinenstillstand und kosten<br />
somit wertvolle Zeit und damit Geld. Die<br />
wirtschaftlichen Vorteile der Massenfertigung<br />
gehen so verloren. Das zeigt auch ein<br />
Beispiel aus der industriellen Fenster-Fertigung:<br />
Bauherren können heute aus einer<br />
Vielzahl von standardisierten Fensterabmessungen<br />
wählen, aber auch kundenspezifische<br />
Abmessungen bestellen. „Die Ein-<br />
78 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
zelteile der Fenster werden eigentlich<br />
automatisiert und damit effizient gefertigt“,<br />
nennt Kickinger ein Beispiel, „nur greift<br />
heute jedes Mal ein Werker ein und stellt<br />
die Maschine mechanisch um, wenn sich<br />
die zu produzierende Größe z. B. von 130 cm<br />
auf 140 cm ändert.“<br />
Die Individualisierung in der<br />
Massenfertigung<br />
Spätestens an der Produktionsmaschine erlebt<br />
die Individualisierung in der Massenfertigung<br />
also noch Grenzen. „Für die Individualisierung<br />
ist automatisierte Flexibilität<br />
notwendig, nur so erzielt die Massenfertigung<br />
die notwendige Produktivität“, erklärt<br />
Kickinger. Durch den technischen Fortschritt<br />
sind die passenden Mittel zur erfolgreichen<br />
Umsetzung schon verfügbar:<br />
n Durch moderne Informationstechnik kann<br />
der Kunde in die Produktdefinition ein-<br />
greifen und mit seiner Bestellung die Produktion<br />
direkt auslösen.<br />
n Automatisierte, durch Software gesteuerte<br />
Umrüstvorgänge ermöglichen eine flexible<br />
Produktion, die auch bei Stückzahl 1<br />
rentabel ist.<br />
„Werden diese beiden Möglichkeiten<br />
miteinander kombiniert, ist die kundenspezifische<br />
Fertigung von Massenprodukten<br />
zu Stückkosten, die in der<br />
Serienfertigung üblich sind, realisierbar“,<br />
sagt Kickinger. „Es entstehen<br />
Maschinen der Generation<br />
Mass Customization.“<br />
Produkttransport als<br />
Schlüsseltechnik<br />
Eine flexible Produktion in Losgröße 1<br />
erfordert Produktionsmaschinen, die sich<br />
automatisch und ohne Intervention eines<br />
Maschinenführers, anpassen. Der Rahmen<br />
01 Werden unterschiedlich große Fenstervarianten<br />
an einer Maschine gefertigt, erfolgt<br />
das Umrüsten heute in den allermeisten<br />
Fällen noch manuell<br />
Zwei echte<br />
Leistungsträger<br />
Motion,Drive<br />
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Als kürzestes Winkel-Planetengetriebe mit Flansch-<br />
Abtriebswelle und höchster Verdrehsteifigkeit holt das<br />
WPLFE auf engstem Raum immer das Beste raus.<br />
Unser PSBN ist als Hochleistungs-Präzisionsgetriebe mit<br />
Schrägverzahnung ein Meister der leisen Töne und liefert<br />
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HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
02 Supertrak, Roboter und<br />
CNC-Systeme kooperieren<br />
hochflexibel und in höchster<br />
Präzision<br />
für das 140-cm-Fenster ist zwangsläufig<br />
länger als der Rahmen für die 130-cm-Variante.<br />
Die Maschine muss diesen Unterschied<br />
berücksichtigen können. Intelligente<br />
Transportsysteme sind die ideale Lösung<br />
zur Realisierung hochflexibler Maschinen<strong>antriebstechnik</strong>.<br />
Im Gegensatz zu konventionellen<br />
getakteten Transportsystemen<br />
können mit ihnen alle Produkte individuell<br />
– mit unterschiedlichen Zielpositionen,<br />
Geschwindigkeiten und Abständen – transportiert<br />
werden.<br />
Es mangelt noch<br />
an der Umsetzung<br />
„Dass wir heute solche Transportsysteme<br />
in modernen Fertigungen so selten sehen,<br />
steht im Widerspruch zum eigentlichen<br />
Bedarf“, meint Kickinger. Ein entscheidender<br />
Grund ist der technische Reifegrad der<br />
am Markt verfügbaren Systeme. „Hier bestehen<br />
teilweise gravierende Mängel für<br />
den industriellen Einsatz.“ So kosten z. B.<br />
die Einstellarbeiten zur Justierung von<br />
Führungsrollen oft viel Zeit. Einige Systeme<br />
verfügen nicht über ausreichende<br />
Traglasten, bei anderen fehlen notwendige<br />
Sicherheitsfunktionen.<br />
„Anstelle einer echten Integration arbeiten<br />
die Hersteller in der Regel mit komplexen<br />
Systemarchitekturen,<br />
die<br />
Gateway-Module<br />
erfordern“, berichtet<br />
der B&R-Manager.<br />
Mitunter ist auch die<br />
Führungskonstruktion<br />
verschleißanfällig, was zu<br />
häufigen Wartungseinsätzen<br />
führt. Alle diese mangelhaften Umsetzungen<br />
erschweren einer eigentlich notwendigen<br />
Technologie Fuß zu fassen.<br />
Industrielle<br />
Transport-Technologie<br />
Der Supertrak bietet zuverlässige<br />
industrielle Antriebstechnologie<br />
für die hochflexible Produktionstechnik<br />
der individualisierten<br />
Massenfertigung.<br />
Robert Kickinger,<br />
Manager Mechatronic Technologies<br />
ATS Supertrak von B&R wurde speziell für<br />
den 24/7-Betrieb in rauen Industrieumgebungen<br />
entwickelt. Das System arbeitet sowohl<br />
zuverlässig als auch sicher. Zudem<br />
bietet es einen einfachen und schnellen<br />
Service im Feld.<br />
„Shuttles lassen sich<br />
ganz einfach einzeln<br />
tauschen“, erklärt<br />
Kickinger einen wesentlichen<br />
Vorteil<br />
des B&R-Systems,<br />
„der Track muss<br />
nicht zerlegt werden.<br />
Dies führt zu<br />
einer sehr niedrigen<br />
mittleren Reparaturzeit<br />
(MTTR) und erhöht die Produktivität<br />
der gesamten Anlage.“<br />
Einen qualitativ hochwertigen Produktions-Output<br />
garantiert die Synchronisation<br />
von Shuttles mit allen Arten von Servoachsen,<br />
CNC- und Robotik-Systemen in harter<br />
Echtzeit. So lassen sich Supertrak, Roboter<br />
und weitere CNC-gesteuerte Komponenten<br />
effektiv zu einer automatisierten Produktionseinheit<br />
ergänzen.<br />
03 Programmiert wird<br />
Supertrak wie jede andere<br />
Lösung von B&R in der<br />
Automatisierungssoftware<br />
Automation Studio<br />
Supertrak optimiert Umrüstzeiten<br />
zwischen unterschiedlichen<br />
Produkten,<br />
die auf einer Anlage<br />
gefertigt werden. Es muss lediglich<br />
über das Bediengerät oder über<br />
ein Produktionsplanungssystem eine andere<br />
Option gewählt werden und das<br />
Transportsystem stellt sich automatisch<br />
auf das neue Produkt ein. Längere Stillstandzeiten,<br />
wie sie bisher nötig waren, um<br />
Anlagen mechanisch auf neue Produkte<br />
umzustellen, entfallen weitgehend oder<br />
gänzlich. Zudem erlaubt Supertrak hohe<br />
Traglasten, was den Transport auch schwerer<br />
Produkte ermöglicht.<br />
Programmierung in<br />
Automation Studio<br />
Programmiert wird Supertrak wie jede andere<br />
Lösung von B&R in der Automatisierungssoftware<br />
Automation Studio. Für die<br />
Konfiguration der Shuttle-Bewegung greifen<br />
die Software-Entwickler dazu einfach<br />
auf vorhandene Bibliotheken und Funktionsbausteine<br />
zurück.<br />
Der Trend zu individualisierten Produkten<br />
wird auf der Nachfrageseite auch<br />
durch die Erwartungshaltungen der Konsumenten,<br />
insbesondere der Generation<br />
von Digital Natives, getrieben. Auf der Angebotsseite<br />
ermöglicht die Evolution der<br />
Maschinentechnik die individualisierte<br />
Massenproduktion. „Supertrak bietet zuverlässige<br />
industrielle Antriebstechnologie<br />
für den Siegeszug dieser hochflexiblen<br />
Produktionstechnik“, sagt Kickinger.<br />
www.br-automation.com<br />
80 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
_<br />
Extrastarke Hochleistungszahnriemen<br />
Die PU-Hochleistungszahnriemen Brecoflexmove AT10 und das<br />
neue Modell Brecomove AT10 von Mulco werden in der Ausführung<br />
als Meterware vorwiegend in der Lineartechnik eingesetzt.<br />
Sie verfügen über einen Stahlkord-Zugträger, der größere<br />
Zugkräfte und eine um<br />
70 % höhere Riemensteifigkeit<br />
im Vergleich zur<br />
Vorgängerversion<br />
erreicht. Die sehr hohe<br />
Riemensteifigkeit kann<br />
in Linearachsen für die<br />
dynamische Positionierung<br />
mit sehr kurzen<br />
Ausschwingzeiten<br />
genutzt werden.<br />
Abhängig vom Antrieb<br />
können steilere Start- und Stopprampen gefahren werden. So<br />
ermöglicht der Brecomove AT10 kürzere Zykluszeiten und eine<br />
höhere Produktivität von Achsen und ganzen Maschinen. Die im<br />
Vergleich zur Vorgängerversion größeren übertragbaren<br />
Zugkräfte können Sondermaschinenbauer in Vertikalachsen mit<br />
hohen Sicherheitsanforderungen nutzen.<br />
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Robuster Miniatur-Wirbelstromsensor<br />
Beim Eddy NCDT 3001 von Micro-Epsilon handelt es sich um<br />
einen neuartigen leistungsfähigen Wirbelstromsensor mit einem<br />
Formfaktor, der bisher induktiven Sensoren und Näherungsschaltern<br />
vorbehalten war. Der kompakte Sensor ist in einem<br />
M12 Gehäuse untergebracht, verfügt über eine integrierte<br />
Elektronik inklusive Temperaturkompensation und zeichnet sich<br />
durch einfache Bedienung aus. Der temperaturkompensierte<br />
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Aufbau bietet eine hohe Stabilität auch bei schwankenden<br />
Umgebungstemperaturen. Der Sensor ist werkseitig auf ferromagnetische<br />
bzw. nicht ferromagnetische Materialien<br />
abgestimmt, wodurch eine Linearisierung vor Ort entfällt. Dank<br />
der werksseitigen Kalibrierung bieten die Sensoren eine hohe<br />
Genauigkeit und Temperaturstabilität, was besonders für den<br />
Dauereinsatz in industriellen Umgebungen von Vorteil ist. Daher<br />
werden die Sensoren vor allem zur vorausschauenden<br />
Verschleiß- und Zustandsüberwachung eingesetzt. Im Vergleich<br />
zu induktiven Schaltern und Sensoren liefern die Modelle eine<br />
höhere Bandbreite und sind daher ideal zur Überwachung<br />
schneller Bewegungen geeignet.<br />
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Oder: Wie lange dauert es eigentlich, einen<br />
Standardzylinder zu fertigen?<br />
Ein Standardzylinder in nur einer Stunde – von der Bestellung zum<br />
fertigen Produkt? Geht das? Das wollte ich bei einem Selbsttest<br />
herausfinden und habe IMI Precision Engineering besucht<br />
und noch viel mehr über die neue Standardzylinderbaureihe<br />
erfahren, die zur Hannover Messe <strong>2017</strong> präsentiert wird.<br />
Dirk Schaar ist Chefredakteur der <strong>antriebstechnik</strong><br />
bei der Vereinigte Fachverlage GmbH in Mainz<br />
01 Werksleiter Torsten Norff erklärt die<br />
Lean-Produktion in Alpen<br />
Sie waren bestimmt schon mal in den<br />
Alpen, aber in Alpen? Die Gemeinde<br />
Alpen liegt am unteren Niederrhein im<br />
Nordwesten Nordrhein-Westfalens und ist<br />
eine Gemeinde im Kreis Wesel. Und wenn<br />
Sie nun glauben, da gibt es ja nur Felder<br />
und Kühe, dann sollten Sie auch mal hinfahren.<br />
Ich habe mich heute auf den Weg<br />
an den Niederrhein gemacht, denn in<br />
Alpen ist die Firma IMI Precision Engineering,<br />
ein führender Anbieter aus dem Bereich<br />
der Antriebs- und Fluidtechnik, mit<br />
einem modernen Fertigungswerk zuhause.<br />
Meine Mission: Herausfinden, welche Vorteile<br />
die neuen pneumatischen ISO Standardzylinder<br />
ISO-Line haben und wie diese<br />
produziert werden.<br />
Gleich bei meiner Ankunft werde ich von<br />
Werksleiter Torsten Norff begrüßt. Herr<br />
Norff arbeitet seit über 20 Jahren bei IMI<br />
Precision Engineering und ist heute für die<br />
Produktion und das europäische Logistikzentrum<br />
am Standort verantwortlich. Außerdem<br />
gehören die Umsetzung der Lean-Prinzipien<br />
und die kontinuierliche Verbesserung<br />
der Unternehmensabläufe zu seinen<br />
Aufgaben. „Heute möchten wir einen ganz<br />
individuellen ISO-Line-Zylinder für Sie<br />
produzieren und zeigen, wie schnell wir so<br />
unsere Kunden bedienen können. Schreiben<br />
Sie einfach die Hublänge in Millimetern<br />
und den gewünschten Durchmesser auf<br />
diesen Zettel und wir erledigen in kürzester<br />
Zeit alles Weitere für Sie“, erklärt mir Torsten<br />
Norff. Und schon war ich mitten in den Pro-<br />
zessen, die auch ein Kunde bei seiner täglichen<br />
Arbeit hat. Einziger Unterschied: Er<br />
gibt seine geforderten Werte online am PC<br />
ins Bestellsystem ein. Wie wäre es mit einem<br />
Durchmesser von 40 mm und einer Hublänge<br />
von exakt 187 mm? Schnell sind die beiden<br />
Werte notiert und schon sind diese auf dem<br />
Weg ins elektronische Bestellsystem. Mal<br />
sehen, wie lange das dauert?<br />
Lean zu mehr Service und<br />
Leistung<br />
Um die Zeit zu überbrücken zeigt mir Torsten<br />
Norff in der Zwischenzeit das Werk Alpen.<br />
Mit dabei ist auch Peter Varwijk. Er ist für das<br />
gesamte Europageschäft bei IMI Precision<br />
Engineering verantwortlich. Hinzu zählen<br />
die Entwicklung und Implementierung der<br />
Unternehmensstrategie wie z. B. die Einführung<br />
von branchenführenden Fertigungsstrategien<br />
nach Lean-Prinzipien, begleitet<br />
von verschiedenen Maßnahmen zur Förderung<br />
eines nachhaltigen Wachstums und die<br />
Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen.<br />
„Der hiesige Standort ist sehr wichtig<br />
für unsere Unternehmensgruppe. Auf<br />
20 000 m 2 haben wir die Produktion, die Auslieferung<br />
und ein Technikzentrum vereint.<br />
Das Produktsortiment mit über 118 000 aktiven<br />
Artikeln umfasst Zylinder, Ventile,<br />
Druckschalter und Systeme für die Druckluftaufbereitung“,<br />
erklärt Werksleiter Norff.<br />
Und damit das alles reibungslos läuft und<br />
der Kunde seine Waren in möglichst kurzer<br />
Zeit und seinen Vorstellungen entsprechend<br />
erhält, wurde in Alpen, wie auch an allen<br />
anderen, weltweiten Standorten des Unternehmens<br />
in den vergangenen Jahren kräftig<br />
investiert und umstrukturiert. „2014 haben<br />
wir mit Hilfe einer 5-Jahresstrategie die<br />
Organisation komplett neu angepasst, um<br />
die Kundenanforderungen besser erfüllen<br />
zu können. Im Mittelpunkt dabei stand die<br />
Einführung eines Lean-Managements, um<br />
operative Vorteile und Service-Vorteile zu<br />
generieren. Die schnelle und zielgerichtete<br />
Produktentwicklung entsprechend den<br />
Markt- und Kundenbedürfnissen sowie die<br />
digitale Transformation für einen besseren<br />
Service trugen ebenfalls positiv dazu bei“,<br />
erzählt Peter Varwijk über die Ziele.<br />
Dass die neue Strategie bisher aufgegangen<br />
ist, zeigen die ersten Erfolge, die das<br />
Unternehmen vor allem im europäischen<br />
Logistikzentrum in Alpen, aufweisen kann.<br />
Von hier aus gehen jährlich mehr als<br />
500 000 Pakete an Kunden in 83 Ländern –<br />
eine deutliche Steigerung zu früher. „Dadurch,<br />
dass wir den Kunden heute von<br />
einem Ort aus beliefern, ergeben sich deutlich<br />
reduzierte Transaktionszeiten. Geht<br />
eine Bestellung bis 18 Uhr bei uns ein, wird<br />
diese noch am selben Tag ausgeliefert“, ist<br />
Torsten Norff stolz.<br />
Zylinder mit Mehrwert<br />
Die Vorteile des Lean-Managements zeigen<br />
sich nicht nur in der Logistik, sondern vor<br />
82 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
allem auch in den Produkten und dem Service,<br />
den IMI Precision Engineering nun<br />
anbieten kann. So stellt das Unternehmen<br />
zur Hannover Messe <strong>2017</strong> seinen neuen<br />
pneumatischen ISO Standardzylinder ISO-<br />
Line vor. Zu den Highlights zählt ein neues<br />
leistungsstarkes und adaptives Dämpfungssystem<br />
(ACS). ISO-Line ist die erste Baureihe,<br />
die mit dem „Adaptive Cushioning<br />
System“ von IMI Norgren ausgestattet ist.<br />
Diese pneumatische Dämpfung zeichnet<br />
sich durch ein hohes Leistungspotenzial<br />
aus und passt sich automatisch Veränderungen<br />
innerhalb einer Anwendung an, so<br />
z. B. an variierende Lasten, die in einem<br />
Zylinderzyklus, einer Arbeitsschicht oder<br />
während der Nutzungsdauer der Maschine<br />
auftreten. Für Anwendungen mit höheren<br />
Energien ist eine einfache manuelle Einstellung<br />
möglich. „ISO-Line ist also das Ergebnis<br />
intensiver Entwicklungsarbeit und bringt<br />
unseren Kunden einen echten Mehrwert“,<br />
erläutert Peter Varwijk. „Mit unserer neu<br />
entwickelten ACS-Dämpfung lassen sich<br />
die Zylinder einfach und schnell in Betrieb<br />
nehmen. Zudem stellen sie dank der automatischen<br />
Anpassung an Veränderungen<br />
in der Anwendung den zuverlässigen Anlagenbetrieb<br />
langfristig sicher.“<br />
Die ISO-Line-Zylinder entsprechen ISO<br />
15552 und sind bis zu 20 % leichter als ihre<br />
Vorgängermodelle. Durch das eingesetzte<br />
Dichtungs- und Führungssystem sind sowohl<br />
Losbrechdrücke als auch Leckagen<br />
gering, wodurch die Laufleistung verbessert<br />
wird. Die Zylinder sind in Durchmessern<br />
von 32 bis 125 mm verfügbar. Glatte Enddeckel<br />
ermöglichen eine leichte Reinigung,<br />
zusätzliche Schalternuten bieten Anwendern<br />
eine gesteigerte Flexibilität.<br />
Ist er schon da?<br />
03 04<br />
Mit dem richtigen Zylinder für jede<br />
Anwendung ergänzt die ISO-<br />
Line-Baureihe nun das bestehende<br />
Programm an High-Performance<br />
ISO-Standardantrieben. Und genau auf<br />
einen solchen warte ich nun nach dem<br />
Rundgang durch die Produktion. Ob mein<br />
Wunsch-Zylinder wirklich zu mir findet –<br />
und das in der Kürze der Zeit? Und tatsächlich<br />
kann IMI Precision Engineering meinen<br />
Wunsch prompt erfüllen, denn als ich nach<br />
etwa einer Stunde wieder das Bürogebäude<br />
am Eingangsbereich betrete, überreicht ein<br />
freundlicher Mitarbeiter mir bereits den<br />
verpackten und individuell gekennzeichneten<br />
Artikel. Das nenne ich Service!<br />
„Und wenn Sie uns dann auf der Hannover<br />
Messe treffen, haben wir unter unserem<br />
Messemotto „We help move man’s most<br />
marvellous machines“ ein weiteres Highlight<br />
für Sie und alle Besucher: Die neue IMI<br />
Norgren Express App. Mit dieser App finden<br />
Ingenieure und Instandhalter seit Januar<br />
noch schneller und einfacher die Produkte,<br />
die sie benötigen“, freut sich Peter Varwijk<br />
schon. Ich bin gespannt, ob auch hier der<br />
Antriebs- und Fluidtechnikspezialist vom<br />
Niederrhein sein Versprechen einhält.<br />
www.imi-precision.com/de<br />
02<br />
02 Der neue pneumatische ISO-Standardzylinder<br />
ISO-Line<br />
03 Chefredakteur Dirk Schaar beim<br />
Besuch im Werk Alpen<br />
04 Zwischen diesem Zettel und dem<br />
fertigen Zylinder liegt etwa eine Stunde<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 83
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Hart im Nehmen<br />
Sicherheitskupplung als Überlastschutz<br />
für schwer zugängliche Antriebe<br />
01<br />
In der Stahlproduktion sorgen nun die neuen EAS-Reverse<br />
Sicherheitskupplungen von Mayr Antriebstechnik für<br />
zuverlässigen Überlastschutz. Bei diesen freischaltenden<br />
Kupplungen sind alle Funktionsabläufe allein über den Antrieb<br />
automatisierbar. Sie sind robust und unempfindlich und rasten<br />
durch langsames Rückwärtsdrehen automatisch wieder ein.<br />
02<br />
Ob für Gebäude, Fahrzeuge oder Maschinen – Stahl ist ein essenzieller<br />
Bestandteil vieler Industrien. Hergestellt wird Stahl z. B.<br />
in Elektrostahlwerken mit einem Lichtbogenofen. Bei diesem Verfahren<br />
wird Stahlschrott zur erneuten Verwendung eingeschmolzen.<br />
Für den Schmelzvorgang wird ein Lichtbogen mit einer elektrischen<br />
Leistung von bis zu 100 MW gezündet. Dieser gewaltige<br />
Lichtbogen bringt den Schrott auf eine Temperatur von rund<br />
1 600 °C. Im Ofengefäß bildet sich an der Oberfläche der Stahlschmelze<br />
eine Schlackeschicht, die unter anderem die Aufgabe hat,<br />
unerwünschte Stoffe zu binden. Der Abstich des flüssigen Stahls<br />
erfolgt daher von unten über die Abstichöffnung. Dabei fließt der<br />
flüssige Stahl in eine Pfanne unter dem Ofen bzw. in kleinere Gussbehälter,<br />
mit denen er zur Weiterverarbeitung abtransportiert wird.<br />
Über ein Drehwerk werden die leeren Behälter zum Befüllen in<br />
Position gebracht. Um bei diesen Drehwerksantrieben Motor,<br />
Getriebe und andere Antriebskomponenten dauerhaft vor teuren<br />
Überlastschäden zu schützen, setzt der Hersteller darin auf die EAS-<br />
Reverse Sicherheitskupplungen von Mayr Antriebstechnik. Diese<br />
robusten Antriebselemente rasten durch langsames Reversieren<br />
des Antriebs automatisch wieder ein. Sie bieten daher für einen<br />
gekapselten Antriebsstrang ohne Zugangsmöglichkeit zur Wiedereinrastung<br />
eine geeignete Lösung.<br />
Restmomentfreie Trennung bei Überlast<br />
Bei der Sicherheitskupplung EAS-Reverse sind alle Funktionsabläufe<br />
allein über den Antrieb automatisierbar. Im Überlastfall, verursacht<br />
z. B. durch unregelmäßige Bewegungen bzw. Schwappen<br />
des flüssigen Stahls im Behälter, überschreitet das Drehmoment<br />
den an der Kupplung eingestellten Wert. Dann trennt ein Ausrastmechanismus<br />
An- und Abtrieb in Sekundenbruchteilen nahezu<br />
restmomentfrei mit hoher Abschalt- und Wiederholgenauigkeit.<br />
Die im System gespeicherte Bewegungsenergie der rotierenden<br />
Massen kann frei auslaufen. Durch den Einsatz von Tellerfedern<br />
mit negativer Kennlinie kommt es zu einem sofortigen Abfall des<br />
Drehmoments. Ein sogenanntes Pumpen oder Atmen der Kupplung<br />
ist damit aus geschlossen. Der Verschleiß des Ausrastmechanismus<br />
ist somit gering. Die EAS-Reverse Sicherheitskupplung verkraftet<br />
nach dem Ansprechen lange Auslaufzeiten des Antriebs. Bei<br />
der Definition der zulässigen Auslaufzeit ist nur die robuste Doppellagerung<br />
der Kupplung zu betrachten. Der Antrieb muss nach<br />
Ralf Epple ist Produktmanager bei der<br />
Mayr Antriebstechnik GmbH in Mauerstetten<br />
01 Die EAS-Reverse ist eine<br />
freischaltende Kupplung, die allein<br />
durch langsames Rückwärtsdrehen<br />
automatisch wieder einrastet<br />
02 Ein Gehäuse macht die Kupplung<br />
unempfindlich gegen Staub oder Spritzwasser<br />
dem Ausrasten der Kupplung zwar zeitnah abgeschaltet werden,<br />
ein gezieltes Abbremsen des Motors ist dagegen nicht erforderlich.<br />
Das Überlastsignal liefert z. B. ein berührungsloser Endschalter, der<br />
den Betriebszustand der Kupplung permanent überwacht. Durch<br />
die komplette Trennung von An- und Abtrieb entstehen während<br />
der Nachlaufzeit keine Raststöße, die sich negativ auf den Antriebsstrang<br />
auswirken könnten. Durch langsames Rückwärtsdrehen bei<br />
einer Drehzahl < 10 min -1 rastet die EAS-Reverse automatisch wieder<br />
ein, ohne den Einsatz von Pneumatik oder Hydraulik.<br />
Einfach und flexibel<br />
Die neue Sicherheitskupplung überträgt das Drehmoment spielarm<br />
(< 0,05°) und hat gehärtete Funktionsteile. Sie ist robust und hält den<br />
rauen Betriebs- und Umgebungsbedingungen im Stahlwerk stand.<br />
Zudem ist sie einfach zu handhaben und steht mit ihren zahlreichen<br />
Varianten und Zusatzfeatures für angepasste, branchenoptimierte<br />
Lösungen. So ermöglicht zum Beispiel die Kombination mit einer<br />
Elastomerkupplung eine einfache Trennung des Antriebsstranges<br />
durch Lösen weniger Schrauben, ohne dass dabei Motor bzw. Getriebe<br />
verschoben werden müssen. Daneben ist für Anwendungen<br />
mit lasthaltendem Abtrieb auch die Kombination mit einer Bremsscheibe<br />
auf der Abtriebsseite umsetzbar. Die EAS-Reverse kann<br />
zudem in ein massives Gehäuse mit Standard IEC- oder Nema-<br />
Abmessungen integriert werden. Sie ist damit staub- und spritzwassergeschützt,<br />
widrige Umgebungsbedingungen können der Kupplung<br />
nichts anhaben. Nachdem die neue Sicherheitskupplung mit<br />
den ersten drei Baugrößen bislang einen Drehmomentbereich von<br />
80 bis 2 500 Nm abdeckt, folgte nun bereits die Erweiterung um eine<br />
vierte Baugröße bis 6 000 Nm und einem Bohrungsdurchmesser bis<br />
100 mm. Die Kupplung schützt Maschinen dauerhaft und zuverlässig<br />
vor Schäden durch Überlast und sorgt so für Betriebssicherheit<br />
und hohe Produktivität.<br />
Fotos: Aufmacher: Shutterstock/Tischenko Irina<br />
www.mayr.com<br />
84 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Multitechnologische<br />
Anwendungen<br />
in der Automation<br />
Zum ersten Mal stellt das<br />
Unternehmen Camozzi auf<br />
der Hannover Messe<br />
multitechnologische<br />
Anwendungen in der<br />
beinhaltet industriellen<br />
Automation vor – in der<br />
Überzeugung, dass es keine<br />
alleinige Technologie gibt,<br />
die für alle Einsatzfälle die<br />
Beste sein kann. Jeder<br />
Anwendungsfall ist für sich<br />
so individuell, dass jeweils<br />
die unterschiedlichen<br />
technologischen Vorzüge von<br />
Pneumatik, Proportionaltechnik<br />
und elektrischer<br />
Antriebstechnik genutzt<br />
werden können. Um das<br />
Angebot zu vervollständigen,<br />
wurde der Geschäftsbereich<br />
C-Electrics geschaffen, der<br />
Lösungen mit elektrischen<br />
Antrieben – z. B. Elektrozylinder<br />
–, Steuerungen und<br />
Zubehör beinhaltet, um ein<br />
Baukasten-System zur<br />
Drehsteife Flanschkupplung für dieselmotorische Antriebe<br />
Reich-Kupplungen erweitert sein Produktportfolio um die RCT-Baureihe, eine drehsteife Flanschkupplung<br />
für dieselmotorische Antriebe. Durch die Kombination von Metall und Elastomer weist<br />
die RCT eine hohe Verdrehsteifigkeit auf, dämpft aber dennoch Stöße und Spitzendrehmomente<br />
erfolgreich ab. Durch das axiale Stecksystem, welches über das Elastomer erfolgt, ist die Kupplung<br />
einfach montierbar. Die nahezu spielfreie Elastomerverzahnung erlaubt eine hohe Drehmomentübertragung,<br />
minimiert das Verschleißverhalten und vermeidet mögliche Geräuschentwicklungen.<br />
In Kombination mit einem an die jeweilige Einbausituation<br />
angepassten Pumpenträgerflansch eignet sich die Kupplung als Verbindung zu<br />
Hydraulikpumpen, aber auch für den Einsatz in Bau- und Landmaschinen mit<br />
hydrostatischen Antrieben, da hier lange Lebensdauer und hohe Einsatzflexibilität<br />
erwartet werden. Der Anschlussflansch besteht aus Aluminium mit<br />
hoher mechanischer Festigkeit und Formstabilität. Die RCT ist mit Klemmnabe<br />
oder mit spielfreier verzahnter Spannbuchse erhältlich.<br />
www.reich-kupplungen.com<br />
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2 - 1230000 Nm<br />
Erstellung von flexibel zu<br />
kombinierenden Portalen<br />
und Mehrachssystemen<br />
anbieten zu können. Das<br />
Sortiment umfasst Elektrozylinder<br />
Serie 6E, Linearantriebe<br />
Serie 5E,<br />
Steuerungen für elektrische<br />
Zylinder und Achsen Serie<br />
DRWS, DRWB, Brushless-<br />
Motoren Serie MTS und<br />
Stepper-Motoren Serie MTB.<br />
Die Serie 6E eignet sich für<br />
Einsatzfälle, bei denen exakte<br />
Positionierung und/oder<br />
hohe Dynamik im Vordergrund<br />
stehen – z. B. im Bereich<br />
von Pick & Place, Sortierung,<br />
Palettisierung, Spannen,<br />
Pressen und Heben.<br />
www.camozzi.de<br />
www.ringspann.de<br />
Ihr Nutzen ist unser Antrieb
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Ein erfolgreiches Duo<br />
Spritzgusswerkzeuge aus dem 3D-Drucker eröffnen<br />
neue Möglichkeiten im Werkzeugbau<br />
Komplexe Geometrien, hohe Freiheitsgrade und schnelle Sonderfertigung – dieses<br />
Potenzial weckt die neue Technologie des 3D-Drucks. Nun auch für den Werkzeugbau,<br />
denn kundenindividuelle Spritzgussformen können jetzt kostengünstig und schnell<br />
im 3D-Druck erstellt werden. Lesen Sie mehr über diese Technologie.<br />
Gerhard Baus ist Prokurist Gleitlager<br />
bei der Igus GmbH in Köln<br />
Das Spritzgussverfahren ist das Standardverfahren, um hochwertige<br />
Kunststoffbauteile für bewegte Anwendungen zu fertigen.<br />
Es garantiert gleichermaßen eine hohe Qualität wie eine effiziente<br />
Produktion, gerade bei Serien mit großen Stückzahlen. Allerdings<br />
kann die Entwicklung und Modellierung von Werkzeugformen kosten-<br />
und zeitaufwändig sein. Ganz gleich, welche Methode angewendet<br />
wird, ob Hard-Tooling mit Werkzeugstahl oder Soft-Tooling<br />
mit Aluminium, die Herstellung von Formen für den Spritzguss<br />
kostet viele tausend Euro und kann von mindestens zwei Wochen<br />
bis zu mehreren Monaten dauern. Kommen dann noch Entwicklungs-<br />
oder Produktionsfehler sowie kurzfristige Konstruktionsänderungen<br />
und nachträgliche Bearbeitungen am Werkzeug hinzu,<br />
summieren sich Kosten und Zeitaufwand derart, dass bisher fast<br />
nur Großserien rationell mit dem Spritzguss zu realisieren waren.<br />
Kunststoff-Bauteile mit Sonderabmessungen<br />
Gerade aber für den Anwender, der ganz spezielle Abmessungen<br />
benötigt, diese schnell und in begrenzter Stückzahl, kann<br />
die innovative 3D-Technik, die „additive Fertigung“, die Lösung<br />
sein. Die Igus GmbH aus Köln stellt als Motion-Plastics-Spezia-<br />
list Produkte aus Hochleistungskunststoffen für bewegte Anwendungen<br />
her. Neben dem Spritzguss hat sich dabei vor allem die<br />
Bearbeitung von Halbzeugen als preiswerte Methode etabliert,<br />
kundenindividuelle Wünsche umzusetzen. Wartungs- und schmierungsfreie<br />
Halbzeuge aus allen insgesamt 25 Iglidur-Werkstoffen<br />
stehen bereit, um nach den Angaben des Anwenders aus Rundstäben<br />
oder Platten in die passende Form gefräst zu werden. Damit<br />
können Prototypen, Testmuster und kleinere Serien in freier Gestaltung<br />
produziert werden, entweder durch den Kunden selbst oder in<br />
mechanisch endbearbeiteten Wunschformen, die innerhalb von<br />
drei bis fünf Tagen geliefert werden. Einen Schritt weiter noch geht<br />
jetzt die Verbindung von 3D-Druck mit dem<br />
Spritzguss. Auf dem Rechner können Werkzeugformen<br />
in freier Formgebung modelliert,<br />
Änderungen am Design leicht vorge-<br />
01 Sonderlösungen mit dem gedruckten<br />
Werkzeug werden innerhalb von<br />
zwei bis fünf Tagen produziert. Dabei<br />
werden die Kosten bei der Herstellung<br />
um bis zu 80 % gesenkt<br />
86 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
nommen und selbst aufwändige Details kostengünstig<br />
ausgedruckt werden, wobei komplexe Formen genauso<br />
teuer sind wie einfachere. Im Vergleich zum<br />
herkömmlichen Spritzguss mit Metallformen<br />
können durch die Verfahrenskombination<br />
Kleinserien kostensparend<br />
hergestellt werden.<br />
Werkzeugformen innerhalb<br />
weniger Stunden<br />
Grundsätzlich werden Spritzgussformen nach der SLS- und SLA-<br />
Methode gedruckt. Beide Druckvorgänge kommen ohne materielle<br />
Eingriffe aus, d. h. sie verursachen keine zusätzlichen Arbeitskosten<br />
beim Druck. Bei der Schmelzschichtung nach SLA wird das Werkstück<br />
schichtweise aus einem flüssigen Kunststoff aufgebaut. Igus<br />
setzt zudem auf das selektive Lasersintern (SLS), das generativ<br />
einen Werkstoff aus pulverförmigen Material auch mit Hinterschneidungen<br />
erzeugen kann. Das Pulver dient als eigenes Stützmaterial,<br />
das keine Nachbearbeitung erfordert und später sogar<br />
wiederverwendet werden kann. So können innerhalb weniger<br />
Stunden – von der Konstruktion mit dem CAD-Tool bis zum Druck –<br />
und zu geringen Vorkosten Werkzeugformen für die Spritzgussmaschine<br />
gefertigt werden. Interessant ist diese Möglichkeit aber<br />
nicht nur für Sonderteile in kleiner Serie, sondern auch für die Erprobung<br />
neuer Muster. Während bisher der finale Dauertest mit<br />
teuren und zeitintensiven Spritzguss-Teilen erfolgen musste, weil<br />
sich das Muster in seiner Qualität zu sehr vom Serienteil unterschied,<br />
kann nun zu deutlich reduzierten Kosten ein authentisches<br />
Sonderteil für die Testphase gedruckt werden. Dieses entspricht<br />
durch das gleiche Verfahren exakt dem späteren Großserienteil.<br />
Die Vielfalt der Iglidur-Werkstoffe nutzen<br />
Die Auswahl des richtigen Werkstoffmaterials ist entscheidend, sowohl<br />
für die Werkzeugform wie für das finale Bauteil. Traf diese<br />
Feststellung in der Vergangenheit schon für den Spritzguss mit<br />
seinen speziellen Anforderungen an Verarbeitungstemperaturen<br />
(über 250 °C) und Fließeigenschaften zu, so nun umso mehr für<br />
das additive Verfahren. Allerdings ist die Auswahl unter den zur<br />
Verfügung stehenden Werkstoffen, die mit den 3D-gedruckten<br />
Spritzgusswerkzeugen gespritzt werden können, in diesem Bereich<br />
bis dato eher gering. Einige kleinere Anbieter haben zwar bereits<br />
Spritzgusswerkzeuge aus dem 3D-Drucker im Programm, diese<br />
aber sind auf Materialien mit bestimmten Standardeigenschaften<br />
beschränkt. Ihr Verschleiß ist entsprechend groß, was den häufigen<br />
Austausch erfordert beziehungsweise die Anzahl der herstellbaren<br />
Formteile beschränkt. Deshalb werden von ihnen meist nur plastische<br />
Modelle, Prototypen oder Kleinstserien gefertigt. Und dies<br />
beansprucht bei ihnen i. d. R. mehr als eine Woche. Wer jedoch<br />
besondere Werkstoffeigenschaften und eine hohe Lebensdauer in<br />
bewegten Anwendungen in kurzer Zeit benötigt, kann jetzt aus dem<br />
Sortiment von 50 Hochleistungskunststoffen bei Igus zurückgreifen.<br />
Die Iglidur-Werkstoffe sind schmier- und wartungsfrei und<br />
senken so die Kosten beim Anwender. Darüber hinaus hat jeder<br />
dieser online berechenbaren Werkstoffe seine ganz spezifischen<br />
Qualitäten, die für eine Vielzahl von Anwendungen und damit unterschiedlichste<br />
Branchen nutzbar sind. Besondere Chemikalienoder<br />
Temperaturbeständigkeit sind dafür Beispiele, ebenso wie<br />
etwa FDA-Konformität oder Hochlast.<br />
3D-Druck voll im Trend<br />
Der 3D-Druck wird die industrielle Fertigung revolutionieren. Auch<br />
wenn die Massenfertigung wohl noch für längere Zeit von den herkömmlichen<br />
Verfahren geprägt sein wird,<br />
die Bedeutung der additiven Fertigung für<br />
die Produktionstechnik nimmt bereits jetzt<br />
schon deutlich zu. Allein schon deshalb, weil<br />
der Trend eindeutig in Richtung Individualisierung und kürzere<br />
Produktlebenszyklen weist. Gerade in Bereichen, in denen kleinere<br />
bis mittlere Stückzahlen, Präzision und komplexe Formen gefragt<br />
sind – wie etwa bei der Werkzeugherstellung, eröffnet der 3D-Druck<br />
völlig neue Möglichkeiten. Designer und Konstrukteure werden<br />
nicht mehr an traditionelle Grenzen gebunden sein, Unternehmen<br />
nicht mehr an Rücksichten bezüglich der Wirtschaftlichkeit bei der<br />
Produktion von beschränkten Losgrößen. Mit dem Einsatz von 3Dgedruckten<br />
Spritzgusswerkzeugen – aber auch den Tribo-Filamenten<br />
und dem Tribo-SLS-Material – entspricht Igus dieser Entwicklung,<br />
die einhergeht mit steigendem Kostendruck und hohen Qualitätsanforderungen<br />
seitens des Anwenders. Günstig und schnell<br />
gefertigte Bauteile aus tribologisch optimierten Polymeren mithilfe<br />
eines „3D-Spritzguss“ sind hier die Antwort. In der Zukunft muss es<br />
also nicht mehr heißen, Spritzguss contra 3D-Druck, sondern beide<br />
Verfahren können effizient verbunden werden.<br />
www.igus.de<br />
Richtig gespannt.<br />
Messgerät zum Prüfen<br />
der Riemenspannung<br />
02 Die Herstellung von Sonderteilen durch<br />
gedruckte Spritzgusswerkzeuge spielt vor<br />
allem dann seine Vorteile aus, wenn das<br />
gewünschte Material nicht im 3D-Drucker<br />
verarbeitet werden kann<br />
Ab sofort<br />
im Onlineshop<br />
erhältlich:<br />
www.trummeter.com<br />
Hilger u. Kern<br />
Industrietechnik<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 87<br />
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HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Von A bis Z<br />
gut gedämpft<br />
In Linearmodulen erweisen sich<br />
Kleinstoßdämpfer als<br />
energieeffiziente Bausteine<br />
Ein Blick auf die Kooperation zweier Hersteller<br />
von Komponenten für die Montage- und<br />
Handhabungstechnik veranschaulicht, wie man als<br />
leistungsstarker Partner der Industrie allen<br />
Beteiligten Zeit und Geld spart sowie zudem einen<br />
gelungenen Beitrag zum schonenden<br />
Umgang mit Ressourcen leistet.<br />
Im fränkischen Kalchreuth, vor den Toren<br />
Nürnbergs, hat die Zipatec Montagetechnik<br />
GmbH & Co. KG ihren Firmensitz. Von<br />
der Planung über die Betreuung bei der<br />
Integration ihrer Linear-, Greif- und Rotationsmodule<br />
bis hin zum Service nach dem<br />
Verkauf stehen die Zipatec Geschäftsführer<br />
Gerd Paul und Dipl.-Ing. Thomas Zilk zusammen<br />
mit ihrem Team den Kunden mit<br />
Rat und Tat zur Seite. Dies trifft auch auf die<br />
ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld zu.<br />
Daher kooperieren die beiden Unternehmen<br />
schon seit mehr als 15 Jahren miteinander.<br />
Die Gründe für die Zusammenarbeit von<br />
Zipatec mit den Anbietern für Lösungen<br />
aus der Dämpfungs- und Vibrationstechnik<br />
waren damals und heute dieselben: ACE<br />
gilt weltweit als Vorzugshersteller von<br />
Klein- und Industriestoßdämpfern, ist damit<br />
den Kunden des Pneumatikmodulherstellers<br />
Zipatec wohl bekannt und in der<br />
Lage, im wenn auch selten auftretenden<br />
Verschleißfall, rund um den Globus kurzfristig<br />
Ersatz zu beschaffen. Auch der Faktor<br />
Vertrauen ist von Belang, gründet dieser<br />
doch in erster Linie auf der gleichbleibend<br />
hohen Qualität der Dämpfer sowie der Einhaltung<br />
von Lieferzeiten.<br />
Robert Timmerberg, M. A., ist Fachjournalist<br />
aus Düsseldorf<br />
Hohe Flexibilität<br />
Nachdem in den vergangenen Jahren Stoßdämpfer<br />
von ACE bereits in den Klassikern<br />
der Zipatec-Linearmodule namens LM49<br />
und LM70 eingesetzt wurden, war es folgerichtig,<br />
die Zusammenarbeit auch bei den<br />
kleineren LM35 fortzusetzen. Wie die vom<br />
Format her größeren Komponenten, zeichnet<br />
sich auch dieses Pneumatikmodul laut<br />
Geschäftsführer Dipl.-Ing. Thomas Zilk<br />
durch ein hohes Maß an Flexibilität aus.<br />
Er erklärt: „Kunden geben vor, wie sich die<br />
zu beschleunigende und abzubremsende<br />
Masse in einer definierten Zeiteinheit verhalten<br />
soll und die LM35-Pneumatikmodule<br />
werden entsprechend angepasst. Deren Anbauflächen<br />
sind variabel und Druckluftzuführungen<br />
lassen sich in mehreren Optionen<br />
planen.” Das Anwendungsspektrum umfasst<br />
die Bereiche der Montagetechnik, in denen<br />
präzise Führungseigenschaften, eine stabile<br />
Konstruktion und eine leichte Handhabung<br />
gefordert sind. Die Verwendung von vorgespannten<br />
Kreuzrollenführungen in gehärteten<br />
Prismenlaufschienen sorgt dabei für<br />
hundertprozentige Spielfreiheit und hohe<br />
Lebensdauer. Durch den Zusammenschluss<br />
von Führungsschiene, Schlittenteil und<br />
Endplatten zu einer Einheit ist eine hohe<br />
Steifigkeit über Hübe bis 100 mm und bei<br />
einer maximalen Tragkraft von 700 N<br />
gewährleistet. Für diese Aufgaben stellt<br />
Zipatec den Kunden die LM35 als kompakte,<br />
aber komplette Einheit, bestehend aus<br />
Führungsschiene, Schlittenteil, Endplatten<br />
und Dämpfung zur Verfügung. Damit die<br />
Endverbraucher sie leicht in ihre Konstruktionen<br />
integrieren können, gestaltet sich die<br />
Hubverstellung so einfach, dass viele Kunden<br />
sie direkt vor Ort vornehmen. Und hier<br />
„Die Aufgabe der ACE Kleinstoßdämpfer ist es, für eine<br />
hohe Wiederholgenauigkeit unserer Module zu sorgen“<br />
ergibt sich eine weitere Parallele zu ACE.<br />
Denn auch das Anbringen der Stoßdämpfer<br />
in neue oder bestehende Konstruktionen<br />
verläuft unkompliziert. Dies liegt u. a. an<br />
der Beliebigkeit ihrer Einbaulage.<br />
Kleinstoßdämpfer helfen<br />
beim Energiesparen<br />
Die Aufgabe der ACE Kleinstoßdämpfer als<br />
in die LM35 integriertes hydraulisch arbeitendes<br />
Maschinenelement ist es, für eine<br />
hohe Wiederholgenauigkeit der Module zu<br />
sorgen. Im Prinzip könnte das Abbremsen<br />
der Module auch pneumatisch realisiert<br />
werden. Hydraulische Dämpfer erledigen<br />
dies jedoch schneller, energiesparender<br />
und somit kostengünstiger. Geht man ins<br />
Detail, stellt man fest, dass geringen, ein-<br />
88 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
01 Kleinstoßdämpfer von ACE<br />
zeichnen sich durch Kompaktheit,<br />
hohe Qualität, Präzision, Leistungsstärke,<br />
Verfügbarkeit und<br />
24-Stunden-Service aus<br />
02 Diese selbsteinstellenden<br />
Kleinstoßdämpfer sind wartungsfrei<br />
und jederzeit mit verschiedenstem<br />
Zubehör und Anschlussteilen lieferbar<br />
01 02<br />
maligen Investitionskosten bei der Anschaffung<br />
von Stoßdämpfern über die Lebensdauer<br />
der Lösung gesehen, deutliche Einsparungen<br />
von mehreren Tausend Euro auf<br />
Seiten der Betriebskosten gegenüberstehen.<br />
Sie ergeben sich zum einen daraus, dass<br />
sich dank Stoßdämpfern die Massen mit<br />
dem kleinstmöglichen Pneumatikzylinder<br />
bewegen lassen, wodurch die Verwendung<br />
Weil Stoßdämpfer-Anschläge<br />
Bewegungen sicher und<br />
schnell beim Erreichen der<br />
Endlage abbremsen und eine<br />
bessere Dämpfungsmethode<br />
sind, setzen wir weiter auf diese<br />
Art der Verzögerung.<br />
Dipl.-Ing. Thomas Zilk,<br />
Geschäftsführer,<br />
Zipatec Montagetechnik<br />
Neben den beschriebenen selbsteinstellenden Kleinstoßdämpfern<br />
bietet ACE als Alternative auch einstellbare an.<br />
Diese lassen sich per Stellschraube oder Verstellknopf<br />
individuell auf die jeweilige Anwendung hin anpassen. Der<br />
gewünschte Wert ist dabei nach Einbau des Dämpfers auf<br />
einer Skala von 0–9 einstellbar. Dann wird die Einrichtung<br />
einige Male gefahren, bis die optimale Abbremsung<br />
gefunden ist. Es ist alternativ möglich, die hierbei ermittelte<br />
Einstellung anschließend auf einen selbsteinstellenden<br />
Dämpfer zu übertragen.<br />
kleinerer Ventile und kleinerer Wartungseinheiten<br />
möglich ist. Zum anderen wird<br />
Druckluft und der für deren Verteilung<br />
nötige Strom gespart. So werden bei der<br />
pneumatischen Endlagendämpfung ca. drei<br />
bis vier cm 3 Luft benötigt, die man häufig<br />
auf bis zu 70 bar verdichtet. Mit Kleinstoßdämpfern<br />
ist das nicht nötig, da diese die<br />
Bewegungen sicher und schnell beim Erreichen<br />
der Endlage mit dem zusätzlichen<br />
Vorteil einer deutlich geringeren Maschinenbelastung<br />
abbremsen.<br />
Große Bandbreite an<br />
absorbierbarer effektiver Masse<br />
Einbezogen in die Planungsphase, ermittelten<br />
die Dämpfungsspezialisten von ACE<br />
anhand der möglich auftretenden Kräfte<br />
die Kleinstoßdämpfer<br />
des Typs MC30EUM<br />
als optimal bremsendes<br />
Äquivalent für die LM35-<br />
Pneumatikmodule. Die<br />
Richtigkeit der Wahl<br />
wird unterstützt durch<br />
die firmeneigene Aus-<br />
legungssoftware mit<br />
CAD-Modul. Zudem<br />
werden die theoretischen<br />
Daten bei ACE<br />
in der Praxis überprüft,<br />
um auf eventuelle, zuvor<br />
nicht berücksichtigte<br />
Besonderheiten im Einsatzfall<br />
noch in der<br />
Entwicklungsphase reagieren<br />
zu können. So<br />
wurden die auch in der<br />
Endversion verwendeten<br />
Dämpfer zunächst<br />
auf Probe geliefert. Dabei<br />
stellte sich heraus,<br />
dass das selbsteinstellende<br />
und wartungsfreie<br />
Dämpfungselement<br />
mit seinem Hub von 8 mm und<br />
seiner Energieaufnahme von 3,5 Nm pro<br />
Hub und bei den hohen Wiederholungszahlen<br />
der Linearmodule ebenfalls relevanten<br />
5 600 Nm in der Stunde tatsächlich<br />
in der Lage ist, die gewünschte hohe Wiederholgenauigkeit<br />
der LM35 bei ihren<br />
linearen Bewegungen zu realisieren. Typischerweise<br />
fallen diese Aufgaben in der<br />
Montageautomation an, wie z. B. beim<br />
schnellen Vorschieben von Werkstückträgern,<br />
dem Ausstoßen oder beim Positionieren.<br />
Auch beim Halten oder Stoppen<br />
sowie beim Stanzen, Lochen oder Stempeln<br />
in kleinen Konstruktionen stellt dies<br />
die im ausgefahrenen Zustand gerade<br />
einmal 54 mm kurzen und 10 g leichten<br />
Dämpfer vor keine Probleme. Versehen<br />
mit einer temperaturstabilen Ölfüllung<br />
und einem integrierten Festanschlag,<br />
können auch kleine schnelle Handhabungsmodule<br />
oder Schwenkeinheiten<br />
von den Kleinstoßdämpfern profitieren.<br />
Neben der bereits erwähnten einfachen<br />
Integration in Konstruktionen liegt dies<br />
an einer gehärteten Kolbenstange aus<br />
rostfreiem Stahl der Dämpfungselemente<br />
und ihrem aus nitrocarbonitriertem Stahl<br />
bestehenden Stoßdämpferkörper. Seewasserbeständige<br />
sowie andere Sonderausführungen<br />
lassen Konstrukteure fast alle<br />
ihre Ideen umsetzen. Dies vor allem, weil<br />
der MC30EUM im Gegensatz zu vielen<br />
Kleinstoßdämpfern, die nur eine Drosselstelle<br />
aufweisen, über eine Druckhülse mit<br />
mehreren Drosselbohrungen verfügt. Damit<br />
deckt er über drei Härtebereiche eine<br />
sehr große Bandbreite an absorbierbarer<br />
effektiver Masse ab und lässt sich mit Werten<br />
von 0,4 kg bis zu 15 kg der jeweils erforderlichen<br />
Dämpfungsaufgabe anpassen,<br />
und das bei besseren Verzögerungseigenschaften<br />
als sie pneumatische Lösungen<br />
erreichen können.<br />
Diese Vorteile sind für Thomas Zilk ausschlaggebend,<br />
der zusammenfassend feststellt:<br />
„Weil Stoßdämpfer-Anschläge Bewegungen<br />
sicher und schnell beim Erreichen<br />
der Endlage abbremsen und eine deutlich<br />
bessere Dämpfungsmethode als z. B. Luftpuffer<br />
sind, setzen wir weiter auf diese Art<br />
der Verzögerung und diesen Anbieter.“<br />
Fotos: ACE und Zipatec<br />
www.ace-ace.de; www.zipatec.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 89
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I INTERVIEW<br />
„Die passen sich<br />
der Maschine an“<br />
Hypoidgetriebe mit hoher Variantenvielfalt sorgen<br />
bei Konstrukteuren für Flexibilität<br />
Pünktlich zur Hannover Messe <strong>2017</strong> bringt Atlanta ein neues<br />
Hypoidgetriebe auf den Markt und erweitert damit sein<br />
Portfolio hochpräziser Industriegetriebe. Chefredakteur<br />
Dirk Schaar hat sich die Neuheit vorher schon mal angesehen<br />
und mit Björn Büchel, dem stellvertretenden Konstruktionsleiter,<br />
über Vorteile und Marktrelevanz gesprochen.<br />
Mit der Baureihe BV erweitert Atlanta<br />
seine Servo-Winkelgetriebefamilie.<br />
Welche Lücke schließen die neuen<br />
Getriebe?<br />
Die neuen Hypoidgetriebe erweitern die<br />
Baureihe der Hochleistungs-Schneckengetriebe<br />
um die Technologie der Hypoidgetriebe.<br />
So sind wir in der Lage, den Bereich<br />
hochgenaue und hocheffiziente<br />
Winkelgetriebe in allen technischen Feldern<br />
abzudecken.<br />
Was zeichnet die neuen Produkte<br />
denn aus?<br />
Die neuen Getriebe zeichnen sich durch<br />
eine enorme Varianz und Flexibilität aus.<br />
So sind die unterschiedlichsten Kombinationen<br />
realisierbar, wie z. B. Hohlwelle,<br />
Abtriebsvollwelle und ISO-Verbindung.<br />
Auch im Sinne von Industrie 4.0 können<br />
wir dadurch individuelle Lösungen für<br />
Kunden realisieren, da die Kombinatorik<br />
erst am Ende des Fertigungsprozesses, in<br />
der Montage, festgelegt werden kann.<br />
Selbst Lösungen im Bereich Semi-Standard<br />
oder kundenspezifischer Abtriebswellen<br />
sind zeitnah zu realisieren. Die<br />
neuen Getriebe bieten zudem eine große<br />
Bandbreite an Untersetzungen.<br />
Wie unterscheiden sich diese<br />
im Getriebemarkt?<br />
Im Markt der Hypoidgetriebe lassen sie<br />
sich anwendungstechnisch sicher im Be-<br />
reich der bekannten Marktbegleiter einordnen.<br />
Allerdings zeichnet sich das Getriebe<br />
durch seine hohe Flexibilität aus,<br />
die verschiedenen Kombinationen erlauben<br />
1 575 verschiedene Varianten bei<br />
einer Baugröße. Das bedeutet im Endzustand<br />
bei vier Baugrößen eine Varianz von<br />
über 6 000 Möglichkeiten, die mit 44 Teilen<br />
erreicht werden. Ebenso ist das Getriebe<br />
durch einen symmetrischen Aufbau gekennzeichnet.<br />
Dieser erlaubt die optimale<br />
Drehrichtung, die durch die Kegelradverzahnung<br />
bestimmt ist, auf die „richtige“<br />
Seite des Getriebes zu legen. Dies ist mit<br />
den Getrieben, die derzeit auf dem Markt<br />
als Industriestandard angeboten werden,<br />
nicht möglich. Dem Konstrukteur ist es<br />
zum ersten Mal möglich, das Getriebe der<br />
Maschine anzupassen und nicht die Maschine<br />
an das Getriebe.<br />
Sie sprechen von einer unerreichten<br />
Kombinationsvielfalt. Sind denn<br />
1 575 verschiedene Ausführungen<br />
nicht unübersichtlich?<br />
Überhaupt nicht, durch die einfache<br />
Definition des Grundgetriebes, der Abtriebe<br />
und der Antriebsseite ist klar<br />
strukturiert, welche Möglichkeiten dem<br />
Konstrukteur zur Verfügung stehen.<br />
Er kann sich somit von der Anwendung<br />
leiten lassen, um die optimalen<br />
Anschlüsse zu definieren. Somit<br />
bleibt für jeden Entwickler bestenfalls<br />
eine Handvoll Möglichkeiten übrig, die<br />
optimal zu seiner Anwendung passen.<br />
Wie findet er dann seine passende Lösung<br />
und wie unterstützt Atlanta ihn dabei?<br />
Die Anwendung sollte die Lösung vorgeben.<br />
Daneben stehen wir natürlich dem<br />
Kunden beratend zur Seite. Unsere Strategie:<br />
Der Kunde kommt mit einer Aufgabe<br />
auf uns zu und verlässt uns mit einer<br />
Lösung. Dieses bewährte System werden<br />
wir auch in Zukunft konsequent fortführen.<br />
In welche Richtung sehen Sie noch<br />
weitere Entwicklungsmöglichkeiten Ihres<br />
Portfolios – wo ist Bedarf für den<br />
Anwender?<br />
Neben der auf der Hannover Messe vorgestellten<br />
Getriebegröße wird es drei weitere<br />
Baugrößen geben. Über weitere Entwicklungsmöglichkeiten<br />
möchte ich heute<br />
noch nicht spekulieren, da letztendlich der<br />
01 Die Hypoidgetriebe BV<br />
erweitern die Baureihe der<br />
Hochleistungs-Schneckengetriebe<br />
90 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
INTERVIEW I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Markt uns führen wird. Wir sind daran<br />
interessiert, dem Kunden Lösungen<br />
zu verkaufen. So entstehen weitere<br />
Entwicklungen, je nach Bedarf der<br />
Kunden. Ein Feld, das wir im Moment<br />
genauer betrachten, ist Industrie 4.0.<br />
Hier haben wir das Ohr nahe am Markt<br />
und wollen hören in welche Richtung<br />
unsere Kunden denken.<br />
02 Die neuen<br />
Getriebe zeichnen<br />
sich durch eine<br />
enorme Varianz<br />
und Flexibilität aus<br />
Auf welche Getriebetechnologien<br />
wird Atlanta hier in Zukunft setzen?<br />
Neben den Hypoidgetrieben werden<br />
wir weiterhin auf die Schneckengetriebefamilie<br />
setzen. Auch wenn diese über<br />
die vergangenen Jahre, wegen ihres anscheinend<br />
schlechten Wirkungsgrades,<br />
immer mehr in Verruf geraten, gibt es<br />
doch viele Industriezweige, in denen das<br />
Schneckengetriebe aus technischer Sicht<br />
nicht wegzudenken ist. Zumal unser Kundenkreis<br />
den sehr guten Wirkungsgrad zu<br />
schätzen weiß.<br />
Sie stellen auf der Hannover Messe <strong>2017</strong><br />
aus. Das Motto der Messe lautet<br />
“Integrated Industry – Creating Value”.<br />
Welche Ideen zu Industrie 4.0 bringen Sie<br />
mit zur Veranstaltung?<br />
Unter Industrie 4.0 versteht natürlich jeder<br />
etwas anderes. In unserem Weltbild geht<br />
es darum, unsere Produkte mit Intelligenz<br />
zu versehen. So können auf einfachem<br />
Weg relevante Daten des Produktes dem<br />
Kunden mittels IoT zur Verfügung gestellt<br />
werden. Neben einfachen Auskünften, wie<br />
Dokumentationen, Anleitungen und Montagevideos,<br />
sollen die Bauteile sich auch<br />
„selbst“ organisieren. So kann z. B. mittels<br />
einer App die perfekte Montageabfolge<br />
von Zahnstangen in Abhängigkeit vom<br />
Gesamtteilungsfehler der einzelnen<br />
Zahnstange ermittelt werden. Natürlich<br />
wollen wir auch unsere Getriebe intelligent<br />
machen. Sie sollen mittels eines<br />
Sensorflansches in Zukunft dem Kunden<br />
Auskunft über ihren Zustand geben können.<br />
Diese Ideen sind nicht Zukunft, wir<br />
haben sie bereits auf der Hannover Messe<br />
<strong>2017</strong> dabei.<br />
www.atlantagmbh.de<br />
We drive the universe.<br />
HANNOVER MESSE<br />
24. - 28.04.<strong>2017</strong><br />
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HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Servo<br />
mit System<br />
Servokonfektionen sorgen für<br />
elektromagnetische Abschirmung<br />
mit konstanter Qualität<br />
Die Konfektionierung von<br />
Servoleitungen ist für Hersteller<br />
von Werkzeugmaschinen eine<br />
Fleißarbeit ohne großes<br />
Wertschöpfungspotenzial.<br />
Immer mehr Unternehmen<br />
setzen aus diesem Grund auf<br />
Fertigkonfektionen. Die<br />
Lapp Gruppe bietet ein<br />
Komplettsystem solcher<br />
Konfektionen an. Lesen Sie mehr.<br />
Klaus Joachim ist Senior Manager Automation<br />
bei Lapp Systems in Stuttgart<br />
Eines der aktuell am häufigsten gebrauchten<br />
Wörter in der Industrie ist sicher<br />
„Systemanbieter“. Immer mehr Unternehmen,<br />
ob Maschinenbauer oder Zulieferer<br />
von Komponenten, bezeichnen sich so. Was<br />
diese Unternehmen als System bezeichnen,<br />
variiert erheblich, aber das Versprechen ist<br />
immer eine Antwort auf den Versuch der<br />
Anwender, die Prozesse zu verschlanken,<br />
sich auf ihre eigenen Kernkompetenzen zu<br />
konzentrieren, die Zahl ihrer Lieferanten<br />
zu verringern und gleichzeitig Qualität und<br />
Leistung zu optimieren.<br />
Die Stuttgarter Lapp Gruppe, die sich mit<br />
integrierten Kabel- und Verbindungslösungen<br />
befasst, hat aufgrund der wachsenden<br />
Nachfrage nach fertigen Verkabelungssystemen<br />
seine kompletten Konfektionsaktivitäten<br />
unter dem Namen Ölflex Connect zusammengefasst.<br />
Ölflex Connect Servo steht<br />
dabei für die Konfektion von Servoleitungen.<br />
Zum Anschluss von Servoantrieben<br />
bringen diese einige Vorteile mit.<br />
Teilautomatisierte Servokonfektion<br />
Bei der Ölflex Connect Servo werden Kabel<br />
und Stecker teilautomatisch verbunden. Dabei<br />
wird die Schirmung des Kabels aufgespreizt<br />
und rundherum mit dem Steckergehäuse<br />
verbunden, sodass eine 360-Grad-<br />
Schirmanbindung entsteht. Die Konfektionierung<br />
nach dem neuen Verfahren reduziert<br />
die manuellen Tätigkeiten deutlich, was zu<br />
einer höheren Prozessstabilität führt. Das<br />
bringt Vorteile für Qualität, Verfügbarkeit und<br />
Abschirmwirkung – u. a. ist die Abschirmung<br />
gegen elektromagnetische Störungen besser<br />
als bei alternativen Lösungen.<br />
Die Ölflex-Connect-Servo-Variante wird<br />
inzwischen von führenden Maschinenbauern<br />
eingesetzt. Auf der Antriebsseite gibt es<br />
Stecker nach den Standards von Siemens,<br />
SEW und Rockwell sowie für Antriebe von<br />
Fanuc – vier weitere Varianten werden folgen.<br />
Auf der Seite der Steuerung gibt es mit<br />
der neuen Reglergeneration im Booksize-<br />
Format von Siemens eine Weiterentwicklung,<br />
die auch neue Stecker verlangt. Hier<br />
bietet Lapp als einziger Hersteller mit dem<br />
neuen Epic Motion Control eine kosteneffiziente<br />
Alternative an. Technisch ist der<br />
Stecker State of the Art: Die Kontakte werden<br />
bei Ölflex Connect Servo teilautomatisiert<br />
„gecrimpt“, was eine haltbare Verbindung<br />
schafft, gasdicht ist und somit eine<br />
Oxidation am Kontakt verhindert.<br />
Standardisiert oder individuell<br />
Bei diesen Servokonfektionen handelt es<br />
sich um Produkte nach den Standards der<br />
92 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Antriebshersteller, also um „Standardkonfektionen“.<br />
Dieses Portfolio soll zukünftig<br />
weiter ausgebaut werden. Kabelkonfektionen<br />
und komplette Energieketten hingegen<br />
werden individuell für den Anwender entwickelt<br />
und zusammengestellt.<br />
Weil der Anwender sowohl Komponenten<br />
wie auch Konfektionen aus einer Hand<br />
bezieht, kann er die Zahl der Lieferanten<br />
reduzieren und den Beschaffungsprozess<br />
verschlanken. Vorteile bietet der „One-<br />
Stop-Shop“ beim Kabelspezialisten auch<br />
jenen Maschinenbauern, die bisher selbst<br />
konfektionieren: zum Beispiel Kabel ablängen,<br />
abisolieren, Stecker montieren –<br />
dies alles gehört für Maschinenbauer<br />
nicht zum Kerngeschäft, d. h. es ist für<br />
sie in der Regel nicht wertschöpfend,<br />
sondern kostet nur Zeit und Geld. Durch<br />
die Auslagerung der Konfektion müssen<br />
sie keinen eigenen Maschinenpark und<br />
Mitarbeiter zur Konfektion mehr vorhalten<br />
und können sich auf profitablere Tätigkeiten<br />
konzentrieren.<br />
01 Unter dem Namen Ölflex Connect Chain bietet das Unternehmen komplette Energieführungsketten<br />
an und übernimmt auch die Integration von Leitungen und Schläuchen in die Schleppkette<br />
Umgossen und umspritzt<br />
Für spezielle Anwendungen eines Antriebsherstellers<br />
entwickelt Lapp auch neue Lösungen.<br />
Rechteckstecker zum Anschluss<br />
von Servoantrieben sind oft am Kabeleinlass<br />
und zum Motor undicht, insbesondere<br />
bei neueren kompakten Steckern.<br />
Hier sind anschlussfertige Systemlösungen<br />
gefragt, die die Dichtigkeitsprobleme<br />
umgehen, ohne die Kosten zu erhöhen.<br />
Wie das funktioniert, zeigt der antriebsseitige<br />
Stecker von Lapp für die kompakten<br />
Alpha-02-Antriebe von Fanuc. Hier werden<br />
in einem neu entwickelten Verfahren<br />
die Kontakte in einem einzigen automatisierten<br />
Arbeitsgang erst mit einem Kunststoff-Compound<br />
umgossen und dann mit<br />
einem zweiten Werkstoff umspritzt. Das<br />
Gehäuse ist dicht, denn es ist – anders als<br />
bei montierten Steckern – ein einziges<br />
Bauteil, und die Dichtungen sind unverlierbar<br />
integriert.<br />
Lapp hat ein ähnliches Spritzverfahren<br />
zum ersten Mal an Ladesteckern für Elektroautos<br />
für den Kunden BMW realisiert<br />
und nun auf die Servoleitungen von Fanuc<br />
übertragen. Passend zu diesem kompakten<br />
Stecker für Fanuc hat Lapp auch eine dünne<br />
Servoleitung entwickelt. Sie wird halbautomatisch<br />
abgelängt, wobei die Adern wegen<br />
des asymmetrischen Steckers unterschiedlich<br />
lang abgeschnitten werden. Weitere<br />
Varianten gespritzter Stecker für andere<br />
Hersteller werden folgen.<br />
Drei-Säulen-Strategie<br />
Ölflex Connect Servo, die Konfektionierung<br />
von Servoleitungen, ist nur eine von drei<br />
02 Bei den neuen Ölflex Connect Servo<br />
Konfektionen werden Kabel und Stecker<br />
teilautomatisch verbunden<br />
Säulen der Connect-Strategien. Es gibt zwei<br />
weitere Säulen:<br />
n Ölflex Connect Cables steht für die klassische<br />
Kabelkonfektion: Damit sind alle<br />
Leitungen gemeint, bei denen Lapp das Ablängen,<br />
Markieren, Abmanteln und Verbinden<br />
von Kabeln mit Steckverbindern übernimmt<br />
– in standardisierten Ausführungen<br />
oder individuell nach Anwenderwunsch.<br />
n Ölflex Connect Chain bezeichnet Design<br />
und Konfektion kompletter Energieführungsketten.<br />
Hier übernimmt Lapp auch<br />
03 Unter dem Namen Ölflex Connect baut<br />
das Unternehmen seine Aktivitäten in der<br />
Kabel-Konfektionierung aus und standardisiert<br />
alle globalen Aktivitäten inklusive<br />
Beratung für die Anwender<br />
die Integration von Leitungen und Schläuchen<br />
in die Schleppkette, auf Wunsch<br />
sogar die Montage in der Anlage beim<br />
Anwender. Diese Lösungen kommen in<br />
den verschiedensten Industrien zur Anwendung,<br />
vom „klassischen“ Maschinenund<br />
Anlagenbau bis hin zu Ölbohrplattformen,<br />
wo mehrere Tonnen schwere,<br />
voll bestückte Stahlschleppketten genutzt<br />
werden.<br />
www.lappkabel.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 93
Intelligente Automation abgesichert<br />
Eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration zeigt Pilz auf der<br />
Hannover Messe mit einer Applikation und seinen Produkten. Ein<br />
Komplett-Paket für die Validierung ist dabei das Kraft- und<br />
Gewalzte<br />
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Zylindrisch oder profiliert.<br />
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Für Sicherheit in schlecht einsehbaren Bereichen sorgt der Safety-<br />
Laserscanner Psenscan. Er überwacht permanent den gesamten<br />
Gefahrenbereich und verhindert ein Wiederanlaufen, wenn sich<br />
dort noch eine Person befindet. Das Modell einer Smart Factory<br />
aus drei vernetzten Modulen zeigt die Herstellung personalisierter<br />
Produkte in einer intelligenten Produktionsstraße.<br />
Eingebaut ist auch der elektrisch aktivierbare Not-Halt-Taster<br />
Pitestop Active, mit dem sich Maschinen- und Anlagenteile sicher<br />
aktiv oder inaktiv schalten lassen. Ebenfalls vorgestellt wird der<br />
Open-Source-Industrie PC Industrial PI für die digitale Automation<br />
auf Basis des Rasperry Pi, der das Internet der Dinge der<br />
industriellen Umgebungen mit Cloud-Services verbindet.<br />
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Die B-Dry-Präzisionsketten von Iwis Antriebssysteme kommen<br />
dort zum Einsatz, wo Nachschmierung unerwünscht oder<br />
unmöglich ist. Sie sind hygienisch und laufen komplett trocken,<br />
weil sie dank eines Hochleistungskunststoffgleitlagers im Gelenk<br />
ohne Einsatz jeglichen Schmiermittels auskommen. Auch eine<br />
Nachschmierung der Ketten ist nicht erforderlich. Die Hülsen aus<br />
Hochleistungspolymer sind hoch belastbar, reibungseffizient und<br />
FDA-konform, der Kontakt mit Lebensmitteln oder hygienischen<br />
Artikeln ist unbedenklich. Die Trägerhülsen aus Edelstahl sind<br />
dünnwandig, nahtlos und kugelkalibriert. Die CF-Grundkette<br />
besteht aus austenitischem Edelstahl, was eine hohe Medienbeständigkeit<br />
bewirkt. Die Ketten sind im trockenen Zustand frei<br />
von lackbenetzungsstörenden Substanzen (LABS), was z. B. bei<br />
Lackierstraßen in der Automobilherstellung entscheidend ist. Die<br />
Ketten werden in Längentoleranzen<br />
nach ISO 606<br />
gefertigt. Sie können in<br />
einem Temperaturbereich<br />
von –100 bis +200 °C<br />
eingesetzt werden. Ausführungen<br />
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SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Virtuelle Realität im Maschinen- und Anlagenbau<br />
Lenze nutzt VR-Brillen als Werkzeug im Engineering und für Trainings. Das<br />
Potenzial liege vor allem darin, dass sich komplexe Automatisierungszusammenhänge<br />
leichter beherrschen lassen, weil Programmierer und Konstrukteure<br />
ihre Anwendungen dank eines digitalen Zwillings live erleben könnten,<br />
heißt es vom Unternehmen. Welche Auswirkung hat die Veränderung von<br />
Parametern? Wie verändert sich die Bewegung des Roboterarms, wenn die<br />
Antriebsmotoren die Geschwindigkeit variieren? Solche Fragestellungen<br />
seien entscheidend, wenn in der Produktion einer Industrie 4.0 von kollaborierenden<br />
Systemen gesprochen wird.<br />
In der Konstruktions- und Engineeringphase sind die Kombinationsmöglichkeiten<br />
von Motoren mit unterschiedlichen Getrieben noch vergleichsweise<br />
leicht vorstellbar. Software- oder Roboterlösungen bringen jedoch eine<br />
Komplexität mit sich, die den menschlichen Horizont übersteigt. Simulationsverfahren<br />
und 3D-Modelle geben zwar tiefer gehende Einblicke, es fehlt<br />
aber das Erleben. Die Virtuelle Realität schließe diese Lücke.<br />
Mit der Lösung von Lenze kann man z. B. im Materialhandling mit dem Roboter eine Pick-&-Place-Anwendung realisieren. Mit der<br />
Software-Toolbox Fast hat der Hersteller für solche Applikationen bereits Standardfunktionen in vorbereitete Softwaremodule gegossen.<br />
Damit lassen sich z. B. die Bewegungen einer mehrachsigen Roboterkinematik bestimmen, ohne dafür in die Roboter-Programmiersprachen<br />
einsteigen zu müssen.<br />
www.lenze.com<br />
www.aventics.de<br />
Ventilsystem in der virtuellen Realität<br />
Das Ventilsystem ES05 von Aventics können Besucher der diesjährigen<br />
Hannover Messe virtuell erleben. Außerdem lässt der Hersteller auch<br />
wieder am Stand zum Montage-Wettbewerb antreten. An diesem kann<br />
man einerseits ausgerüstet mit VR-Brillen in der virtuellen Realität<br />
teilnehmen, oder man kann sich, wie im vergangenen Jahr, ganz konventionell<br />
als Schrauber betätigen. Dabei bauen die Teilnehmer des Wettbewerbs<br />
das Ventilsystem mit einem Drehmomentschlüssel zusammen. Es<br />
gilt dabei, die Bestzeit des vergangenen Jahres von 90 Sekunden zu<br />
unterbieten. Das Ventilsystem aus einem modularen Baugruppensystem<br />
eignet sich vor allem für Anwendungen mit Standardanforderungen in<br />
der Industrieautomation. Mit seinem Gehäuse aus Hochleistungskunststoff<br />
ist es stabil und kompakt.
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Digitalisierung mit Drive<br />
Online-Tool liefert Anwendern Gesamtlösungen für industrielle Aufgabenstellungen<br />
Wer Zeit sparen will, muss die Möglichkeiten der Digitalisierung umfassend<br />
nutzen. Auch die Antriebstechnik profitiert davon, indem sie sich schnell und<br />
präzise auslegen bzw. optimieren lässt. Ein Online-Konfigurator leistet dabei<br />
wertvolle Unterstützung, indem er den kompletten Antriebsstrang, bestehend<br />
aus Getriebe, Kupplung, Motor, Frequenzumrichter und Steuerung, abbildet.<br />
Interaktiv aufgebaut liefert er für industrielle Aufgabenstellungen perfekt<br />
aufeinander abgestimmte Gesamtlösungen. Lesen Sie mehr.<br />
Dipl.-Ing. Detlef Koch arbeitet im<br />
Bereich Marketing Services Motion<br />
Control bei der Siemens AG in Erlangen<br />
96 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Wenn Konstrukteure von Maschinen<br />
und Anlagen, Betriebstechniker sowie<br />
Instandhalter Zeit sparen und gleichzeitig<br />
die Qualität ihrer Alltagsaufgaben erhöhen<br />
können, dann sind die wichtigsten<br />
Aspekte von Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit<br />
erfüllt. Vor diesem Hintergrund<br />
baut Siemens seine „Industry Mall“<br />
sukzessive weiter aus, investiert intensiv in<br />
die Digitalisierung und bietet so neben der<br />
großen Produkt-, System- und Lösungsvielfalt<br />
ein hohes Maß an Serviceorientierung.<br />
Hierzu gehören u. a. Konfiguratoren, mit<br />
deren Hilfe Lösungen schnell und gezielt<br />
entwickelt sowie die dazu notwendigen<br />
Produkte auf direktem Weg gefunden und<br />
konfiguriert werden.<br />
Ein Beispiel dafür ist u. a. die Antriebstechnik.<br />
Auf der Siemens-Website kann<br />
das komplette Angebot spezifisch für rd.<br />
60 Länder der Erde aufgerufen werden. Auf<br />
dieser Startseite befindet sich auch die<br />
„Konfiguratorenübersicht“ mit sechs unterschiedlichen<br />
Produktkategorien. Eine<br />
davon ist die „Antriebstechnik“ mit den<br />
Sinamics- und Simotics-Produktreihen. Auf<br />
einen Blick sieht der Anwender, welche<br />
antriebstechnischen Produkte das Unternehmen<br />
zu bieten hat, kann diese auswählen<br />
bzw. konfigurieren oder er startet den<br />
DT-Konfigurator (Drive Technology).<br />
Online-Konfigurator bietet<br />
passende Lösung<br />
Der DT-Konfigurator ist ein umfassendes<br />
Online-Tool, mit dessen Unterstützung<br />
sich ganze Antriebsstränge projektspezifisch<br />
projektieren lassen. Logisch aufgebaut,<br />
erkennt der Konstrukteur die einzelnen<br />
Teile eines Antriebsstrangs vom<br />
Getriebe bzw. der Kupplung über den elektrischen<br />
Motor und einem eventuellen Frequenzumrichter<br />
bis zur Steuerung. Schritt<br />
für Schritt selektiert der Bediener interaktiv<br />
durch Eingabe seiner spezifischen Anlagen-<br />
oder Maschinenwerte den optimalen<br />
Antrieb. Damit unterstreicht Siemens<br />
seine Strategie zu „Integrated<br />
Drive Systems“ (IDS),<br />
bei der alle antriebstechnischen<br />
Komponenten<br />
perfekt aufeinander<br />
abgestimmt sind.<br />
An konkreten Selektionen<br />
von Frequenzumrichter<br />
und Motor lässt sich<br />
erkennen, welchen Nutzen<br />
Anwender aus dem Einsatz<br />
solcher Online-Konfiguratoren ziehen. Wer<br />
beispielsweise schon weiß, welchen Frequenzumrichter<br />
er braucht, kann diesen<br />
gezielt selektieren, ansonsten kommt er<br />
über die geführte Umrichterauswahl zum<br />
richtigen Produkt. Durch die Wahl der<br />
Antriebsaufgabe wie Pumpen, Lüften, Verdichten,<br />
reine Transportbewegung, Verarbeitung<br />
in der Prozesstechnik oder mehrachsige<br />
Motion-Control-Anwendung wird<br />
das passende Umrichterspektrum sofort<br />
angepasst und abgebildet.<br />
Verdeutlicht am Beispiel Frequenzumrichter<br />
Sinamics V20: Wird dieser angewählt,<br />
bietet der DT-Konfigurator unterschiedliche<br />
Auswahlparameter wie z. B. die<br />
Leistung. Zusätzlich kann das entsprechende<br />
Zubehör wie Drosseln etc. selektiert werden.<br />
Das Online-Tool bietet immer nur die Optionen<br />
an, die möglich und sinnvoll sind,<br />
sodass der Konstrukteur keine eigenen<br />
Plausibilitätsprüfungen durchführen muss.<br />
Das spart Zeit und sorgt dafür, dass die<br />
richtigen Komponenten bestellt werden.<br />
Zweisprachige Dokumentation<br />
Ist alles konfiguriert, sieht der Nutzer zeilenweise<br />
alle Produkte einzeln und übersichtlich<br />
aufgelistet mit Artikelnummer,<br />
Anzahl, Einzelpreis und sogar mit Produktbild,<br />
das ihm die Zuordnung erleichtert. Ist<br />
alles in Ordnung, kann er seine komplette<br />
Auswahl in den Warenkorb stellen. Vorher<br />
bietet der Konfigurator noch die Möglichkeit<br />
„alle Dokumente für die Position“ einzeln<br />
anzuwählen und wichtige Unterlagen<br />
für die Dokumentation und das Reporting<br />
zu erhalten.<br />
Denn spätestens seit Novellierung der<br />
Europäischen Maschinenrichtlinie vor einigen<br />
Jahren wächst der Druck zu einer umfassenden<br />
und verständlich aufgebauten<br />
Dokumentation von Maschinen und Anlagen.<br />
Der große Vorteil hierbei ist, dass der<br />
Nutzer neben seiner Ursprungssprache<br />
eine zweite Zielsprache auswählen<br />
kann. Dadurch sind alle wichtigen<br />
Erläuterungen in beiden Sprachen<br />
auf den ein zelnen Datenblättern<br />
01 Wichtige Informationen<br />
wie Maßzeichnungen und<br />
3D-Ansichten mit 360°-<br />
Rundumblick liefert der<br />
DT-Konfigurator auf Knopfdruck<br />
Motion Control Drives<br />
einfach präzise.<br />
Überlegene Antriebslösungen<br />
mit höchster Präzision, hohem<br />
Wirkungsgrad, schnellen Lieferzeiten.<br />
Ihr Wettbewerbsvorteil:<br />
Antriebstechnik von Sumitomo Drive<br />
Technologies.<br />
Halle 25, Stand D14<br />
Telefon +49 8136 66-0<br />
marktind@sce-cyclo.com<br />
www.sumitomodrive.com
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
02 Der DT-Konfigurator bildet den Antriebsstrang ab. Durch Eingabe<br />
der Artikelnummer oder durch die geführte Selektion lassen sich alle<br />
notwendigen antriebstechnischen Komponenten auswählen<br />
03 Am Ende des Auswahlprozesses werden alle Einzelprodukte<br />
übersichtlich aufgelistet und zur eindeutigen Zuordnung mit<br />
einem Bild ergänzt<br />
abgedruckt. Das erleichtert bei Abstimmungsgesprächen,<br />
während der Inbetriebnahme<br />
und selbst bei späteren Serviceeinsätzen<br />
die Kommunikation zwischen<br />
Maschinenhersteller und Endanwender.<br />
Zur Auswahl stehen eine Reihe hilfreicher<br />
Dokumente und Informationen wie Datenblätter,<br />
Maßblätter, Eplan-Makros und sonstige<br />
CAD-Daten – selbst als 3D-Modell. Zur<br />
schnellen Beurteilung der jeweiligen Produkte<br />
gibt es zusätzlich auch die Möglichkeit,<br />
ein 3D-PDF anzusehen, in dem das<br />
3D-Bild mit dem Mauszeiger beliebig im<br />
Raum gedreht werden kann. Alle vorhandenen<br />
Dokumentationen lassen sich einzeln<br />
selektieren und können am Ende als gemeinsamer<br />
Download, z. B. als Zip-File,<br />
gespeichert werden. Damit unterstreicht<br />
der DT-Konfigurator seinen Stellenwert als<br />
hilfreichen Baustein, der die voranschreitende<br />
Digitalisierung in Vertrieb und Entwicklung<br />
unterstützt.<br />
Zeit sparen durch geführte<br />
Auswahl<br />
Der Zeitbedarf für das Durchlaufen der<br />
individuellen Selektionswege im Online-<br />
DT-Konfigurator ist entsprechend gering<br />
im Vergleich zur klassischen Auswahl und<br />
Berechnung der gewünschten antriebstechnischen<br />
Komponenten. Wer stattdessen<br />
eine vorhandene Komponente gezielt<br />
sucht – z. B. als Ersatzbedarf während eines<br />
Serviceeinsatzes oder zur Nachbestellung<br />
für eine weitere Maschine bzw. Anlage glei<br />
cher Bauart – findet auf direktem Weg alle<br />
notwendigen Informationen durch Eingabe<br />
der Artikelnummer.<br />
Hierfür werden alle notwendigen Komponenten<br />
eines kompletten Antriebsstrangs<br />
im DT-Konfigurator übersichtlich dargestellt.<br />
Insofern lassen sich auch die Elektromotoren<br />
der Simotics-Familie ebenso komfortabel<br />
auswählen und konfigurieren. Auch<br />
hierbei gibt es die direkte Motorenauswahl<br />
sowie die geführte Motorselektion mit den<br />
wichtigsten technischen Parametern sowie<br />
den Einsatzschwerpunkten. Die Auswahlroutinen<br />
sind dabei wie bei den Frequenzumrichtern<br />
aufgebaut, was die intuitive<br />
Handhabung des Online-Tools unterstreicht.<br />
So kann aus der großen Palette an Industriemotoren,<br />
die Siemens weltweit mit allen<br />
notwendigen Zertifizierungen und für unzählige<br />
Einsatzfälle anbietet, einfach und<br />
übersichtlich ausgewählt werden.<br />
Vom Produkt- zum<br />
Systemkonfigurator<br />
Ein kurzer Blick in die Zukunft zeigt, wie die<br />
Möglichkeiten heutiger Online-Tools noch<br />
weiter gesteigert werden können und welche<br />
Vorteile eine durchgängige Digitalisierung<br />
bringt. Am Beispiel des Simotics vom Typ<br />
S-1FL6, einem Motor für Motion Control-<br />
Anwendungen, lassen sich die Vorteile von<br />
Systemkonfiguratoren heute schon erkennen.<br />
Denn als visuelle Ergänzung zu reinen<br />
Produktkonfiguratoren werden hier die einzelnen<br />
Systemlösungen auch in bildlicher<br />
Form als antriebstechnische Komplettlösung<br />
visualisiert. Das hat z. B. den Vorteil,<br />
dass man die Verkabelung plus die Anschlüsse<br />
und viele weitere wichtige Details<br />
auf einen Blick sieht.<br />
Bei entsprechendem Detaillierungsgrad<br />
unterstützt es einerseits die Elektrokonstruktion<br />
und andererseits den Zusammenbau<br />
in der Werkstatt bzw. vor Ort.<br />
Außerdem kann so ein komplexes System<br />
vollständig erfasst und fehlerlos umgesetzt<br />
werden. Kurz gesagt: Durch Online-Konfiguratoren,<br />
wie dem DT-Konfigurator, sind<br />
Anwender heute in der Lage, ohne großen<br />
Aufwand in technischer und wirtschaftlicher<br />
Hinsicht optimale Antriebslösungen<br />
zu entwickeln.<br />
Entscheidend für den hohen Nutzwert<br />
solcher Systeme ist auch die Menge an Informationen,<br />
die darin enthalten ist. Hier<br />
ist Siemens als weltweiter Zulieferer bereits<br />
weit fortgeschritten. So werden Aktualisierungen<br />
im monatlichen Zyklus zur Verfügung<br />
gestellt, sodass die Nutzer des DT-<br />
Konfigurators stets auf aktuelle Informationen<br />
zugreifen. Zusätzlich bleiben auch die<br />
Daten bereits verwendeter Produkte erhalten.<br />
Das bedeutet: Ältere Produkte und Lösungen<br />
sind ebenfalls im Online-Tool inte griert,<br />
sodass nicht nur mit Blick auf die Zukunft,<br />
sondern auch in Bezug auf die Historie die<br />
notwendige Kontinuität gewahrt ist.<br />
Fotos: Aufmacher: Fotolia, Bild 01–03: Siemens<br />
www.siemens.com<br />
98 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Einfache und effiziente<br />
Antriebselektronik<br />
Maxi power …<br />
…mini size<br />
Die Exponate der Elektroniksparte von Nord Drivesystems auf<br />
der Hannover Messe haben als Schwerpunkt die neuen Feldverteiler<br />
Nordac Link. Die Frequenzumrichter und Motorstarter für<br />
vernetzte Förderstrecken verfügen über steckbare kodierte<br />
Anschlüsse für Versorgung, Kommunikation und Sensorik.<br />
Bedien- und Netztrennschalter erleichtern den Betrieb und<br />
Service. PI-Regler und eine integrierte PLC sorgen für erhöhte<br />
Anlagenintelligenz. Als standardisierte Logidrive-Systeme bieten<br />
sie, kombiniert mit IE4-Synchronmotor und Kegelradgetriebe, in<br />
der Anschaffung Kostenvorteile und erleichtern die Ersatzteilbevorratung.<br />
Die IE4-Motoren des Herstellers sind bei häufigem<br />
Teillastbetrieb und niedrigen Drehzahlen besonders energieeffizient.<br />
Übergreifendes Thema auf der Messe ist zudem der<br />
Service und die Unterstützung bei der Planung und Durchführung<br />
von Projekten.<br />
M1:1<br />
ø6x1<br />
ø5x3<br />
Kugelgewindetriebe<br />
www.nord.com<br />
gerollte Präzision<br />
leistungsstark<br />
Servomotor-Baureihe erweitert<br />
hoher Wirkungsgrad<br />
zuverlässig<br />
ø4x1<br />
preiswert<br />
100% Swiss made<br />
B&R ergänzt seine Servomotor-Baureihe 8LS um zwei weitere<br />
Größen. Die Baugröße A bietet bei einem Flanschmaß von 70 mm<br />
ein extrem hohes Drehmoment auf kleinstem Bauraum und die<br />
Baugröße 9 rundet das Leistungsspektrum der Baureihe mit bis zu<br />
75 kW nach oben hin ab. Damit können Maschinen- und<br />
Anlagenbauer die Motoren noch besser auf ihre Anforderungen<br />
anpassen. Die kompakten Motoren der Größe A kommen zum<br />
Einsatz, wenn eine hohe Drehmomentdichte bei beengten<br />
Einbauverhältnissen benötigt wird. Der voll verschlossene Stator<br />
ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad und ein hohes Dauermoment.<br />
Die Motoren der Baureihe 9 mit einem maximalen<br />
Drehmoment von bis zu 1 000 Nm erschließen zahlreiche neue<br />
Anwendungen mit hohen Anforderungen an Dynamik und<br />
Leistung. Die Motoren sind mit allen Typen aus dem firmeneigenen<br />
Getriebebaukasten kombinierbar und als fertige Motor-<br />
Getriebe-Kombination lieferbar. Alle Motoren dieser Baureihe<br />
werden wahlweise mit digitalen Encodern mit skalierbaren<br />
Sicherheitsfunktionen angeboten.<br />
www.br-automation.com<br />
DE--Hannover<br />
24. bis 28. April <strong>2017</strong><br />
Halle 16, Stand F04<br />
Eichenberger Gewinde AG<br />
5736 Burg · Schweiz<br />
T: +41 62 765 10 10<br />
www.gewinde.ch<br />
wir bewegen. weltweit<br />
Ein Unternehmen der Festo Gruppe
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Mehrwert durch<br />
vernetzte Instandhaltung<br />
IoT-System zeigt Antriebstechnik<br />
Optimierungspotenziale auf<br />
Industrie 4.0 eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten: Individualisierte Produkte –<br />
optimierte Maschinen – vorausschauende Wartung. Voraussetzung dabei ist immer die<br />
Erfassung, Kommunikation, algorithmische Verknüpfung und Auswertung von Daten.<br />
Industrie 4.0 bei Baumüller<br />
ist die Umsetzung einer<br />
intelligenten Netzwerkstruktur,<br />
die unseren Kunden Flexibilität,<br />
Transparenz und Kostenoptimierung<br />
erlaubt.<br />
Nobert Scholz,<br />
Geschäftsführung Systemtechnik<br />
Viele Daten können heute schon von vorhandenen Steuerungen<br />
ausgelesen und in einem übergeordneten System weiterverwendet<br />
werden. Mit Baudis IoT von Baumüller steht Maschinenbetreibern<br />
darüber hinaus ein System zur Verfügung, um zusätzliche<br />
Informationen aus seiner Fertigung zu erhalten und um z. B. im<br />
Falle eines sich abzeichnenden Ausfalls schnell bzw. rechtzeitig<br />
reagieren zu können und damit durch planbare Instandhaltungsmaßnahmen<br />
die Laufzeiten der Maschinen und Anlagen zu erhöhen.<br />
Baudis IoT kann aufgrund seiner systematischen Offenheit, alle am<br />
Markt gängigen Sensoren anbinden und deren Informationen sinnvoll<br />
vorverarbeiten. Damit können kritische Prozesse überwacht<br />
und im Falle einer Veränderung eingegriffen werden. Dies spart<br />
Kosten und Zeit und verbessert die Maschinenverfügbarkeit sowie<br />
die Produktivität.<br />
Das vernetzte System besteht im groben Überblick aus Sensoren,<br />
einer Baudis IoT-Box und einer Software mit Big-Data-Algorithmen.<br />
Die Erfassung der Daten erfolgt über dezentrale Sensoren.<br />
Diese erfassen z. B. den Zustand einer drehenden Achse und so<br />
kann das System einen Lagerschaden detektieren und melden. Verteilt<br />
werden die erfassten Daten bei der Baumüller-Lösung über<br />
die IoT-Box, die je nach gewählter Variante (lokal oder remote), die<br />
Daten an einen Server oder an eine Cloud weitergibt.<br />
Das System, eigentlich zur vorausschauenden Wartung eingesetzt,<br />
schafft durch Big-Data-Analyse einen weit höheren Mehrwert.<br />
So werden grundsätzlich die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit<br />
in der Fertigung durch planbare Instandhaltungsmaßnahmen für<br />
alle Arten von überwachbaren Systemen maximiert und der Abnutzungsvorrat<br />
von Verschleißteilen weit besser ausgenutzt. Doch<br />
Baudis IoT kann noch mehr. Die für die Instandhaltung zugrunde<br />
gelegte Big-Data-Analyse kann auch zur Prozessoptimierung genutzt<br />
werden. Da das System im Bedarfsfall warnt, können mit Hilfe<br />
der Überwachung Ausstoßerhöhungen und Belastungsgrenzen der<br />
Produktionsanlagen ausgetestet werden, ohne dass die Anlagen<br />
Schaden nehmen.<br />
Die Vernetzung von Werken und Standorten an eine Auswerteeinheit<br />
ermöglicht Vergleiche und somit einen weiteren Nutzen.<br />
Durch die langfristige Sammlung und Auswertung von Daten kann<br />
der Antriebsspezialist Optimierungspotenziale besser erkennen<br />
und umsetzen.<br />
www.baumueller.de<br />
100 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Umrichter für Servo-Antriebssystem<br />
Mit dem Umrichter Sinamics S210, der speziell zur Verwendung mit den Simotics<br />
S-1FK2 Motoren vorgesehen ist, bietet Siemens ein neues Servo-Antriebssystem mit<br />
fünf Leistungsklassen von 50 bis 750 W. Die Umrichter sind mit integrierten Sicherheitsfunktionen<br />
ausgestattet. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung erfolgt<br />
via Profinet und die Inbetriebnahme über Webserver und One-Button-Tuning. Der<br />
Anschluss der Motoren erfolgt per Einkabelverbindung (OCC). Anwendungsschwerpunkte<br />
sind Maschinen für Verpackung, Handhabung wie Pick & Place, Holz- und<br />
Keramikverarbeitung sowie Digitaldruck. Der Funktionsumfang ist auf die hochdynamische<br />
Regelung der Motorachsen ausgerichtet. Dabei übernimmt die angeschlossene<br />
Steuerung die gesamte Positionierfunktion für die angebundenen Antriebsachsen.<br />
Die Inbetriebnahme des Umrichters erfolgt mittels integriertem Webserver.<br />
Zu den integrierten Sicherheitsfunktionen gehören STO und SS1. Beide lassen sich<br />
über Profisafe ansteuern, STO auch über eine Klemme.<br />
www.siemens.de/sinamics-s210<br />
Resistent gegen<br />
externe<br />
Magnetfelder<br />
Der Drehimpulsgeber<br />
Hoi von<br />
TWK verbindet<br />
hohe Auflösung<br />
und<br />
Genauigkeit<br />
optischer<br />
Drehgeber<br />
mit der<br />
robusten<br />
Bauweise magnetischer<br />
Drehgeber. Mit einem<br />
veredelten, magnetischen<br />
Stahlgehäuse ist er resistent<br />
gegen externe Magnetfelder<br />
und geeignet für den Einsatz in<br />
Umgebungen mit starken<br />
externen Magnetfeldern, z. B. in<br />
der Nähe von Elektromotoren<br />
oder Generatoren.<br />
Ebenfalls einsetzbar ist er in<br />
Baumaschinen, Schleifringkörpern,<br />
Windkraftanlagen,<br />
Aufzügen oder Öl- und<br />
Gasanlagen. Er verfügt über die<br />
Ausgänge A, B, Z sowie deren<br />
invertierte Signale. Die Sensorwelle<br />
ist für axiale und radiale<br />
Wellenbelastungen von 250 N<br />
ausgelegt, damit der Sensor<br />
auch unter extremen<br />
Bedingungen einsetzbar ist.<br />
Der Drehimpulsgeber ist in<br />
Schutzart IP65 und IP69k<br />
verfügbar und deckt den<br />
Temperaturbereich von –40 bis<br />
+85 °C ab. Er kann auch als<br />
Safety-Version mit redundantem<br />
Aufbau inklusive Eigendiagnose<br />
für Sil2- und PLd-Applikationen<br />
aufgebaut werden.<br />
Menschen<br />
mit Antrieb<br />
S<br />
Seit 1947 wird unsere innovationskraft<br />
von Menschen getragen. Denn es sind die<br />
Bedürfnisse unserer Kunden und die ideen<br />
unserer Mitarbeiter, die uns antreiben –<br />
und auch industrie 4.0 in Bewegung setzen.<br />
Sie möchten die Menschen mit ideen,<br />
Mut und Antrieb gern persönlich treffen?<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe<br />
und auf der interpack <strong>2017</strong>. Mehr auf<br />
www.Lenze.com<br />
e i t<br />
70<br />
Jahren<br />
www.twk.de
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
3D-Inline-<br />
Prüfsystem<br />
In Kooperation mit verschiedenen<br />
Universitäten hat<br />
Mesure-Systems-3D (MS3D)<br />
ein berührungsloses Inline-<br />
Prüfsystem speziell für Getriebe<br />
entwickelt. Mit der sogenannten<br />
Gear Inspection kann bspw. eine<br />
Verzahnung mit 23 Zähnen in<br />
weniger als 30 s komplett in 3D<br />
vermessen werden. Durch die<br />
3D-Inline-Prüfung erhält der<br />
Hersteller bei jeder Änderung<br />
der Fertigungsparameter in<br />
Echtzeit Informationen<br />
darüber, welche Auswirkungen<br />
diese haben. Bei einer vergleichbaren<br />
Kontrolle mit taktiler<br />
Messmaschine, die mindestens<br />
fünf Minuten in Anspruch<br />
nimmt, ist das nicht möglich.<br />
Die Gear Inspection erlaubt<br />
somit eine Optimierung im<br />
laufenden Prozess, was mit<br />
entsprechend hohen Einsparungen<br />
einhergeht.<br />
www.ms3d.eu<br />
Punktlandung<br />
in Präzision und<br />
Qualität<br />
Industrie 4.0 zum Anfassen<br />
Auf der Hannover Messe<br />
zeigt Sick den nächsten<br />
Schritt in Richtung<br />
Industrie 4.0. Am Exponat<br />
werden relevante Herausforderungen<br />
und deren<br />
jeweilige Lösung präsentiert.<br />
Diese Herausforderungen<br />
finden an elementaren<br />
Stufen des Wertschöpfungsprozesses<br />
statt und werden<br />
mit Sensorik, Systemen und<br />
Services gelöst. Die Produkte<br />
sind aktiv kommunikationsfähig,<br />
sodass die Anbindung<br />
an die Datenwelt sichergestellt ist. Die erhobenen Daten werden durch einen Cloud-Anbieter<br />
zusammengefasst, ausgewertet und entsprechend visualisiert.<br />
Das Internet der Dinge macht Informationen jederzeit für alle verfügbar. Schnelligkeit und Flexibilität<br />
werden verstärkt gefordert. Deshalb müssen auch Fertigungs- und Logistikabläufe so flexibel wie<br />
möglich sein – bei gleichzeitig verbesserter Produktivität. Dies gelingt durch den Einsatz von intelligenter<br />
und flexibler Sensorik, mit der auch Losgröße 1 schnell und wirtschaftlich gefertigt werden<br />
kann. Intelligente Sensorik bietet dabei einen entscheidenden Mehrwert: Sie ermöglicht die<br />
Optimierung am laufenden System und die Produktion muss nicht unterbrochen werden.<br />
www.sick.de<br />
Mit intelligenten Motoren gerüstet für die Industrie 4.0<br />
Auf der Hannover Messe präsentiert Dunkermotoren eine große Auswahl an DC- und BLDC-<br />
Motoren mit passenden Getrieben, Bremsen und Gebern. Als Produktneuheit stellt der Antriebshersteller<br />
die Planetengetriebebaureihen PLG 63/ 75/ 95 in verstärkter High-Power-Ausführung bis<br />
160 Nm Dauerdrehmoment sowie eine neue Baureihe spielarmer Planetengetriebe vor. Darüber<br />
hinaus zeigt das Unternehmen, wie es seine Produkte für die Fabrik der Zukunft aufrüstet. In die<br />
Motoren integrierte Intelligenz und Sensorik bieten die Grundlage für Datenanalysen, Energy und<br />
Condition Monitoring sowie Predictive Maintenance. Bereits heute können die Motoren Aufgaben<br />
autonom ausführen und überwachen. Für die Kommunikation im<br />
Netzwerk werden die Motoren mit den aktuellen industriellen<br />
Bus- und Ethernet-Schnittstellen angeboten. Überdies erreichen<br />
BLDC-Antriebe des Unternehmens einen hohen Wirkungsgrad von<br />
bis zu 90 % und unterstützen Anwender bei einer bedarfsorientierten<br />
Verteilung von Energie.<br />
www.dunkermotoren.de<br />
Sondergetriebe<br />
GSC Schwörer GmbH<br />
Antriebstechnik<br />
Oberbränder Straße 70<br />
79871 Eisenbach<br />
www.gsc-schwoerer.de<br />
Neue Großhubgreiferserie für den oberen Lastbereich<br />
Der Großhubspindelgreifer ISG-90-250-E für den oberen Lastbereich von IPR bietet einen<br />
maximalen Hub von 600 mm bei geringen Außenmaßen. Auch die Möglichkeit, schwere Lasten zu<br />
halten und Fingerlängen von über 300 mm überzeugen beim Fertigen, Montieren und Handhaben<br />
großer Werkstücke und Produkte. Besonders schlank in seiner Ausführung ist der elektrische Greifer<br />
dank eines von IPR entwickelten Aluminium-Profils als Grundkörper. Eine gegenläufige Trapezspindel<br />
sorgt für parallele Backenbewegungen und macht so eine zusätzliche Synchronisation<br />
überflüssig. Die selbsthemmende Spindel ermöglicht zudem die Greifkraftsicherung bei Ausfall<br />
des Motors.<br />
Flexibilität bietet die Greiferserie ISG-90-E durch ihren elektrischen<br />
Antrieb. Denn er ermöglicht eine freie Programmierung<br />
der Greifkräfte für unterschiedlichste Objektgrößen.<br />
Optional lassen sich die Greifer mit einem Wegmesssystem<br />
ausstatten. So ist zusätzlich zu den Informationen aus dem<br />
Antrieb jede Hubstellung im µm-Bereich abrufbar.<br />
www.iprworldwide.com<br />
102 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong><br />
GSC.indd 1 31.03.<strong>2017</strong> 09:53:48
Maßgeschneiderte Kupplung für Motoren<br />
Die hochelastischen Tok-Kupplungen von Reich sind auf die Anforderungen von<br />
Motorenherstellern und Prüfstandsbetreibern ausgerichtet. Kupplung und<br />
Kupplungswelle werden auf die Motoren genau abgestimmt. Mit Drehzahlen bis<br />
10 000 min -1 sind sie speziell für Prüfstände geeignet, auf denen Verbrennungsmotoren<br />
getestet werden. Die Kupplungen werden zwischen Motor und Dynamometer<br />
eingesetzt und weisen eine hohe Drehelastizität sowie eine Drehmomentkapazität<br />
von 100 bis 70 000 Nm auf. Dadurch sind sie für ein breites Spektrum an<br />
Motoren geeignet. Die Baureihe umfasst Größen für einen<br />
Drehmomentbereich von ca. 1 600 bis 140 000 Nm.<br />
Das Modell Tok 910.1 wurde speziell für große Gasmotoren<br />
bis zu einem Leistungsbereich von 4 500 kW entwickelt. Es<br />
wird in Energieerzeugungsanlagen zwischen Motor und<br />
einem Generator eingesetzt. Die hochelastischen<br />
Kupplungen verschieben kritische Eigenfrequenzen des<br />
Antriebsstranges unterhalb der Betriebsdrehzahl.<br />
Innovation & Excellence<br />
www.reich-kupplungen.de<br />
Kompaktverteiler für Aluminiumkabel<br />
Bei der Stromverteilung spielen Aluminiumkabel eine immer größere Rolle. Der<br />
Querschnitt der Kabel muss aber wegen der geringeren Leitfähigkeit größer<br />
dimensioniert werden. Querschnitte bis zu 500 mm² mussten somit bisher stets in<br />
Unterverteilern angeschlossen werden. Das<br />
Schwarzwälder Unternehmen FTG hat mit<br />
dem 500er-Block nun einen Kompaktverteiler<br />
entwickelt, der dieses Hindernis beseitigt. Im<br />
Gegensatz zu herkömmlichen Verteilern<br />
erlaubt dieser Block die Aufnahme von<br />
Anschlussleitern mit einem Querschnitt von<br />
bis zu 500 mm² auf der Zugangsseite. Abgangsseitig<br />
sind bis zu 2 × 300 mm² möglich. Die<br />
feste und sichere Fixierung der Zuleitung<br />
erfolgt durch zwei Schrauben. Darüber hinaus<br />
verfügt der Kompaktverteiler über einen zusätzlichen Abgang für Leiter bis zu<br />
10 mm² für Prüfzwecke. Ein weiterer Vorteil des Blocks ist der verzinnte Aluminiumkörper.<br />
Diese Bauart ermöglicht es, sowohl Kupfer- als auch Aluminiumleiter<br />
anzuschließen. Die maximale elektrische Belastung beträgt 950 A.<br />
www.ftg-germay.de<br />
Achse mit eisenlosem Motor<br />
Maßgeschneiderte Linearmotorachsen<br />
mit Direktantrieb<br />
schmale, breite, hohe und flache Achsen<br />
hohe Dynamik und Genauigkeit<br />
schnell lieferbar<br />
kompatibel mit beliebigen Servoreglern<br />
3-Achssystem mit Linearmotorachsen<br />
Vernetzte Automatisierungslösungen<br />
Am Beispiel einer Folienbeutelmaschine zeigt Baumüller wie Maschinenmodule<br />
optimal für die individuelle Anwendung automatisiert und problemlos zu<br />
kompletten Maschinen und Anlagen projektiert werden können. Die Servomotorenreihe<br />
DSH eignet sich, in Kombination mit der Baumüller Antriebselektronik<br />
für Anwendungen, die sehr hohe Präzision und optimale Regelgüte erfordern.<br />
Im Motorenportfolio werden zudem Erweiterungen hinsichtlich Leistung und<br />
Drehzahl bei den Servomotoren DS2 und in der High-Torque-Baureihe DST2<br />
vorgestellt. Der neue B Maxx 5800 kann bis zu sechs Achsen unabhängig voneinander<br />
regeln. So können z. B. Gantry-Achsen innerhalb<br />
einer Rechnereinheit geregelt werden. Ein weiteres<br />
Produkt-Highlight ist der intelligente dezentrale Servoantrieb<br />
B Maxx 2500. Im B Maxx 2500 kombiniert der<br />
Hersteller seine bewährten Umrichter der Reihe<br />
B Maxx 3300 mit den robusten Servomotoren<br />
DSD2, DSC und DSP1. So ist ein kompakter<br />
Antrieb mit integrierter Elektronik für den<br />
High-end-Bereich entstanden.<br />
www.baumueller.de<br />
SINADRIVES Deutschland<br />
Unsöldstrasse 2<br />
80538 München | Deutschland<br />
Tel: +49 (0) 89 255 575 898<br />
Fax: +49 (0) 89 255 575 899<br />
www.sinadrives.com<br />
info@sinadrives.com
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Felgen<br />
schneller<br />
prüfen<br />
Integriertes Antriebskonzept<br />
sorgt im Felgenprüfstand<br />
für Präzision<br />
Felgen aus Aluminium müssen neben optischen Ansprüchen hohen Qualitätsund<br />
Sicherheitsvorgaben genügen: Gut aussehen ist das eine. Aber auch<br />
unterschiedlichste Größen und Designs wollen hochqualitativ produziert sein.<br />
Beim Bau einer automatisierten Felgenmess- und Prüfanlage setzt der<br />
Sondermaschinenhersteller Xactools deshalb auf Automatisierungs- und<br />
Antriebstechnik von Pilz.<br />
Holger Goergen ist Business Development<br />
Manager Motion Control bei der<br />
Pilz GmbH & Co. KG in Ostfildern<br />
Insgesamt 39 Servoverstärker mit Profinet-<br />
Anbindung sind in der Felgenmess- und<br />
Prüfanlage verbaut<br />
Rund 100 Merkmale werden geprüft bzw.<br />
bearbeitet, die anspruchsvolle Anlage<br />
soll schnell, flexibel, kompakt und vor allem<br />
wirtschaftlich sein. Taktzeiten von unter<br />
einer Minute, Genauigkeiten von einigen<br />
zehntel Millimetern bis zu 30 µm sowie eine<br />
Verfügbarkeit von 24/7. So lauten die Anforderungen<br />
im Detail, die die komplexe Felgen-Prüfmaschine<br />
erfüllen muss. Denn<br />
Automobilzulieferer überlassen grundsätzlich<br />
nichts dem Zufall: Damit die am Band<br />
bereitgestellten Aluminiumfelgen ohne Ausnahme<br />
den geforderten Qualitäts-, Sicherheits-,<br />
Marken- und auch den länderspezifischen<br />
Kriterien entsprechen, hat ein<br />
weltweit tätiger Felgenproduzent beim<br />
schwäbischen Mittelständler Xactools eine<br />
solche Prüfmaschine in Auftrag gegeben.<br />
Ein umfangreiches Set unterschiedlichster<br />
Mess-, Prüf-, Beschriftungs- und Dokumentationsaufgaben<br />
soll von ihr abgearbeitet<br />
werden. Die Zielanforderung: Nur einwandfreie<br />
Produkte dürfen das Werk verlassen.<br />
Im 5-Sekunden-Takt zur<br />
nächsten Prüfung<br />
Pro Minute wird eine per Transportband zugeführte<br />
Aluminiumfelge in der rund 10 m<br />
langen und 3 m breiten „White Box“ in<br />
Startposition gebracht. Gleichzeitig spuckt<br />
das andere Ende der Anlage eine nach den<br />
Vorgaben des jeweiligen Automobilherstellers<br />
getestete und gelabelte Felge aus. Pneumatische<br />
Zentriereinheiten richten die Felge<br />
am Eingang aus, in Position gebracht wird<br />
das Werkstück von einer servomotorisch<br />
angetriebenen Spindel. Die Felgenbreite ermittelt<br />
ein Lichtgitter, das 3D-Kamerasystem<br />
überprüft, ob tatsächlich der im System<br />
angekündigte Felgentyp vorliegt. Auch<br />
die Schraubbohrungen auf Maßhaltigkeit<br />
müssen geprüft werden, dies übernimmt<br />
ein Messsystem.<br />
Ein nachfolgender Rundtisch spannt die<br />
Felge mittig auf einen Dorn: Nabenbohrung,<br />
Wandstärke, Umfang sowie Rundund<br />
Planlauf werden einer genauen Prüfung<br />
unterzogen. Die Unwucht-Messung<br />
folgt in schneller Rotation. Ob die Materialhärte<br />
den Vorgaben entspricht, wird eine<br />
Station weiter per Kugeleindruck getestet.<br />
Eine Prägestation verewigt mit rund 100 t<br />
Druck spezifische Marken- und Felgendetails<br />
im Aluminium. Nach einem weiteren<br />
Stationswechsel nimmt eine Handling-<br />
Einheit die Felge in die Zange und dreht<br />
104 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
Planungssicher,<br />
aber nicht<br />
von der Stange<br />
diese um 180°. Die von einem Roboter<br />
bewegte Graviereinheit beschriftet den<br />
Felgenrand mit spezifischen Kenndaten,<br />
schließlich prüft eine weitere Robotik-<br />
Applikation per Kamera, ob Prägung und<br />
Gravur vollständig und lesbar ausgeführt<br />
wurden. Der insgesamt<br />
9-minütige Prozess<br />
wird softwareseitig dokumentiert,<br />
Nicht-in-<br />
Ordnung-Teile (NIO-<br />
Teile) werden schließlich<br />
mit entsprechendem<br />
Mängelprotokoll<br />
ausgeschleust. Da<br />
sämtliche Stationen<br />
von allen Seiten frei<br />
zugänglich sind, überwachen<br />
berührungslose<br />
magnetische Sicherheitsschalter<br />
PSEN-Mag von Pilz mit entsprechenden<br />
Auswerteeinheiten, die sowohl der Stellungsüberwachung<br />
von trennenden<br />
Schutzeinrichtungen als auch der Positionsüberwachung<br />
dienen, an den zusammen<br />
22 Türen über die Sicherheit.<br />
Starke Performance<br />
Xactools zeichnet für die planerische Konzeption,<br />
das hard- und softwaretechnische<br />
Layout sowie die bauliche Umsetzung verantwortlich.<br />
„Wir haben die Anlage in neun<br />
Segmente gegliedert, sie umfasst die gesamte<br />
Palette der Sensorik, Steuerungs-,<br />
Handling-, Prüf- und Messtechnik mit<br />
39 motorisch angetriebenen Achsen“, erläutert<br />
Michael Wiechowski, Leiter der<br />
Elektrotechnik bei Xactools. Das schwäbische<br />
Unternehmen aus Flein hat sich auf<br />
innovative Sonderlösungen der Zuführ-,<br />
Palettier-, Mess- und Prüftechnik spezialisiert<br />
und genießt auch über die Automobilbranche<br />
hinaus einen guten Ruf.<br />
Über eine leistungsfähige Prüf- und<br />
Messtechnik hinaus trägt die Antriebstechnik<br />
maßgeblich zur Wirtschaftlichkeit des<br />
Gesamtsystems bei. Wenn konkrete Messund<br />
Bearbeitungspositionen schnell, präzise<br />
und mit höchster Wiederholgenauigkeit<br />
angefahren werden müssen, wenn<br />
Prüflinge beim Stationswechsel in kürzester<br />
Zeit „in place“ sein sollen, dann müssen<br />
hochdynamische Antriebsregler und leistungsfähige<br />
Motoren zum Einsatz kommen.<br />
Die in der Anlage verbauten 39 Servoverstärker<br />
mit Profinet-Anbindung von Pilz<br />
steuern die rotatorische als auch lineare<br />
Motorik. Waren in früheren Projekten noch<br />
Servoverstärker und Motoren unterschiedlicher<br />
Hersteller im Einsatz, hat Xactools<br />
bei der aktuellen Maschine die Vorzüge<br />
einer Komplettlösung aus einer Hand<br />
erkannt. „Tatsächlich können wir mit den<br />
Servoverstärkern PMC-Tendo DD5 und<br />
PMC-Protego im Verbund mit Servomotoren<br />
PMC-Tendo SZ gewünschte Positionen<br />
bis zu drei Mal schneller anfahren als bei<br />
früheren Lösungen. Mit dem integrierten<br />
Pilz hat uns wieder mit<br />
fachkundiger Beratung<br />
und der Auswahl geeigneter<br />
Komponenten unterstützt – von<br />
der sicheren Antriebs auslegung<br />
bis zur Inbetriebnahme.<br />
Michael Wiechowski,<br />
Leiter der Elektrotechnik, Xactools<br />
Motion-Konzept von Pilz sparen wir überdies<br />
Zeit bei der Installation und Inbetriebnahme.<br />
Dazu kommen Kosteneinsparungen<br />
bei Support und Lagerhaltung“, betont<br />
Michael Wiechowski.<br />
Gesamtpaket aus Beratung<br />
und Produkten<br />
Bei Projekten, die komplexer daherkommen,<br />
empfiehlt es sich immer, kompetente<br />
Partner frühzeitig mit einzubeziehen.<br />
Das bringt Vorteile, da aufeinander abgestimmte<br />
Prozesse und Komponenten Fehler<br />
reduzieren, Zeit sparen und die Sicherheit<br />
erhöhen.<br />
Dazu haben einige Pilz-spezifische<br />
Software- bzw. programmierspezifische<br />
Besonderheiten dazu beigetragen, dass<br />
das früher zeit- und kostenaufwändige<br />
Einrichten flexibler und schneller gestaltet<br />
werden kann: Mittels Engineering-Tool<br />
PAS-Motion des im PMC-Tendo DD5 integrierten<br />
Einheitenrechners lassen sich<br />
Eingaben zur gewünschten Positionierung<br />
direkt in SI-Einheiten (mm, m, usw.) eingeben.<br />
Ein einfaches Handling und eine<br />
verkürzte Inbetriebnahmezeit sind hier die<br />
Vorteile. Zudem ist so nahezu ausgeschlossen,<br />
dass falsche Angaben die Maschine<br />
bei der Inbetriebnahme beschädigen.<br />
„Kompetente Beratung, die leistungsfähige<br />
technische Gesamtlösung sowie der gute<br />
technische Support waren der Grund, uns<br />
erneut für Pilz zu entscheiden. Wir sparen<br />
damit Zeit und Geld, unserem Kunden<br />
stellen wir guten Gewissens eine Anlage<br />
zur Verfügung, die den gestellten Anforderungen<br />
gerecht wird“, fasst Michael<br />
Wiechowski zusammen.<br />
Fotos: Pilz GmbH & Co. KG/ Xactools GmbH<br />
www.pilz.com<br />
Die Vorzugsreihe<br />
unserer Servogetriebe.<br />
Ab sofort liefern wir Ihnen ausgewählte<br />
Übersetzungen als spezielle<br />
Vorzugsreihe, die mehr Spielräume<br />
für den effektiven Einsatz geben.<br />
Ihr Vorteil: kurzfristige Verfügbarkeit<br />
und Planungssicherheit zum kostengünstigen<br />
Preis.<br />
ZAE Servo Winkelgetriebe:<br />
■ Spielarme Ausführung<br />
■ Hohe Laufruhe<br />
■ Universelle Einbaulage<br />
■ Hohe Effizienz: η bis 96%<br />
ZAE-AntriebsSysteme GmbH & Co KG<br />
Schützenstraße 105 · 22761 Hamburg<br />
Tel. +49 (0)40 853 93 03<br />
www.zae.de
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Immer<br />
flexibel<br />
bleiben<br />
Kompakte Hohlwellenantriebe<br />
für den Einsatz<br />
im Maschinenbau<br />
Um den stetig steigenden<br />
Anforderungen an Leistung und<br />
Kompaktheit von modernen<br />
Maschinen zu begegnen,<br />
hat Harmonic Drive neue<br />
Hohlwellenantriebe entwickelt,<br />
die sich durch ihre hohe<br />
Leistungsdichte und Robustheit<br />
auszeichnen. Erfahren Sie mehr<br />
über die Vorteile.<br />
Alois Buss ist Produktmanager Servotechnik<br />
bei der Harmonic Drive AG in Limburg<br />
Geringes Gewicht, kleines Volumen sowie<br />
die Verbindung von hoher Effizienz<br />
in einem Produkt: Das waren die Anforderungen<br />
bei der Entwicklung der neuen<br />
Hohlwellenantriebe Canis Drive. Diese<br />
neue Antriebsbaureihe stellt eine Weiterentwicklung<br />
der seit vielen Jahren erfolgreich<br />
eingesetzten Antriebe der Baureihe<br />
CHA dar. Im Vergleich zur Baureihe CHA<br />
konnten jedoch wesentliche Merkmale bei<br />
gleichen Abmessungen hinzugefügt werden.<br />
Hierzu zählt die Steigerung des maximalen<br />
Drehmomentes um 30 %. Ferner<br />
wurde eine Erhöhung der Getriebelebensdauer<br />
um 40 % sowie eine Steigerung der<br />
Dauerdrehmomente erreicht. Zur Anpassung<br />
an eine konkrete Anwendung bietet<br />
die Baureihe Canis Drive dank ihres variablen<br />
Motorfeedback Interfaces zudem zahlreiche<br />
Kombinationsmöglichkeiten bei der<br />
Wahl der Motorfeedbacksysteme: Resolver,<br />
inkrementelle TTL-Encoder, Multiturn absolut<br />
Encoder mit SSI-Interface, Singleturn<br />
absolut Encoder mit EnDat 2.1/01 sowie<br />
Multiturn absolut Encoder mit EnDat 2.2/22<br />
lassen sich problemlos mit den neuen<br />
Hohlwellenantrieben Canis Drive kombinieren.<br />
Die Kombination mit den Motorfeedbacksystemen<br />
Hiperface und Hiperface<br />
DSL befindet sich ebenfalls in Vorbereitung.<br />
Beim Antriebsdesign wurde gleichermaßen<br />
Wert auf Funktionalität, Individualität<br />
und Wiedererkennung der Harmonic Drive<br />
Servoprodukte gelegt. Aufgrund der mechanischen<br />
Kompatibilität zur Vorgängervariante<br />
CHA ist der Umstieg auf die neue<br />
Baureihe wesentlich vereinfacht. Verbesserte<br />
Eigenschaften stehen somit ohne zusätzlichen<br />
Konstruktionsaufwand zur Verfügung.<br />
Zu den zentralen Kundenvorteilen<br />
zählt die Erhöhung der Maschineneffizienz<br />
und Maschinenverfügbarkeit bei gleichem<br />
Einbauraum. Des Weiteren sind die Oberflächen<br />
von Motor und Getriebe beschichtet<br />
und korrosionsgeschützt ausgeführt.<br />
Funktionsweise und<br />
Schmierstoff<br />
Das im Canis Drive verbaute Cobalt Line<br />
Getriebe besteht lediglich aus drei Komponenten:<br />
Dem zylindrischen Außenring mit<br />
Innenverzahnung (Circular Spline), einer<br />
zylindrisch verformbaren Stahlbüchse mit<br />
Außenverzahnung (Flexspline) und einer<br />
elliptischen Stahlscheibe mit zentrischer<br />
Narbe (Wave Generator). Das antreibende<br />
Bauteil ist der Wave Generator. Er verformt<br />
den Flexspline, der in den Endpunkten der<br />
großen Ellipsenachse mit dem Circular<br />
Spline verzahnt ist. Dreht sich der Wave<br />
Generator, so verlagert sich die Achse und<br />
somit der Zahneingriffsbereich. Da der<br />
Flexspline über zwei Zähne weniger als der<br />
Circular Spline verfügt, erfolgt nach einer<br />
ganzen Umdrehung des Wave Generators<br />
eine Relativbewegung zwischen Flexspline<br />
und Circular Spline um zwei Zähne. Das<br />
ermöglicht hohe Getriebeuntersetzungen<br />
von 30:1 bis zu 320:1 in nur einer Stufe, eine<br />
Positioniergenauigkeit von weniger als<br />
einer Winkelminute und eine Wiederholgenauigkeit<br />
von nur wenigen Winkelsekunden.<br />
Hinzu kommen eine absolute Spielfreiheit<br />
über die gesamte Lebensdauer und<br />
eine hohe Verdrehsteifigkeit.<br />
Eine funktionsgerechte Schmierung aller<br />
tribologischen Kontakte des Harmonic Drive<br />
106 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
ZAHNRAD | GETRIEBE | HÄRTEREI<br />
Canis Drive stellt eine Weiterentwicklung der seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzten<br />
Antriebe der Baureihe CHA dar<br />
Hochwertige Materialien,<br />
modernste Technologien<br />
und optimale Arbeitsprozesse<br />
sind die Basis unserer<br />
Arbeit. Sensibilität und<br />
Erfahrung das Geheimnis<br />
unseres Erfolgs.<br />
Getriebes garantiert die Spielfreiheit und<br />
hohe Übertragungsgenauigkeit über die<br />
gesamte Lebensdauer – und das bei jeder<br />
Einbaulage. Hinzu kommt, dass der Einsatzbereich<br />
des Servoantriebes insbesondere<br />
vom Schmierstofftemperaturbereich mitbestimmt<br />
wird. Diese Anforderungen können<br />
nur durch einen Spezialschmierstoff<br />
erfüllt werden. Im Rahmen einer stetigen<br />
Produktverbesserung und der Reaktion auf<br />
aktuelle Marktanforderungen wurde der<br />
„Canis Drive – der Maßstab für Leistungsdichte,<br />
Präzision und lange Lebensdauer“<br />
Harmonic Drive Spezialschmierstoff Flexolub-A1<br />
entwickelt, der in der Baureihe Canis<br />
Drive ebenfalls zum Einsatz kommt. Durch<br />
den Schmierstoff Flexolub A1 wurde der<br />
Anwendungsbereich mit einer unteren Einsatztemperatur<br />
von –40 °C und einer oberen<br />
Temperaturgrenze von +90 °C gegenüber<br />
den aktuellen Harmonic Drive Standardschmierstoffen<br />
wesentlich erweitert. Weitere<br />
Anwendervorteile sind die reduzierte Reibung<br />
sowie der gesteigerte Wirkungsgrad<br />
bei tiefen und mittleren Temperaturen.<br />
Darüber hinaus zeichnet sich der Spezialschmierstoff<br />
Flexolub-A1 durch seine gute<br />
Umweltverträglichkeit und seine höhere<br />
Lebensdauer aus.<br />
Komplettsystem mit Servoregler<br />
In den Antrieben der Baureihe Canis Drive<br />
kommen neu entwickelte, spielfrei vorgespannte<br />
Präzisionsabtriebslager zum Einsatz.<br />
Diese Abtriebslager sind als Flanschlager<br />
ausgeführt, sodass der Kunde den Außenring<br />
des Flanschlagers direkt an das<br />
Maschinengehäuse montieren kann. Auch<br />
die Last kann ohne Zwischenflansch an<br />
den Innenring des Präzisionslagers geschraubt<br />
werden. Dies hat den Vorteil,<br />
dass die Lagergenauigkeit nicht durch<br />
zwischengeschaltete Getriebegehäuse verfälscht<br />
wird, was wiederum eine bessere<br />
Parallelität, Rechtwinkligkeit und Koaxialität<br />
des Getriebeabtriebes zum Maschinengehäuse<br />
garantiert.<br />
Zur einfachen Integration in die Maschine<br />
können die Antriebe der Baureihe Canis<br />
Drive gemeinsam mit dem neuen Kompaktregler<br />
Yukon Drive eingesetzt werden. Dieser<br />
Regler ist optimiert für den Einsatz im unteren<br />
und mittleren Leistungsbereich und<br />
eignet sich dementsprechend gut für hochdynamische<br />
Bewegungen. Darüber hinaus<br />
lässt sich der Regler unabhängig vom Steuerungskonzept<br />
optimal in das System des<br />
Kunden einbinden und bietet umfassende<br />
Lösungsmöglichkeiten für die jeweilige<br />
Bewegungsanforderung. Die Generierung<br />
der Bewegungsprofile kann in einer übergeordneten<br />
Steuerung oder direkt im Antriebsregler<br />
erfolgen, wobei alle marktüblichen<br />
Feldbusschnittstellen und Motorfeedbacksysteme<br />
unterstützt werden.<br />
www.harmonicdrive.de<br />
Video<br />
Wir sind TANDLER<br />
TANDLER Zahnrad- und<br />
Getriebefabrik GmbH & Co. KG<br />
Kornstraße 297- 301<br />
D-28201 Bremen<br />
Fon: + 49 421 53 63 -6<br />
Fax: + 49 421 53 63 -801<br />
www.tandler.de
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
Die richtigen Angaben entscheiden<br />
Ein Leitfaden zur optimalen Werkstoffauswahl bei Elastomerdichtungen<br />
An die Antriebstechnik werden hohe<br />
Ansprüche gestellt hinsichtlich Effizienz,<br />
Dichtheit und Zuverlässigkeit. Das betrifft<br />
auch die Dichtungen. Anwender stehen<br />
allerdings bei der Auswahl von geeigneten<br />
Elastomer-Dichtungswerkstoffen häufig<br />
vor dem Problem aus einem teilweise sehr<br />
umfangreichen Produktportfolio bei einer<br />
Vielzahl von Lieferanten den für die<br />
jeweilige Anwendung geeigneten<br />
Dichtungswerkstoff herauszufinden.<br />
Neben verschiedenen Elastomertypen wie z. B. NBR, EPDM oder<br />
FKM, gibt es unterschiedliche Härten (wie z. B. 70 Shore A oder<br />
90 Shore A), unterschiedliche Farben oder Merkmale wie z. B. Eignung<br />
für Lebensmittelkontakt oder Medienbeständigkeiten. Nicht<br />
immer ist sofort ersichtlich, dass der eingesetzte Dichtungswerkstoff<br />
für die Anwendung nicht geeignet ist, denn nicht selten tritt die Undichtigkeit<br />
schleichend auf. Ein nicht zu unterschätzendes Problem.<br />
Im Folgenden erhalten Anwender einen systematischen Leitfaden,<br />
der ihnen ermöglichen soll, einen möglichst optimalen Werkstoff für<br />
ihre speziellen Anwendungen zu finden. Folgende Parameter sind<br />
hierbei von Bedeutung:<br />
n Dichtungswerkstoff bzw. Elastomertyp,<br />
n Einsatztemperatur,<br />
n Medienkontakt,<br />
n mechanische Eigenschaften,<br />
n Freigaben/Zulassungen<br />
n und Einbauräume.<br />
Die Dichtungswerkstoffe<br />
Die Tabelle 1 zeigt typische Elastomerwerkstoffe, die für Dichtungsaufgaben<br />
Verwendung finden. Aufgeführt ist neben der Kurzbezeichnung<br />
nach DIN ISO 1629 auch die chemische Bezeichnung<br />
dieses Werkstoffs und einige typische Handelsbezeichnungen. Anzumerken<br />
ist, dass ein Dichtungswerkstoff nicht nur aus dem sogenannten<br />
Basis-Elastomer oder genauer gesagt Kautschuk besteht.<br />
Darüber hinaus besteht ein Werkstoff auch noch aus diversen zusätzlichen<br />
Mischungsbestandteilen, wie z. B. Füllstoffe, Verarbeitungshilfsstoffe,<br />
Weichmacher sowie Vernetzer, um nur einige zu<br />
Dipl.-Ing. (FH) Michael Krüger ist Leiter Anwendungstechnik<br />
bei der C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG in Pinneberg<br />
nennen (Tabelle 2). Der Kautschuk ist der bestimmende Parameter,<br />
wenn es um die Anwendung als Dichtungswerkstoff geht, aber auch<br />
die übrigen Mischungsbestandteile können einen nicht zu unterschätzenden<br />
Einfluss in der Anwendung haben.<br />
Die Einsatztemperaturen<br />
Um einen geeigneten Elastomerdichtungswerkstoff auswählen zu<br />
können, ist es notwendig, den Einsatztemperaturbereich festzulegen,<br />
in dem die Dichtung verwendet werden soll. Tabelle 3 gibt einen<br />
Überblick über die minimalen und maximalen Einsatztemperaturen<br />
von einigen Elastomerwerkstoffen, wobei sich die dort genannten<br />
Temperaturen stets auf das Medium Luft beziehen. Bei Kontakt mit<br />
einem anderen Medium – unabhängig, ob flüssig oder gasförmig –<br />
können sich die zulässigen Einsatztemperaturen teilweise deutlich<br />
ändern. Dies gilt es bei der Auswahl nach einem geeigneten Dichtungswerkstoff<br />
unbedingt zu berücksichtigen. Ein Beispiel: Obwohl<br />
ein Standard-FKM-Werkstoff eine maximale Einsatztemperatur von<br />
200 °C aufweist, ist dieser Werkstoff bei Abdichtung gegenüber Wasserdampf<br />
nur bis zu ca. 120 °C einsetzbar. Oberhalb dieser Temperatur<br />
würde dieser Werkstoff über die Dauer chemisch angegriffen<br />
und würde seine Dichtfunktion durch Verhärtung verlieren.<br />
Der Medienkontakt<br />
Der nächste wichtige Parameter zur Werkstoffauswahl ist die Klärung<br />
über das abzudichtende Medium bzw. die Medien, wobei<br />
diese flüssig als auch gasförmig sein können. In erster Linie muss<br />
die Frage beantwortet werden, gegenüber welchem Medium abgedichtet<br />
werden soll. Zusätzlich muss auch geklärt werden, ob noch<br />
zusätzliche Medien mit dem Dichtungswerkstoff in Berührung<br />
kommen können, wie z. B. Reinigungsmittel in Produktionsanlagen<br />
der Lebensmittelindustrie oder Medien, mit denen der Dichtungswerkstoff<br />
vor der Montage gereinigt oder gefettet wird. In vielen<br />
108 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
Fällen ist auch noch eine Angabe über die Medienkonzentration<br />
notwendig (z. B. bei Säuren oder Basen) sowie eine Angabe über die<br />
Zusammensetzung des Mediums (z. B. bei Hydraulikfluiden). Darüber<br />
hinaus ist neben der Angabe des Mediums auch die dazugehörige<br />
auftretende Temperatur von großer Bedeutung, da mit zunehmender<br />
Temperatur meist auch die Aggressivität des Mediums<br />
ansteigt. Ein Beispiel hierfür ist Wasser, welches bei Raumtemperatur<br />
(20 °C) keine größeren Beständigkeitsprobleme mit den üblichen<br />
Dichtungswerkstoffen aufweist, aber mit ansteigender Temperatur<br />
bei einigen Compounds zu starken Wechselwirkungen<br />
führt. So ist z. B. ein Standard-NBR-Dichtungswerkstoff gegenüber<br />
Wasser bei 80 °C nicht mehr beständig bzw. ausreichend resistent.<br />
Wenn alle Medien bekannt sind, mit denen die Dichtung vorhersehbar<br />
in Kontakt kommen kann, erfolgt die Auswahl eines geeigneten<br />
Werkstoffs. Zur ersten groben Abschätzung bieten sich hierfür<br />
sogenannte Beständigkeitstabellen an, die in der Regel bei jedem<br />
Lieferanten frei erhältlich sind. Diese sind allerdings meist nur sehr<br />
allgemein gehalten und beziehen sich überwiegend auf den verwendeten<br />
Basis-Elastomer (Kautschuk). Die übrigen Mischungsbestandteile<br />
bleiben dabei unberücksichtigt, obwohl auch sie einen<br />
nicht zu unterschätzenden Einfluss haben können. So sind einige<br />
Medien in der Lage, einen Weichmacher aus dem Dichtungswerkstoff<br />
herauszulösen, wodurch es zu einer Versprödung und damit<br />
verbunden Undichtigkeit der Dichtung kommen kann, obwohl gemäß<br />
Beständigkeitstabelle der Kautschuk als beständig eingestuft<br />
wurde. Darüber hinaus liegt die Temperatur des abzudichtenden<br />
Mediums – wenn nichts anderes vermerkt ist – bei Raumtemperatur,<br />
was in einer Anwendung eher die Ausnahme darstellt (Tabelle 4).<br />
Darüber hinaus gibt es genormte anwendungsspezifische Beständigkeitslisten,<br />
wo neben den Basis-Elastomeren und den Medien<br />
auch die dazugehörige maximale Einsatztemperatur aufgeführt ist.<br />
Beispiele hierfür sind die DIN 11483-2 für Lebensmittelanwendungen<br />
und die ISO 6072 für Hydraulikanwendungen.<br />
Eine weitere Möglichkeit, einen geeigneten Werkstoff bezüglich<br />
Medium und Temperatur auszuwählen, sind erweiterte oder spezielle<br />
Beständigkeitslisten oder firmeninterne Datenbanken, die<br />
neben den allgemein zugänglichen Beständigkeitstabellen bei einigen<br />
Herstellern verfügbar sind. Gute Ergebnisse für den Anwender<br />
liefern Einlagerungs- oder besser noch Praxisversuche, die aber in<br />
der Regel sehr zeit- und kostenaufwendig sind.<br />
Die mechanischen Eigenschaften<br />
Kurzzeichen<br />
NBR<br />
HNBR<br />
EPDM<br />
Chemische<br />
Bezeichnung<br />
Acrylnitril-Butadien-<br />
Kautschuk<br />
Hydrierter Acrylnitril-<br />
Butadien-Kautschuk<br />
Ethylen-Propylen-<br />
Dien-Kautschuk<br />
Typische<br />
Handelsbezeichnung<br />
Perbunan®<br />
Therban®<br />
Keltan®<br />
Sobald unter Beachtung der Medien und der Einsatztemperaturen<br />
die Auswahl eines geeigneten Elastomerwerkstoffs getroffen worden<br />
ist, muss auch eine eventuelle mechanische Beeinflussung des<br />
Werkstoffs geklärt werden, die z. B. aufgrund der Einbausituation<br />
bzw. der Anwendung auftreten kann.<br />
Ein Beispiel hierfür ist die Hochdruckanwendung. Hier spielt<br />
nicht nur die Beständigkeit gegen das Medium und die Einsatztemperatur<br />
eine Rolle, sondern auch der Widerstand gegen den auftretenden<br />
hohen Druck. Je höher dieser Druck ist (z. B. 350 bar), desto<br />
höher muss auch die Härte des Elastomerwerkstoffs sein (z. B.<br />
90 Shore A), um einen vorzeitigen Dichtungsausfall durch Spaltextrusion<br />
vorzubeugen.<br />
Weitere mechanische Beeinflussungen, auf die der Elastomerwerkstoff<br />
richtig ausgelegt werden muss, sind Abriebfestigkeit bei<br />
dynamischen Anwendungen oder hohe innere Festigkeiten bei<br />
Anwendungen, mit plötzlich starkem Druckabfall. Auch gute Deh-<br />
FKM Fluor-Kautschuk Viton®<br />
FFKM Perfluor-Kautschuk Kalrez®, Perlast®<br />
TFE/P (FEPM) Tetrafluor-Kautschuk Aflas®<br />
ETP (FEPM) Ethylen-Tetrafluorethylen- Viton® Extreme TM<br />
PMVE-Kautschuk<br />
CR Chloropren-Kautschuk Neoprene®<br />
AU/EU Polyurethan-Kautschuk<br />
ACM<br />
Acrylat-Kautschuk<br />
AEM Ethylen-Acrylat-Kautschuk Vamac®<br />
VMQ<br />
FVMQ<br />
Vinyl-Methyl-Polysiloxan-<br />
Kautschak<br />
Fluor-Vinyl-Methyl-<br />
Polysiloxan-Kautschak<br />
Tabelle 1: Auswahl typischer Dichtungswerkstoffe<br />
Elastosil®<br />
Inhaltsstoff Anteil in %<br />
Kautschuk (Polymer, z. B. NBR) 55–65<br />
Füllstoff (Carbon Black, Kieselsäure) 35–45<br />
Weichmacher (mineralisch oder synthetisch) 0–20<br />
Vernetzungsmittel (z. B. Peroxid, Schwefel) 1–5<br />
Verarbeitungshilfsstoffe (z. B. Stearinsäure) 1–5<br />
sonstige (z. B. Metalloxide, Farbpigmente) 0–8<br />
Tabelle 2: Mischungsbestandteile<br />
nungseigenschaften, wenn die Dichtung bei der Montage konstruktionsbedingt<br />
stark gedehnt werden muss, können eine signifikante<br />
Rolle bei der Werkstoffauswahl bedeuten.<br />
Die Freigaben und Zulassungen<br />
In einigen Branchen ist es erforderlich, die Eignung des Elastomerwerkstoffs<br />
zusätzlich noch mit einer Freigabe bzw. Zulassung zu<br />
belegen. Hiervon sind beispielsweise Anwendungen im Bereich<br />
Trinkwasser, Lebensmittel, Pharmazie oder Gasversorgung betroffen.<br />
Anwenderseitig zu klären ist hier, welche Kriterien der Dichtungswerkstoff<br />
erfüllen muss, z. B. FDA-konform gemäß der<br />
US-Bundesverordnung 21 CFR 177.2600, wenn eine Verwendung<br />
in der Lebensmittelindustrie vorgesehen ist. Werkstoffe, die einer<br />
Freigabeprozedur unterliegen, weisen z. B. Beschränkungen bei<br />
der Verwendung von Mischungsbestandteilen auf (Lebensmittel,<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 109
HANNOVER MESSE <strong>2017</strong> I SPECIAL<br />
01 Verhalten eines O-Rings im<br />
Einbauraum unter Druck<br />
01 02<br />
02 Darstellung eines hygienegerechten<br />
Einbauraumes<br />
(DIN 11862, DIN 11853)<br />
Leitfaden in Kürze:<br />
n Festlegung des Einsatztemperaturbereichs – sowohl untere<br />
als auch obere Einsatztemperatur<br />
n Benennung der Medien, mit denen der Dichtungswerkstoff<br />
in Berührung kommen kann<br />
n Festlegung, ob und welche mechanischen Eigenschaften<br />
notwendig sind<br />
n Klärung, ob und welche Freigaben bzw. Zulassungen<br />
gefordert werden<br />
n Festlegung der richtigen Einbaugeometrie<br />
Pharma), müssen über bestimmte physikalische Eigenschaften<br />
verfügen (Gasversorgung) oder spezielle Prüfkriterien erfüllen<br />
(Sauerstoffanwendung). Die Eignung dieser Dichtungswerkstoffe<br />
ist mit einem entsprechenden Zeugnis zu belegen.<br />
Die Einbauräume<br />
Der notwendige Einbauraum stellt eine nicht zu unterschätzende<br />
Rolle bei der Auswahl von Elastomerwerkstoffen, auch bezogen auf<br />
O-Ringe, dar. Als Standard-Einbauraum ist hier die Rechtecknut<br />
nach DIN ISO 3601-2 anzusehen, die dem Anwender bezogen auf<br />
die Schnurstärke die Werte für Breite und Tiefe des Einbauraums<br />
nennt. Daraus ergeben sich die Werte für die notwendige Verpressung<br />
des O-Rings sowie der entsprechende Füllgrad der Nut. Bei<br />
Anwendung dieser Norm ist eine konstruktiv sichere Abdichtung<br />
mit O-Ringen in Standard-Anwendungen gewährleistet. Abweichungen<br />
von diesen rechteckigen Einbauräumen sind möglich und<br />
teilweise auch notwendig. So werden z. B. in der Lebensmittel- und<br />
Pharmaindustrie spezielle, sogenannte hygienegerechte Einbauräume<br />
verlangt, die nur eine sehr geringe Ausdehnung des Dichtungswerkstoffs<br />
zulassen. Solche Einbauräume sind u. a. in der DIN<br />
11864 oder der DIN 11853 genormt.<br />
Den geeigneten Werkstoff finden<br />
Anhand von zwei unterschiedlichen Branchen soll kurz erläutert<br />
werden, wie bei der Auswahl eines optimalen Dichtungswerkstoffs<br />
vorgegangen werden sollte:<br />
Branche: Lebensmittelindustrie<br />
Es soll ein Dichtungswerkstoff für eine Armatur gefunden werden,<br />
die in einer Molkerei verwendet werden soll, in der Milch bei 20 °C<br />
abgefüllt wird. Die Anlage soll täglich mit 4%-iger Natronlauge über<br />
20 min bei 80 °C gereinigt und über 30 min mit Dampf bei 121 °C<br />
Werkstoff<br />
minimale<br />
Temperatur<br />
maximale<br />
Temperatur<br />
Standard-NBR -25 °C 120 °C<br />
kälteflexibler NBR -40 °C 120 °C<br />
Standard-HNBR -20 °C 150 °C<br />
EPDM -40 °C 150 °C<br />
Standard-FKM -15 °C 200 °C<br />
kälteflexibler FKM -40 °C 200 °C<br />
ETP (FEPM) -10 °C 200 °C<br />
TFE/P (FEPM) 0 °C 230 °C<br />
Standard-FFKM -15 °C 260 °C<br />
kälteflexibler FFKM -46 °C 260 °C<br />
Hochtemperatur-FFKM -15 °C 325 °C<br />
AU/EU -30 °C 120 °C<br />
CR -40 °C 100 °C<br />
ACM -20 °C 150 °C<br />
Hochtemperatur-ACM -20 °C 175 °C<br />
VMQ -60 °C 180 °C<br />
FVMQ -55 °C 180 °C<br />
Tabelle 3: Übersicht der Einsatztemperaturen einiger Werkstoffe<br />
bezogen auf Luft<br />
sterilisiert werden. Eine FDA-Konformität des Dichtungswerkstoffes<br />
wird gefordert.<br />
Unter den genannten Voraussetzungen wären verschiedene Elastomerwerkstoffe<br />
verwendbar. Aufgrund von Erfahrungswerten<br />
würde für diese Anwendung ein spezieller Peroxid-vernetzter EP-<br />
DM-Werkstoff mit einer Nennhärte von 70–75 Shore A zum Einsatz<br />
kommen. Dieser muss der FDA-Verordnung 21 CFR 177.2600 entsprechen,<br />
was bedeutet, dass nur zugelassene Mischungsbestandteile<br />
verwendet werden dürfen und mit dem Werkstoff zusätzlich<br />
noch Extraktionsversuche in Wasser und n-Hexan als Lebensmittelsimulanzien<br />
durchgeführt und bestanden wurden.<br />
Branche: Gasversorgung<br />
Es soll ein Dichtungswerkstoff gefunden werden, der in einem Ventil<br />
eingesetzt wird, welches sich als Auf-/Zu-Stellorgan in der Erdgasleitung<br />
befindet. Bei dem Medium handelt es sich um Erdgas mit Anteilen<br />
von Schwefelwasserstoff von bis zu 5 % bei einer Temperatur von<br />
max. 60 °C. Der in der Erdgasleitung auftretende maximale Druck beträgt<br />
300 bar, der beim Schließen des Ventils innerhalb von wenigen<br />
110 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE <strong>2017</strong><br />
A<br />
Medium NR/BR IIR EPDM NBR HNBR CR CSM AU ACM VMQ FVMQ TFE/P FKM<br />
Abwasser B B B A A B A D D B A E A<br />
Acetamid D A A A A B B D D B A A B<br />
Aceton C A A D D C B D D C D D D<br />
Tabelle 4: Auszug aus einer<br />
Beständigkeitstabelle<br />
Nomenklaturen<br />
A 0–15 % Volumenquellung, Elastomer zeigt keine bis geringe Quellung<br />
B 5–10 % Volumenquellung, Elastomer zeigt geringe bis mäßige Quellung<br />
C 10–20 % Volumenquellung, Elastomer zeigt mäßige bis starke Quellung<br />
D nicht zu empfehlen<br />
Sekunden auf Umgebungsdruck abfallen kann. Eine Werkstofffreigabe<br />
nach DIN EN 682 wird aufgrund des Einsatzes in einer Erdgasleitung<br />
gefordert.<br />
Aufgrund des Anteils von Schwefelwasserstoff reduziert sich die<br />
Werkstoffauswahl bereits erheblich. Da beim Schließen des Ventils<br />
mit einem starken Druckabfall von 300 bar auf ca. 1 bar gerechnet<br />
werden muss, muss der Dichtungswerkstoff eine sehr hohe mechanische<br />
Festigkeit aufweisen, um der plötzlichen Gasentspannung<br />
im Werkstoff standzuhalten. Im Fachjargon spricht man hier von<br />
einer Beständigkeit gegen „Explosive Dekompression“.<br />
Aufgrund von Erfahrungen würde für diese Anwendung ein speziell<br />
formulierter, Peroxid-vernetzter FKM-Werkstoff mit einer Nennhärte<br />
von 90 Shore A und einer Beständigkeit gegen „Explosive Dekompression“<br />
in Frage kommen. Dieser müsste zusätzlich noch nach der<br />
Erdgas-Norm DIN EN 682 geprüft und zugelassen sein. Beim Einbauraum<br />
würde man sich an die Norm ISO 3601-2 für axiale Einbauräume<br />
anlehnen, wobei die Werte für die Verpressung des O-Rings und der<br />
Füllgrad des Einbauraumes zu optimieren sind, da es sich hierbei um<br />
keine Standard-, sondern um eine sehr spezielle Anwendung handelt.<br />
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Unsere langjährige Erfahrung als Dichtungshersteller bei C. Otto<br />
Gehrckens GmbH & Co. KG zeigt, dass es sich bei der Auswahl<br />
eines geeigneten Dichtungswerkstoffes um eine sehr komplexe Aufgabe<br />
handelt. Da sich viele Fragen, die zur optimalen Werkstoffauswahl<br />
von Elastomer-Dichtungswerkstoffen notwendig sind, nicht<br />
ohne Weiteres alleine beantworten lassen und weil die Formulierungen,<br />
aus denen diese Werkstoffe bestehen, individuell zusammengesetzt<br />
sind und keiner Norm unterliegen, sollte der Anwender stets<br />
eine enge Zusammenarbeit mit dem Lieferanten bzw. Hersteller<br />
der Elastomer-Dichtungswerkstoffe anstreben. Neben der Werkstoffexpertise<br />
kann der Anwender auch von unseren bei anderen Anwendungsprojekten<br />
gemachten Erfahrungen profitieren. Erst bei Berücksichtigung<br />
bzw. vorliegen aller notwendigen Anwendungsparameter,<br />
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Geschwindigkeit von 230 mm/s) sind die Messungen abgeschlossen und der Zylinderantrieb arbeitet robust.<br />
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berührungslos und kann bei einer Messbandbreite von 10 MHz<br />
Objekte in bis zu drei Achsen mit 2 m/s simultan verfolgen. Dabei<br />
erreicht er bei Arbeitsabständen von bis zu 5 m eine Positionsauflösung<br />
von 10 bis 12 m. Die Messabweichung beträgt 0,0 ppm bis<br />
3 m. Eingesetzt werden kann er u. a. zur Kalibrierung von Werkzeugund<br />
Koordinatenmessmaschinen sowie zur Vibrationsmessung von<br />
Fertigungsanlagen. Da die Messköpfe nicht invasiv sind, kann er<br />
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gibt es nun auch die QW-Baureihe, die auf den belastbaren vierreihigen<br />
Profilschienenführungen der WE-Serie basiert. Mit einem<br />
niedrigen Profil eignet sie sich für begrenzte Einbauräume und<br />
Anwendungen, in denen hohe Momente erforderlich sind. Sie ist<br />
besonders breit ausgeführt und kann daher sehr hohe Momentenbelastungen<br />
in Richtung zur Profilschienenachse aufnehmen.<br />
Dadurch lässt sich ein Schienenpaar oft durch eine breite Einzelschiene<br />
ersetzen. Die Profilschienenführungen sind mit hohen<br />
Laufwagen oder Flanschlaufwagen erhältlich. Die Synchmotion-<br />
Führung reduziert Berührungen der Wälzkörper untereinander<br />
und mit dem Laufwagen. Selbst bei hohen Geschwindigkeiten<br />
treten keine unkontrollierten Kugelbewegungen auf.<br />
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für alle Anwendungen geeignet, bei denen der Gabelkopf neben<br />
seiner Funktion als Kraftübertragungselement zusätzlich gegen<br />
ein Verdrehen gesichert werden soll. Mithilfe eines Gewindestiftes<br />
nach DIN 913/DIN EN ISO 4026 wird diese Gabelkopf-Variante<br />
zusätzlich fixiert und ist somit verdrehsicher eingebaut. Hierfür<br />
hat Mbo Oßwald seine Standardproduktpalette um eine weitere<br />
Produktreihe erweitert. Ab sofort sind ausgewählte Gabelköpfe<br />
mit Anschlussgewinde M12 bis M36 erhältlich. Sie können als<br />
Einzelteil oder als komplettes Gabelgelenk bezogen<br />
werden. Zudem ist es auch möglich, weitere Baugrößen<br />
nach DIN 71752/DIN ISO 8140 mit<br />
Zusatzgewinde zu fertigen oder eine<br />
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JVL Industri Elektronik präsentiert eine Closed-Loop-Schrittmotorentechnologie<br />
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bieten ein höheres Drehmoment, eine schnellere Beschleunigung, einen<br />
Drehmomentregelungsmodus sowie einen stahlfreien und leiseren Betrieb als<br />
herkömmliche Schrittmotorsysteme. Dies erfolgt mit mehr Effizienz und geringerer<br />
Erwärmung des Motors, da der Motorphasenstrom nach dem aktuellen Bedarf<br />
geregelt wird. JVL Closed-Loop-Stepper verhalten sich wie die integrierten<br />
Servomotoren des Unternehmens. Dabei haben sie ein höheres Drehmoment<br />
auch ohne Getriebe. Dabei handelt sich um ein Closed-Loop-Regelsystem, das<br />
Schrittwinkelfehler während der Bewegung und innerhalb<br />
eines Schrittes kompensiert. Wird die Last zu hoch,<br />
reduziert sich die Geschwindigkeit, sodass der Positionsfehler<br />
immer innerhalb von zwei Schritten bleibt. Wegen<br />
seiner digitalen Abarbeitung mit einer Aktualisierungsrate<br />
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entwickelten Strichcode und die Integration<br />
eines optoelektronischen Sensors in den Zylinderkopf<br />
ist ein permanentes Feedback hinsichtlich<br />
der Zylinderstellung möglich – die Installation<br />
erfolgt via Plug & Play. Mit Intellinder ausgerüstete<br />
Zylinder sind eine robuste und zuverlässige<br />
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Anwendungen mit Funktionen wie elektronischer<br />
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Konzeption als statisch geschlossene Haltebremsen eignen sich die Modelle auch<br />
als Notstopp-Lösung. Die Bremse wurde speziell für Stellantriebe entwickelt, die<br />
den größten Teil der Zeit in ihrer Position verharren. Typische Anwendungen sind<br />
Verstellmechanismen von Flugzeug- oder Fahrzeugsitzen und medizintechnische<br />
Einrichtungen. Der Stellantrieb muss in der Lage sein, die Position auch dann zu<br />
halten, wenn sich die Last ändert oder die Spannungsversorgung ausfällt. Die<br />
Bremsen sind in sechs Baugrößen mit einem Durchmesser von 22, 29<br />
oder 33 mm erhältlich. Für jeden Durchmesser gibt es eine im<br />
Hinblick auf Gesamtlänge und Gewicht optimierte Variante<br />
sowie eine längere Version mit höherem Bremsmoment.<br />
Die Bremsen sind für die Aufnahme von Wellen mit<br />
einem Maximaldurchmesser von 3,5, 4,5 bzw. 6 mm<br />
ausgelegt. Die Bremsspule wird serienmäßig mit 24 V<br />
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Vorschubbewegungen in Werkzeugmaschinen eingesetzt. Dabei<br />
wird die rotatorische Bewegung des elektrischen Antriebsmotors<br />
über ein Getriebe und eine Ritzel-Zahnstange-Kombination in<br />
eine lineare Vorschubbewegung umgesetzt. Dieser Mechanismus<br />
weist, vor allem wenn es sich um Werkzeugmaschinen mit<br />
großen Abmessungen handelt, grundlegende Vorteile auf.<br />
Im Gegensatz zu Kugelgewindetrieben (KGT), bei denen die resultierende<br />
Steifigkeit von dem der aktuellen Position des Tischs sowie<br />
vom Verhältnis der Verfahrlänge zum Spindeldurchmesser bestimmt<br />
wird, ist die Vorschubsteifigkeit des Zahnstange-Ritzel-Antriebs (ZRA)<br />
weitgehend konstant [1]. Ein weiterer Vorteil liegt in der möglichen<br />
Kosteneinsparung bei langen Verfahrwegen hinsichtlich der notwendigen<br />
Sensorik zur Bestimmung der Tischposition. Diese wird indirekt<br />
über den Drehwinkel des Antriebsmotors bestimmt, was teure<br />
und lange Messsysteme zur direkten Bestimmung der Tischposition<br />
überflüssig machen. Aber gerade der mechanische Aufbau von Ritzel<br />
und Zahnstange im Verbund mit einer indirekten Positionsermittlung<br />
führen zu Umkehrspiel und somit zu einer geringeren Positioniergenauigkeit<br />
sowie geringer Systemstabilität [2].<br />
Um den negativen Einfluss des Umkehrspiels zu minimieren, gibt<br />
es die Möglichkeit zwei Ritzel auf einer Achse zu verwenden, wodurch<br />
das System mechanisch verspannt werden kann. Diese Maßnahme<br />
kann das Umkehrspiel zwischen Ritzel und Zahnstange eliminieren.<br />
Das Umkehrspiel im eingesetzten Getriebe liegt jedoch<br />
weiterhin vor. [3] Der Einsatz eines zweiten Motors erlaubt es, auch<br />
das Umkehrspiel aus den Getrieben zu kompensieren. Hierbei wird<br />
ein entsprechendes Gegenmoment von einem weiteren Motor, welcher<br />
auf dieselbe Zahnstange wirkt, aufgebracht. Hierbei spricht man<br />
von einer elektrischen Verspannung des Systems. Die genannten<br />
Verfahren erhöhen jedoch auch die Reibung und somit den Energieverbrauch<br />
des Systems, was aufgrund des erhöhten Verschleiß zu<br />
einer geringeren Lebensdauer führt. In beiden Fällen steigen die<br />
Kosten. Für das erste Verfahren ist eine breitere Zahnstange notwendig<br />
– für das zweite Verfahren ein zweiter Motor. Dies ist als kritisch<br />
zu betrachten, da der Kostenvorteil von ZRA ihren Einsatz rechtfertigt.<br />
Eine andere Möglichkeit den Einfluss des Umkehrspiels zu kom-<br />
pensieren sind regelungstechnische Verfahren. Die verwendeten<br />
Regelungskonzepte basieren dabei auf Zustandsreglern, variablen<br />
Lagereglern, Fuzzy-Logik-Reglern oder linear-quadratischen Reglern.<br />
Diese sind jedoch meist sehr komplex und weisen geringe Robustheit<br />
gegenüber Parameterschwankungen auf. Aufgrund dessen<br />
sind in Produktionsmaschinen typischerweise zwei Varianten von<br />
ZRA anzutreffen – die mechanisch vorgespannten Systeme mit direkter<br />
Erfassung der Tischposition und kostengünstige nicht vorgespannte<br />
ZRA mit indirekter Positionserfassung am Antriebsmotor.<br />
Beschreibung des Versuchsstands<br />
Das ISW verfügt über einen Versuchsstand wie er in Bild 01 dargestellt<br />
ist. Der 420 kg schwere Maschinentisch (2) ist dabei auf einer<br />
3 m langen Linearführung montiert. Das Maschinenbett mit einer<br />
Masse von 8 t kann auftretende Kräfte aufnehmen und sicher ableiten.<br />
Für die Untersuchungen werden zwei Servomotoren der Firma<br />
Siemens und Getriebeeinheiten der Firma Wittenstein (1) verwendet,<br />
welche über jeweils ein Ritzel mit der Zahnstange (3) verbunden<br />
sind. Zusätzlich zu den beiden Servomotoren ist ein Lineardirektantrieb<br />
(4) integriert, um beispielsweise Störkräfte zu simulieren<br />
und somit die Robustheit der implementierten Kompensationsverfahren<br />
zu untersuchen. Ein lineares Wegmesssystem der Firma<br />
Renishaw (6) mit einer Maßbandteilung von 20 µm komplettiert<br />
das System und ermöglicht es, die Verfahren anhand einer direkten<br />
Positionsmessung zu validieren. Die Ansteuerung des Versuchsstands<br />
sowie die Umsetzung der Kompensationsverfahren erfolgt<br />
dabei wahlweise über TwinCAT 3, einer PC-basierten Steuerung,<br />
der Firma Beckhoff Automation oder unter Verwendung von Rapid<br />
Prototyping Plattformen, wie die der Firma dSPACE. [4]<br />
Forschungsschwerpunkte am ISW<br />
M. Sc. Ali Karim ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Steuerungstechnik<br />
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der<br />
Universität Stuttgart; Dr.-Ing. Armin Lechler ist geschäftsführender<br />
Oberingenieur sowie stellvertretender Institutsleiter am Institut für Steuerungstechnik<br />
der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der<br />
Universität Stuttgart; Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. mult. Alexander Verl ist<br />
Institutsleiter am Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und<br />
Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart<br />
Am ISW werden Untersuchungen durchgeführt, um die Effizienz von<br />
elektrisch verspannten Systemen mit zwei Antriebsmotoren zu steigern.<br />
Hierfür werden Verfahren entwickelt, die eine bedarfsgerechte<br />
und variable Gestaltung des Gegenmoments des zweiten Motors<br />
ermöglichen und somit den Verspannungsbeitrag während des<br />
Betriebs anpassen. [4] Die Vorteile, die sich daraus ergeben, sind ein<br />
geringerer Energiebedarf und verminderter Verschleiß. Weiterhin<br />
116 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
02 Grundidee der Umkehrspiel-Kompensation durch Erfassung<br />
der Beschleunigung am Maschinentisch<br />
01 Komponenten und mechanischer Aufbau des Versuchsstands<br />
03 Aufbau des Zahnstange-Ritzel-Antriebs<br />
untersucht das ISW die Möglichkeit die negativen Einflüsse aufgrund<br />
des Umkehrspiels und der im ZRA-System vorliegenden nichtlinearen<br />
Reibungseffekte durch Verwendung eines zusätzlichen Beschleunigungssensors<br />
am Maschinentisch zu beseitigen. In diesem<br />
Kontext soll das Beschleunigungssignal auf Basis von kostengünstigen<br />
und einfach integrierbaren Sensoren erfasst und zur Kompensation<br />
ausgenutzt werden. Bild 02 zeigt schematisch das Konzept, das<br />
dafür eingesetzt wird: Die gängige Kaskaden-Reglerstruktur wird um<br />
einen Kompensationsterm erweitert, wodurch die Einfachheit des<br />
Regelungssystems beibehalten wird. Der Kompensationsregler erhält<br />
neben der Information über die aktuelle Winkelstellung vom<br />
Drehgeber des Antriebsmotors zusätzlich das Signal des Beschleunigungssensors.<br />
Dadurch ist es möglich die tatsächliche Vorschubbewegung<br />
zu identifizieren. Durch den Vergleich von Tisch- und Motorbeschleunigung<br />
lässt sich das Umkehrspiel in den mechanischen<br />
Übertragungselementen detektieren und ein entsprechendes Kompensationssignal<br />
generieren, welches letztlich vom Antrieb umgesetzt<br />
wird. Die Ergebnisse lassen sich durch Vergleiche mit dem vorhandenen<br />
direkt messenden Linearmesssystem evaluieren.<br />
MEMS-Beschleunigungssensor<br />
Zur Erfassung der Tischbeschleunigung kommen kostengünstige Sensoren<br />
zum Einsatz, um den Kostenvorteil gegenüber KGTs und Lineardirektantrieben<br />
(LDA) nicht negativ zu beeinflussen. Aufgrund des<br />
mechanischen Aufbaus von ZRA ist der Antrieb auf dem Maschinentisch<br />
angebracht und bewegt sich mit diesem relativ zur feststehenden<br />
Zahnstange wie in Bild 03 gezeigt. Dies ermöglicht es, den Sensor einfach<br />
am Maschinentisch oder auch am Antriebsmotor zu applizieren.<br />
Als kostengünstige Sensoren kommen bei den Untersuchungen<br />
sogenannte Mikro-Elektro-Mechanische Systeme (MEMS) zum Einsatz.<br />
Dies ist ein Überbegriff für Baugruppen, deren Komponenten<br />
im Mikrometerbereich liegen und als System zusammenwirken. Dadurch<br />
weisen sie eine hohe Integrationsdichte und somit sehr kleine<br />
Chip-Abmessungen auf. Ausgeführt als Feder-Masse-Systeme sind<br />
sie als Beschleunigungssensoren in Mobiltelefonen und in der Automobil-Industrie<br />
verbreitet. Die Federn der Sensoren sind nur wenige<br />
μm-breite Silizium-Stege. Die eingesetzte Masse zur Auslenkung der<br />
Federn sind ebenso aus Silizium hergestellt. Die Beschleunigung wird<br />
dann anhand der Auslenkung zwischen der gefedert aufgehängten<br />
Masse und einer festen Bezugselektrode ermittelt. Dazu wird die<br />
Änderung der elektrischen Kapazität aufgrund der Auslenkung gemessen<br />
und in eine äquivalente Beschleunigung umgewandelt. Die<br />
dabei entstehende Kapazitätsänderung beträgt oftmals nur wenige<br />
pF und erfordert es, die Elektronik zur Auswertung bzw. Beschleunigungsermittlung<br />
direkt auf demselben Chip zu integrieren. Diese<br />
Anforderung vergrößert den Bauraum jedoch kaum, weshalb MEMS-<br />
Beschleunigungssensoren dennoch sehr kleine Abmessungen vorweisen<br />
können. Die Vorteile, die sich aber daraus ergeben, gestalten<br />
den Einsatz von MEMS-Beschleunigungssensoren äußerst vorteilhaft.<br />
So kann neben dem geringen Bauraum auch eine hohe Zuverlässigkeit<br />
und ein minimaler Energieverbrauch sichergestellt werden.<br />
Größter Vorteil sind jedoch die geringen Stückkosten von nur<br />
wenigen Euro. Diese Randbedingungen machen MEMS-Sensoren<br />
äußerst interessant für einen industriellen Einsatz an ZRA zur Kompensation<br />
des Umkehrspiels. Jedoch haben sie auch Nachteile: Aufgrund<br />
des Messprinzips liegt bei MEMS-Sensoren nur eine begrenzte<br />
erreichbare Messgenauigkeit vor. Ebenso ist das Messverfahren temperaturabhängig,<br />
wodurch es zur Drift kommt. [5] Diese Nachteile<br />
zu kompensieren und MEMS-Sensoren in robustem und industriellem<br />
Umfeld einzusetzen, stellt eine der Herausforderungen innerhalb<br />
der Forschungsprojekte dar.<br />
Literaturverzeichnis:<br />
[1] Altintas, Y.; Verl, A.; Brecher, C.; Uriarte, L.; Pritschow, G.: Machine tool feed<br />
drives. In: CIRP Annals – Manufacturing Technology 60 (2011) S. 779 – 796.<br />
[2] Márton, L.; Lantos, B.: Control of mechanical systems with Stribeck friction<br />
and backlash. In: Systems & Control Letters 58 (2009) S. 141-147.<br />
[3] Arndt, H.: Vorschubachsen für große Werkzeugmaschinen – Entscheidungskriterien<br />
zur Auslegung und zur Auswahl des Bewegungsprinzips. Abschlußbericht<br />
Forschungspraktikum T1/99, TU Dresden, 2001.<br />
[4] Engelberth, T.; Apprich, S.; Friedrich, J.; Coupek, D.; Lechler, A.: Properties of<br />
electrically preloaded rack-and-pinion drives. In: Production Engineering,<br />
Production Engineering. Bd. 9 (2015), Nr. 2, S. 269–276.<br />
[5] Dong, Y.; Zwahlen, P.; Nguyen, A.M.; Frosio, R.; Rudolf,F.: Ultra-High Precision<br />
MEMS Accelerometer, Solid-State Sensors. In: Actuators and Microsystems<br />
Conference, Beijing China, 5.-9. Juni, 2011.<br />
Danksagung<br />
Die Autoren danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />
für die Förderung des Forschungsvorhabens VE 454/54-1.<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 117
Positionsabhängige Regelung<br />
von Werkzeugmaschinen<br />
Zum Erreichen einer hohen Produktqualität wird<br />
von Werkzeugmaschinen ein schwingungsfreier<br />
Betrieb verlangt. Diese Forderung steht aufgrund<br />
einer positionsabhängigen Steifigkeit der<br />
Vorschubachse einer hohen<br />
Bearbeitungsgeschwindigkeit und -genauigkeit<br />
entgegen. Zu diesem Zweck wurden<br />
positionsabhängige optimale Regler für einen<br />
steuerungsexternen Lageistwertfilter entwickelt.<br />
Dieses Verfahren wird am Beispiel eines<br />
positionsabhängigen dynamischen<br />
Maschinenverhaltens vorgestellt.<br />
E<br />
ine Beschränkung bei der Inbetriebnahme und im Betrieb von<br />
Werkzeugmaschinen ist die Limitierung der Reglerparameter<br />
der Vorschubachse. Im Allgemeinen ist der Regelkreis der Vorschubachse<br />
als ein Kaskadenregelkreis aufgebaut, bestehend aus Lage-,<br />
Geschwindigkeits- und Stromregelkreis. In Bild 01 sind der Lageund<br />
Geschwindigkeitsregelkreis am Beispiel einer Vorschubachse<br />
mit Kugelgewindetrieb dargestellt. Der Lageregler wird vorrangig<br />
als P-Regler ausgeführt, wobei die Einstellung des Proportionalwerts<br />
(K L<br />
-Wert) ein möglichst dynamisches Verfahren der Achse ermöglichen<br />
soll. Ausführlich konnte bei [BREC06] gezeigt werden,<br />
dass mit steigendem K L<br />
-Wert die Dämpfung der Vorschubachse<br />
sinkt, was zu einem unzulässigem Schwingungsverhalten führt. Aus<br />
diesem Grund ist der K L<br />
-Wert und damit die Dynamik sowie Genauigkeit<br />
der Werkzeugmaschine mit dem klassischen Kaskadenregelkreis<br />
begrenzt.<br />
In Bild 02 ist der Zusammenhang zwischen Dämpfung des Lageregelkreises<br />
und K L<br />
-Wert am Beispiel zweier Frequenzgangmessungen<br />
an einer Versuchsmaschine dargestellt. Während bei kleinerem<br />
K L<br />
-Wert der Amplitudengang unterhalb der 0 dB-Linie verläuft, ist<br />
für den größeren K L<br />
-Wert ein erhöhter Amplitudengang über der<br />
0 dB-Linie in einem Frequenzbereich bis 22 Hz deutlich zu erkennen.<br />
Hierbei ist eine maximale Überhöhung von 11,3 dB bei einem<br />
K L<br />
-Faktor von 3,5 m/(mm × min) feststellbar. Ziel der Regelkreisparametrierung<br />
muss es folglich sein, eine ausreichende Dämpfung<br />
auch bei erhöhtem K L<br />
-Wert zu garantieren. Übertragen auf die Darstellung<br />
im Bodediagramm soll der Amplitudengang in einem möglichst<br />
großen Frequenzbereich nahe 0 dB liegen.<br />
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher ist Direktor am Werkzeugmaschinenlabor<br />
(WZL) der RWTH Aachen; Thomas Berners, M.Sc., ist wissenschaftlicher<br />
Mitarbeiter am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen;<br />
Dipl.-Ing. Stephan C. Gsell ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Werkzeugmaschinenlabor<br />
(WZL) der RWTH Aachen; Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing.<br />
Alexander Epple ist Oberingenieur am Werkzeugmaschinenlabor (WZL)<br />
der RWTH Aachen<br />
Um diese Anforderungen an den Regelkreis zu erfüllen, können<br />
konstruktive Anpassungen der Maschinenstruktur oder Änderungen<br />
in den Regelkreisen der Vorschubachse vorgenommen werden.<br />
Durch konstruktive Maßnahmen besteht die Möglichkeit die Steifigkeit<br />
der Vorschubachse zu erhöhen und eine für den Fertigungsprozess<br />
günstige Resonanzfrequenz einzustellen. Damit einher<br />
wird jedoch auch oft die Trägheitsmasse erhöht, woraus – bei<br />
gleichbleibenden Antrieben – eine verringerte Dynamik resultiert.<br />
Mit dem Ziel die Dynamik und die Energieeffizienz zu steigern, bezwecken<br />
daher aktuelle Bestrebungen in der Forschung und Entwicklung<br />
eine Verringerung der Trägheitsmasse.<br />
Neben konstruktiven Anpassungen der Maschinenstruktur besteht<br />
die Möglichkeit zur Schwingungsdämpfung durch Eingriffe in<br />
den Lageregelkreis der Vorschubachse. Dabei wird softwareseitig<br />
oder elektronisch in die Signalübertragung eingegriffen und das Systemverhalten<br />
gezielt verändert. Für die in Werkzeugmaschinen oft<br />
genutzte NC-Steuerung Sinumerik 840D der Firma Siemens existiert<br />
die Erweiterung Advanced Position Control [KUEN03]. Dabei wird<br />
eine Kombination aus Bandpassfiltern und Differenzialgliedern mit<br />
Verzögerung für eine Rückführung der Lageistwerte genutzt. Die<br />
Regelung ist dabei auf ein bestimmtes Frequenzspektrum festgelegt<br />
und kann nicht adaptiv auf veränderliche Frequenzen reagieren<br />
[SEKL12]. Ein Produkt der Firma Heidenhain – das Active Chatter<br />
Control – verwendet für eine regelungstechnische Dämpfung niederfrequenter<br />
Schwingungen ein Addieren eines phasenverschobenen<br />
Korrektursignals auf das Signal des Drehzahlreglers [KERN04].<br />
Damit ist es möglich, Schwingungen durch ungünstige Schnittbedingungen<br />
(sogenanntes Rattern oder Regenerativeffekt) zu mindern.<br />
Ein weiteres Verfahren lässt sich bei [NEUG11] finden, wobei mittels<br />
linearer Modelle für den Stromregelkreis sowie einem nichtlinearen<br />
Reibungsmodell das Schwingungsverhalten im Lageregelkreis<br />
gesenkt wurde. Hierbei wurde eine Regelung auf Basis einer<br />
Polzuweisung im Geschwindigkeitsregelkreis angewandt. Eine<br />
grundlegende Regelung der Dynamik einer Vorschubachse unter<br />
Berücksichtigung von Reibung ist zusätzlich bei [ISER07] beschrieben.<br />
Zur intuitiven Inbetriebnahme und zur Bereitstellung einer<br />
118 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
REGELTECHNIK<br />
optimalen Vorschubgeschwindigkeit für den Fertigungsprozess ist<br />
bei [STEM15] ein modellprädiktiver Regler vorgeschlagen. Für die<br />
Auslegung der Regelung wurde das Maschinenverhalten als ein<br />
PT 2<br />
-Glied approximiert, wobei die Zeitkonstante mit dem RLS<br />
(Recursive Least Squares)-Verfahren identifiziert wurde.<br />
Steuerungsexterner Lageistwertfilter<br />
Insbesondere ältere Maschinen oder bei baugleichen Maschinen<br />
mit unterschiedlicher Steuerung ist die Integration neuerer Regelungsverfahren<br />
nur mit hohem finanziellen Aufwand möglich. Um<br />
diesen Umstand zu beheben wurde von [BRE10] ein Verfahren vorgestellt<br />
und patentiert, welches den analogen Lageistwert durch<br />
einen steuerungsexternen Filter manipuliert. Basierend auf dem<br />
Patent wurde von [FRIE15] ein IIR (Infinite Impulse Response)-Filter<br />
entwickelt, wodurch eine Steigerung der Dynamik um 25 % erzielt<br />
werden konnte. Eine Erweiterung des Filters ist bei [BREC13]<br />
vorgestellt worden, wobei ein LQG (Linear Quadratic Gaussian)-<br />
Regler bestehend aus einem optimalen Regler und einem Zustandsbeobachter<br />
verwendet wurde (siehe Bild 03). Damit ist es<br />
möglich, niederfrequente Schwingungen der Werkzeugmaschine<br />
im gesamten Arbeitsraum zu reduzieren, wodurch die Bearbeitungsgeschwindigkeit<br />
und -genauigkeit weiter gesteigert wird.<br />
Ein Nachteil dieses LQG-Reglers ist die nicht ausreichende Robustheit<br />
gegenüber Schwankungen im Maschinenverhalten. Vorschubachsen<br />
mit Kugelgewindetrieb besitzen üblicherweise jedoch<br />
eine über die Länge der Achse abnehmende Steifigkeit, weshalb<br />
das Resonanzverhalten im Lageregelkreis positionsabhängig ist<br />
[BREC06]. Normalerweise werden die Regelkreise einer Werkzeugmaschine<br />
daher für die schlechteste Position ausgelegt. Dies sorgt<br />
dafür, dass es in der Werkzeugmaschine im Betrieb nicht zu unerwünschten<br />
Resonanzüberhöhungen kommt. Aus dem positionsabhängigen<br />
Verhalten der Werkzeugmaschine resultiert, dass der entwickelte<br />
LQG-Regler nur lokal am Auslegungspunkt – also einer<br />
Achsstellung – zu einem optimalen Positionierverhalten führt. So<br />
wurde der LQG-Regler bisher nur für eine bestimmte Achsstellung<br />
ausgelegt und erzeugt daher nur für diese Achsstellung ein gutes<br />
Dämpfungsverhalten. Eine Schwingungsdämpfung, welche die<br />
Positionsabhängigkeit der Maschine berücksichtigt, würde demnach<br />
zu einem besseren Positionierverhalten der Vorschubachsen<br />
führen. Aus diesem Grund soll der LQG-Regler im Folgenden um<br />
ein Gain-Scheduling – ein Schalten zwischen unterschiedlichen<br />
Reglern – erweitert werden, mit dem Ziel die variablen Steifigkeiten<br />
der Mechanik berücksichtigen zu können.<br />
01 Aufbau und Regelkreise einer Vorschubachse von Werkzeugmaschinen,<br />
nach [WECK06]<br />
02 Bode-Diagramm für zwei unterschiedliche K L<br />
-Faktoren<br />
Reglerauslegung<br />
Bei der Methode des Gain-Schedulings wird zu definierten Zeitpunkten<br />
oder Ereignissen die Übertragungsfunktion des Reglers<br />
mit vordefinierten Parametern aktualisiert. Ein solches Ereignis<br />
kann der Übergang von einem definierten Arbeitspunkt zum<br />
Nächsten sein. Besonders bei nichtlinearen Systemen ist oft eine<br />
globale Regelung für alle Arbeitspunkte nicht durch lineare Regler<br />
realisierbar. Abhilfe schafft in dem Fall eine Linearisierung des Systemverhaltens<br />
für jeden Arbeitspunkt, wobei anschließend für das<br />
Gain-Scheduling jeweils ein lokaler aber linearer Regler berechnet<br />
wird. Ein großer Vorteil des Verfahrens ist die Geschwindigkeit, mit<br />
der auf Ereignisse reagiert werden kann. Da keinerlei Berechnung<br />
neuer Reglerparameter zur Laufzeit des Prozesses stattfindet, ist die<br />
Geschwindigkeit zur Anpassung an den aktuellen Arbeitspunkt<br />
deutlich höher als bei adaptiven Reglern, welche die Reglerparameter<br />
anhand des vergangenen Systemverhaltens erlernen. Alle<br />
lernenden adaptiven Regler benötigen eine ausreichende Anzahl<br />
an Messpunkten, um numerisch die neuen Reglerparameter aus<br />
der Systemhistorie zu bestimmen. Beim Gain-Scheduling ist dagegen<br />
für jeden Arbeitspunkt ein Regler im Vorfeld vorgegeben.<br />
Ziel der Reglerauslegung ist für jeden Arbeitspunkt ein möglichst<br />
ideales Übertragungsverhalten der Vorschubachse zu realisieren.<br />
03 Aufbau der Vorschubachse mit externem Lageistwertfilter<br />
Die Regler des Gain-Schedulings müssen deshalb für jeden Auslegungspunkt<br />
derart ausgelegt werden, dass der Frequenzgang für<br />
einen großen Frequenzbereich nahe 0 dB ist. Grundlage dieser<br />
Reglerauslegung ist die Kenntnis über das Maschinenverhalten,<br />
welches durch ein identifiziertes Modell der Werkzeugmaschine<br />
bereitgestellt werden soll.<br />
Modellbildung<br />
Zum Erstellen linearer Modelle eines nichtlinearen Maschinenverhaltens<br />
muss jeweils eine Identifikation des Maschinenverhaltens<br />
an den gewünschten Auslegungspunkten ausgeführt werden. Hierzu<br />
wird eine Übertragungsfunktion in der Form<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 119
04 Beispielhafte Verteilung der Auslegungspunkte<br />
für ein Gain-Scheduling mit 9 (3 × 3)<br />
rechteckigen Gebieten<br />
05 Maximale Überhöhung des Amplitudengangs<br />
ohne zusätzlicher Regelung für die Auslegungspunkte<br />
(rot markiert) mit interpolierten Zwischenwerten<br />
[BREC16]<br />
06 Maximale Auslegungspunkte (rot<br />
markiert) mit interpolierten<br />
Zwischenwerten<br />
gesucht. Dabei sind die Parameter a 0..n<br />
und b 0..m<br />
durch ein Identifikationsverfahren<br />
zu bestimmen, wobei die Ordnungen des Nennerpolynoms<br />
n und Zählerpolynoms m zwei Freiheitsgrade mit großem Einfluss<br />
auf die Modellqualität in den Identifikationsverfahren darstellen.<br />
Im Anwendungsfall konnten die Parameter mit der Methode der<br />
kleinsten Fehlerquadrate bestimmt werden, wobei eine Ordnung<br />
des Nennerpolynoms und des Zählerpolynoms jeweils zehn zufriedenstellende<br />
Ergebnisse liefert. Die Methode basiert darauf, einen<br />
minimalen Fehler zwischen gemessenem Frequenzgang H(ω k<br />
) und<br />
modellierter Übertragungsfunktion summiert über alle gemessenen<br />
Frequenzen ω k<br />
zu erzielen.<br />
Optimale Regelung als Gain-Scheduling<br />
Ausgehend der linearen Modelle in Zustandsraumdarstellung für<br />
die einzelnen Auslegungspunkte kann jeweils ein optimaler Zustandsregler<br />
bestimmt werden. Der Regler ist dabei in einen externen<br />
Lageistwertfilter integriert (siehe Bild 03). Dabei wird zur Regelung<br />
der beobachtete Zustand des Systems rückgeführt, um einen<br />
optimalen Reglereingriff zu erzeugen. Ein optimaler Reglereingriff<br />
ist definiert über eine Kostenfunktion, welche die Abweichungen<br />
der Zustände x von einer Ruhelage sowie den anfallenden Stellaufwand<br />
des Reglers bewertet. Als optimal wird eine Regelung angesehen,<br />
wenn die Kostenfunktion J einen minimalen Wert annimmt<br />
und damit ein optimales Verhalten der Zustände x in Bezug auf die<br />
nötigen Stellgrößen u erzielt wurde [UNBE07].<br />
Der Vorteil der Methode ist einzelne Frequenzbereiche mit ω t<br />
gewichten<br />
zu können, sodass relevante und markante Frequenzbereiche<br />
stärker in die Parameteridentifikation einfließen.<br />
Aufgrund des vorgegebenen Lagereglertakts in der Steuerung<br />
von Werkzeugmaschinen soll im Folgenden die Reglerauslegung<br />
zeitdiskret erfolgen. Grundlage hierzu ist eine Transformation der<br />
kontinuierlichen Übertragungsfunktion in eine zeitdiskrete Darstellung.<br />
Die Transformation erfolgt dabei mittels Z-Transformation,<br />
weshalb die zeitdiskrete Übertragungsfunktion geschrieben werden<br />
kann als:<br />
Die Matrizen Q und R sind Gewichtungen, welche einzelne Zustände<br />
oder Stellgrößen in der Kostenfunktion hervorheben oder<br />
abschwächen. Im Weiteren werden Diagonalmatrizen verwendet,<br />
welche alle Zustände gleich gewichten. Das eigentliche Reglergesetz<br />
eines LQG-Reglers besteht aus einer Rückführungsmatrix F<br />
multipliziert mit einem geschätzten Zustandsvektor zum Zeitpunkt<br />
k, wobei die Zustände über einen Zustandsbeobachter geschätzt<br />
werden.<br />
Eine andere Schreibweise dieser Differenzengleichung ist die folgende<br />
Zustandsraumdarstellung<br />
Die Kostenfunktion kann unter Berücksichtigung des Reglergesetzes<br />
und der Rückführungsmatrix optimal gelöst werden mit<br />
welche Grundlage der folgenden optimalen Reglerauslegung ist.<br />
Eine Transformation der Übertragungsfunktion aus Gleichung 3 in<br />
Zustandsraumdarstellung kann über einen Parametervergleich erfolgen.<br />
Unter der Voraussetzung einer normierten Übertragungsfunktion<br />
mit a d,r<br />
= 1 können die Parameter der Matrizen ohne weitere<br />
Berechnung aus der Übertragungsfunktion übernommen werden:<br />
wobei die Matrix K die positiv definite Lösung der algebraischen<br />
Matrix-Riccati-Gleichung angibt [BRYS75]. Die Ordnung des Reglers<br />
ergibt sich somit aus der Modellordnung, wobei die Gewichtungsmatrizen<br />
Q und R als Diagonalmatrizen gewählt wurden.<br />
Das Gain-Scheduling schaltet dabei positionsabhängig zwischen<br />
diesen optimalen Reglern. Die Grenzen, an denen geschaltet wird,<br />
sind jeweils Geraden durch die Mitte zwischen den Auslegungspunkten<br />
(Bild 04). Um ein häufiges Schalten in der Nähe der<br />
Grenzen zu vermeiden, ist eine Hysterese eingebaut worden. Diese<br />
120 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
REGELTECHNIK<br />
07 Bodediagramm für die<br />
Position (x/y) = (415/345) mm<br />
07 08<br />
08 Bodediagramm für die<br />
Position (x/y) = (150/650) mm<br />
zwischen zwei Auslegungspunkten<br />
bewirkt, dass bei einem Betrieb in der Nähe der Grenzen etwa die<br />
Einflüsse verrauschter Signale oder von Störgrößen keinen Einfluss<br />
auf das Umschalten der Regler haben.<br />
Für die Validierung sind die Auslegungspunkte der optimalen<br />
Regler bezüglich der Werkzeugposition zweier Achsen (x- und y-<br />
Achse) an einer Werkzeugmaschine gewählt. Für die praktische<br />
Umsetzung der Regelung wurde der gesamte Arbeitsbereich der<br />
Werkzeugmaschine aufgrund empirischer Untersuchungen je<br />
Achse in sieben Abschnitte unterteilt. Der gesamte Arbeitsraum<br />
gliedert sich damit in 49 (7 × 7) rechteckige Gebiete. Die Auslegungspunkte<br />
der Regler wurden jeweils in die Mitte eines quadratischen<br />
Gebietes gelegt. Bei der Auslegung der Lageregler müssen<br />
für jeden Auslegungspunkt jeweils ein optimaler Regler für jede<br />
Achse bestimmt werden. Die berechneten optimalen Regler der<br />
einzelnen Auslegungspunkte sind für das direkt umliegende Gebiet<br />
zuständig, wobei mit Verlassen des Gebietes die Zuständigkeit<br />
auf die entsprechenden Regler des benachbarten Gebietes geschaltet<br />
wird.<br />
Validierung<br />
Zur Reglerauslegung wurde bereits ein Verfahren zur Modellbildung<br />
des Maschinenverhaltens beschrieben. Auf Grundlagen der<br />
dazu nötigen Frequenzgangmessungen ist eine Übersicht über das<br />
Maschinenverhalten möglich. In Bild 05 ist das Maximum des Amplitudenganges<br />
ohne zusätzlichen Regler bei einem K L<br />
-Faktor von<br />
3,5 m/(mm × min) für die Auslegungspunkte dargestellt, wobei die<br />
Zwischenwerte über eine Spline-Interpolation genähert wurden.<br />
Deutlich zu erkennen ist das unterschiedliche Maschinenverhalten<br />
an den rot markierten Auslegungspunkten, welches ein Maximum<br />
zwischen 7,3 dB und 21,1 dB aufweist. Durch die optimalen<br />
Regler kann das Maximum in der Simulation für alle Auslegungspunkte<br />
auf unter 1 dB gesenkt werden. Anhand von Messungen an<br />
der realen Werkzeugmaschine konnten diese Ergebnisse bestätigt<br />
werden (Bild 06).<br />
In Bild 07 ist das gemessene Bodediagramm für einen Auslegungspunkt<br />
dargestellt. Zu erkennen ist das deutliche Maximum<br />
des Amplitudengangs ohne Regler und der Verlauf nahe 0 dB mit<br />
Regler. Durch den optimalen Regler ist im Frequenzbereich bis<br />
22 Hz ein Amplitudengang nahe 0 dB erreicht, was die Anforderungen<br />
an den Lageregelkreis erfüllt.<br />
Für die praktische Relevanz des Verfahrens ist besonders der Betrieb<br />
zwischen den Auslegungspunkten interessant, da dort die Regelung<br />
nicht explizit auf das Maschinenverhalten ausgelegt ist. In<br />
Bild 08 ist das Bodediagramm einer Messung für die Position mit<br />
der höchsten maximalen Amplitude im Arbeitsraum dargestellt<br />
(siehe Punkt A in Bild 05). Für den Betrieb mit Regler ist ein Maximum<br />
im Amplitudengang von knapp 1 dB messbar. Somit kann<br />
auch außerhalb der Auslegungspunkte eine deutliche Verbesserung<br />
des Maschinenverhaltens erreicht werden.<br />
Fazit und Ausblick<br />
Es wurde ein Verfahren gezeigt, welches ein Betreiben von Werkzeugmaschinen<br />
bei erhöhtem Proportionalwert des Lagereglers<br />
und damit erhöhter Maschinendynamik ermöglicht. Grundlage<br />
dazu ist eine steuerungsexterne Hardware, auf welchem ein LQG-<br />
Regler im Gain-Scheduling integriert wurde. Die Effizienz des Verfahrens<br />
konnte durch Messungen an einer Werkzeugmaschine an<br />
und zwischen den Auslegungspunkten bestätigt werden. Durch das<br />
Verfahren ist im gesamten Arbeitsraum eine Verbesserung des<br />
Schwingungsverhaltens feststellbar. Als Nachteil muss derzeit noch<br />
eine verbleibende Überhöhung im Bodediagramm von unter 1 dB<br />
für einen Betrieb zwischen den Auslegungspunkten festgehalten<br />
werden. Diese resultiert aus der Änderung des Maschinenverhaltens<br />
zwischen den Auslegungspunkten. Weiter ist die Anzahl der<br />
nötigen Regler für eine zeiteffiziente Inbetriebnahme zu hoch. Eine<br />
Definition der Auslegungspunkte abhängig vom vorliegenden Maschinenverhalten<br />
bietet hierbei zukünftiges Verbesserungspotenzial.<br />
Literaturverzeichnis:<br />
[ABEL06] Abel, D.; Bollig, A.: Rapid Control Prototyping. Springer-Verlag,<br />
Heidelberg (u. a.), 2006<br />
[BREC06] Brecher, C.; Weck, M.: Werkzeugmaschinen 3: Mechatronische Systeme,<br />
Vorschubantriebe, Prozessdiagnose. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2006<br />
[BREC10] Schutzrecht DE102008031334A1 (07.01.2010). Brecher, C.; Hennes, N.;<br />
Mirbach, H.J.: Verfahren zur Dämpfung von Resonanzstellen mechanischer<br />
Antriebe, vorzugsweise Vorschubantriebe von Werkzeugmaschinen<br />
[BREC13] Brecher, C.; Gsell, S.; Lohse, W.: Schwingungsdämpfung in Werkzeugmaschinen.<br />
In: wt Werkstatttechnik Online 5 (2013), S. 388–394<br />
[BREC16] Brecher, C.; Berners, T.; Obdenbusch, M.: Plattformunabhängige<br />
NC-Kernerweiterung. In: wt Werkstattstechnik online 106 (2016), S. 320-324<br />
[FRIE15] Friedrich, D.: Steuerungsexterne Lageistwertfilterung in Vorschub-antrieben<br />
für Werkzeugmaschinen am Beispiel Kugelgewindetrieb. Dissertation,<br />
RWTH-Aachen, 2015<br />
[ISER07] Isermann, R.: Mechatronische Systeme. Springer-Verlag, Heidelberg, 2007<br />
[KERN04] Schutzrecht DE10301765A1 (29.07.2004). Kerner, N.; Lengenfelder, H.:<br />
Reglerstruktur zur aktiven Dämpfung niederfrequenter Schwingungen an<br />
numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen<br />
[KUEN03] Kuenzel, S.: Verfahren zur Dämpfung mechanischer Schwingungen<br />
von Achsen von Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen oder Robotern. DE<br />
Patent 10246093 Nov. 2003<br />
[LUNZ10] Lunze, J.: Regelungstechnik 2. 6. Auflage, Springer-Verlag, Heidelberg<br />
(u. a.), 2010<br />
[NEUG11] Neugebauer, R.; Hofmann, S.; Hellmich, A.; Schlegel, H.: Parameter<br />
Identification and Controller Design for the Velocity Loop in Motion Control<br />
Systems. In: Intelligent Control and Automation, S. 251-257, 2011<br />
[SEKL12] Sekler, P.: Modellbasierte Berechnung der Systemeigenschaften von<br />
Maschinenstrukturen auf der Steuerung. Universität Stuttgart, Institut für<br />
Steuerungstechnik und Werkzeugmaschinen, 2012<br />
[STEM15] Stemmler, S.; Abel, D.; Adams, O.; Klocke, F.: Selbstoptimierende<br />
Produktionssysteme – Einsatz modellbasierter prädiktiver Regelung. In: atp<br />
edition 57 (11), S. 68-74, 2015<br />
[UNBE07] Unbehauen, H.: Regelungstechnik II. Spinger-Verlag, Berlin Heidelberg<br />
(u. a.), 2007<br />
[WECK06] Weck, M.; Brecher, C.: Werkzeugmaschinen 3. Mechatronische<br />
Systeme, Vorschubantriebe, Prozessdiagnose. Heidelberg: Springer-Verlag 2006<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 121
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 5/<strong>2017</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 19. 05. <strong>2017</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 04. 05. <strong>2017</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
01 Schutz für empfindliche Komponenten in industriellen Anlagen<br />
bieten Sicherheitskupplungen, die größere Drehmomente absichern,<br />
oder freischaltende Sicherheitskupplungen, die bei Drehrichtungsumkehr<br />
mit langsamer Drehzahl automatisch wieder einrücken.<br />
02 Zwei neue Wälzfräsmaschinen produzieren Verzahnungsteile in der<br />
Slowakei. Sie zeichnen sich durch ihre universelle Einsatzfähigkeit aus:<br />
Rund 180 Teile in unterschiedlichsten Größen werden auf ihnen produziert.<br />
03 Ob in der Lebensmittelherstellung oder in der Stahlproduktion –<br />
der Multifunktionscontroller ist ein intelligenter und flexibler Regler,<br />
der Verfahrenstechniker befähigt, Ablaufsteuerungen inkl. Regelungstechnik<br />
selbst zu erstellen – und das ohne Programmierkenntnisse.<br />
Der direkte Weg<br />
im Internet:<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
als E-Paper:<br />
www.engineering-news.net<br />
Redaktion:<br />
d.schaar@vfmz.de<br />
MDA Technologies:<br />
www.en.engineering-news.net<br />
04 In einer Teigteil- und Wirkmaschine sind Feldbus-Positionierantriebe<br />
eingesetzt, die Motor, Getriebe, absolutes Messsystem sowie Steuer- und<br />
Leistungselektronik in sich vereinen. So können Produktwechsel flexibel,<br />
exakt und mit großer Wiederholbarkeit ausgeführt werden.<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
122 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
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