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DER KONSTRUKTEUR ASB 2017

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19073<br />

SON<strong>DER</strong>AUSGABE <strong>2017</strong><br />

ANTREIBEN – STEUERN – BEWEGEN<br />

24 I MOTION CONTROL<br />

INCLUDED<br />

48 I GETRIEBEPRINZIP FÜR<br />

DIE MECHATRONIK<br />

MARK MAHLER SETZT AUF<br />

KLEINBAUENDE WÄLZLAGER<br />

TITELSTORY<br />

IN <strong>DER</strong> LAGERTECHNIK<br />

NEUE WEGE GEHEN<br />

DerKonstrukteur.de


Wirtschaftlich. Flexibel. Effizient.<br />

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über die gesamte Lebensdauer<br />

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EDITORIAL<br />

BASICS <strong>DER</strong><br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Antriebstechnologien müssen im Maschinenbau schon immer ihre Kräfte<br />

messen, wenn die Frage gestellt wird, welche Antriebslösung für eine<br />

Anwendung die beste ist. Wird eine hohe Kraftdichte benötigt? Welche<br />

Drehmomente, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen sind gefordert?<br />

Wie viele Positionen sind anzufahren und mit welcher Genauigkeit? Oder sind<br />

Bewegungen bzw. Achsen zu synchronisieren? Neben diesen technischen<br />

Aspekten spielt natürlich auch die Wirtschaftlichkeit eine entscheidende Rolle.<br />

Hier geht es unter anderem um möglichst geringen Einbauraum, eine<br />

einfache Einbindung in die Gesamtkonstruktion, die sichere Auslegung,<br />

zuverlässige Funktion und hohe Maschinenverfügbarkeit – und nicht zuletzt<br />

auch um die Themen Energieeffizienz, Life-Cycle-Kosten und Steigerung der<br />

Maschinen-Performance.<br />

Ja, all dies sind wesentliche Aspekte für die Konstruktion. Trotz aller Industrie-<br />

4.0- und Digitalisierungsthemen, die heute im Vordergrund zu stehen<br />

scheinen, bleiben die Basics der Antriebstechnik mechanische, elektromechanische,<br />

elektronische, Software- und mechatronische Komponenten und<br />

Systeme.<br />

So konzentrieren wir uns in dieser Sonderausgabe von Der Konstrukteur<br />

bewusst auf diese Basics – auf Lager und Führungen, Motoren und<br />

Steuerungen, Getriebe, Kupplungen und Bremsen sowie auf mechanische und<br />

elektronische Antriebselemente. Erfahren Sie, was es Neues rund um diese<br />

Basics gibt und wie diese den aktuellen Anforderungen des Maschinenbaus<br />

gerecht werden.<br />

Dr. Michael Döppert<br />

Chefredakteur<br />

m.doeppert@vfmz.de<br />

Präzise hoch stapeln<br />

Antriebsriemen für<br />

Regalbediengeräte<br />

Weniger Verschleiß, weniger Wartung, bessere<br />

Positionierzeiten: Der CONTI® Synchrodrive sorgt<br />

in Fahr- und Hubantrieben von Regalbediengeräten<br />

für maximale Effizienz – ab sofort auch im<br />

neuen Profil HTD 20M. Gemeinsam mit einem<br />

Flaschenzugsystem lässt sich mit dem Riemen<br />

tonnenschwere Ware in Hochregallagern schneller<br />

und präziser positionieren. Und das zahlt sich<br />

für Betreiber aus.<br />

Mehr über unsere Lösungen unter:<br />

contitech.de/ptg-ind<br />

Power Transmission Group


INHALT<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Basics der Antriebstechnik<br />

06 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> persönlich:<br />

Marcus Timmermann<br />

08 Konstruktion 2025: Auf Augenhöhe<br />

Elektrische und pneumatische Antriebe<br />

10 Whiteboard: Engagiert – Energiespeicherlösungen,<br />

sichere Bremswiderstände und darüber hinaus:<br />

Einblicke in das bunte Leben von Michael Koch<br />

12 Standpunkt: Von der App bis zu Virtual Reality<br />

74 Standpunkt: Mechanik mit Daten im Gepäck<br />

74<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

LAGER UND LINEARTECHNIK<br />

14 TITELSTORY<br />

In der Lagertechnik neue Wege gehen<br />

20 Lineartechnik hebt ab<br />

22 Dynamik auf der Achse<br />

MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

24 INTERVIEW<br />

Frequenzumrichter: Motion Control included<br />

28 Ein Champion unter den Kleinstmotoren<br />

32 Elektrisch unterwegs in Venedig<br />

34 Was genau ist eigentlich ein Servomotor?<br />

38 Elektromechanik in Form<br />

40 Mikroantriebssystem: Anywhere – anytime<br />

44 Antriebstechnologien: Weg und Kraft – keine<br />

Kompromisse<br />

56<br />

ANZEIGE<br />

20<br />

TITELBILD<br />

Schaeffler Technologies<br />

AG & Co. KG, Herzogenaurach<br />

4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


34<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

48 Das Getriebeprinzip für die Mechatronik?<br />

52 Planetengetriebe: Volle Power – halbes Gewicht<br />

56 Hydraulische Bremszylinder: Wer bremst, gewinnt!<br />

60 Bremssysteme: Zwei Typen für schwere Fälle<br />

ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

64 Drehgeber: Robuster und präziser Dreh<br />

70 Berechnungssoftware: Mit Vollgas ins Ziel<br />

48<br />

SERVICE<br />

73 Impressum<br />

73 Inserentenverzeichnis<br />

75 Vorschau<br />

Erster sterilisierbarer<br />

Encoder<br />

Das erste sterilisierbare Antriebssystem.<br />

maxon bringt einen sterilisierbaren Encoder auf den Markt. Damit erhalten Kunden ein System, das vom<br />

BLDC-Motor über das Getriebe bis zum Sensor 1000 Zyklen im Autoklaven aushält.<br />

Eigenschaften des sterilisierbaren Antriebssystems<br />

maxon ECX Motor Bis zu 120000 min -1 , laufruhig, geringe Wärmeentwicklung.<br />

maxon GPX Getriebe Für hohe Drehmomente und Speed. Bis zu 90% Wirkungsgrad.<br />

maxon ENX Encoder Erhältlich als Inkremental- (1024 Impulse) und Absolut-Version (4096 Schritte).<br />

Kurze Lieferzeit Online konfigurierbar und lieferbereit in spätestens 11 Tagen.<br />

sterilisierbar.maxonmotor.de


MARCUS<br />

TIMMERMANN<br />

hat Maschinenbau, Fachrichtung<br />

Automatisierungstechnik<br />

studiert. Heute ist er<br />

verantwortlich für die<br />

Produktentwicklung bei Atlanta<br />

Antriebssysteme. Nicht ganz<br />

nebenbei war er als<br />

THW-Mitglied beteiligt, Leben zu<br />

retten und ist ein im Ländle<br />

lebender Schalke-Fan.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Wie kommt man von der Automatisierung<br />

zum Getriebebau?<br />

Meine Ausbildung habe ich bei einem Getriebebauer<br />

gemacht, damit ist die Affinität<br />

gegeben. Damals hieß mein Studiengang<br />

Automatisierungstechnik und ist nun in<br />

Mechatronik umbenannt. Heute stelle ich<br />

fest, diese Fachrichtung war ideal, weil das<br />

Vernetzen von Disziplinen im Getriebebau<br />

wichtig ist.<br />

Was reizt Sie an Ihren Konstruktions- und<br />

Entwicklungsaufgaben bei Atlanta?<br />

Hier im KMU bei Atlanta kommt man bei<br />

den Aufgaben auch in Kontakt mit Kunden,<br />

deren Problemen und sucht dafür Lösungen.<br />

Jeden Konstrukteur erreicht man dabei leider<br />

nicht und kann erklären, dass gerade<br />

unsere Atlanta-Getriebe einen besonders<br />

guten Wirkungsgrad haben, aber man kann<br />

es versuchen.<br />

Sehen Sie hier einen Wandel in den Produktbzw.<br />

Konstruktionsanforderungen?<br />

Ja, durch Industrie 4.0 und Komplexität.<br />

Industrie 4.0 bedeutet für uns Daten, die wir<br />

erfassen und dem Kunden zu seinem Vorteil<br />

zur Verfügung stellen. Komplexität heißt<br />

beim Getriebe 1575 Varianten bei einer<br />

Baugröße mit nur 11 Bauteilen zu haben und<br />

der Monteur kann noch entscheiden, welche<br />

entsteht.<br />

Was war für Sie das einschneidendste<br />

Erlebnis in Ihrem Leben?<br />

Neben der Geburt meiner Kinder, war dies<br />

der SEEBA-Einsatz des THW 1999 in Gölcük<br />

(Türkei) nach dem Erdbeben. Eine Erfahrung<br />

und Bestätigung, dass der freiwillige Dienst<br />

im Katastrophenschutz sinnvoll ist. Ein wichtiges<br />

Erlebnis steht noch aus: die nächste<br />

Meisterschaft vom FC Schalke 04.<br />

6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong><br />

DIPL.-ING. (FH) MARCUS<br />

TIMMERMANN<br />

LEITER KONSTRUKTION UND ENTWICK-<br />

LUNG, ATLANTA ANTRIEBSSYSTEME,<br />

BIETIGHEIM-BISSINGEN<br />

ICH KOMME GERNE<br />

IN KONTAKT MIT DEN<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong>EN<br />

UNSERER KUNDEN


AUS SMC PNEUMATIK WIRD<br />

SMC DEUTSCHLAND<br />

Aus der SMC<br />

Pneumatik<br />

GmbH wird die<br />

SMC Deutschland<br />

GmbH. In<br />

Deutschland<br />

beschäftigt der<br />

Hersteller für<br />

pneumatische<br />

und elektrische<br />

Automatisierungstechnik<br />

mehr als 700<br />

Mitarbeiter.<br />

Weltweit sind es rund 19 200 Arbeitnehmer in 83 Ländern.<br />

„Deutschland hat innerhalb der SMC Corporation einen hohen<br />

strategischen Stellenwert, und zwar sowohl als Absatzmarkt als<br />

auch als Entwicklungsstandort“, betont Geschäftsführer Ralf<br />

Laber. In der Deutschland-Zentrale in Egelsbach bei Frankfurt am<br />

Main befindet sich das German Technical Center mit rund 90<br />

Mitarbeitern. In dem modernen Technologiezentrum entstehen<br />

Lösungen in den Bereichen Feldbustechnik, elektrische und<br />

pneumatische Antriebe, Sensorik, Ventile und Luftaufbereitung.<br />

Anwendungen von SMC finden sich heute in der Automobil-,<br />

Elektro-, Medizin-, Verpackungs- und Lebensmittelindustrie<br />

sowie im Werkzeugmaschinenbau.<br />

Mit dem neuen Namen betont das Unternehmen gleichzeitig<br />

seine starke Ausrichtung am Kunden und seine Präsenz auf dem<br />

deutschen Markt.<br />

www.smc.de<br />

EBM-PAPST BAUT STANDORT IN LAUF AUS<br />

Die EBM-Papst Gruppe investiert 13 Millionen Euro in einen<br />

Neubau an seinem Unternehmensstandort Zeitlauf in Lauf bei<br />

Nürnberg. In drei Bauphasen sollen innerhalb der nächsten zwei<br />

Jahre ein Verwaltungsgebäude sowie zwei Produktionshallen<br />

entstehen. Seit 2013 gehört der Getriebespezialist zum in<br />

Mulfingen (Baden-Württemberg) ansässigen Technologieunternehmen<br />

EBM-Papst und wird von dessen Tochterunternehmen in<br />

St. Georgen (Schwarzwald) organisatorisch betreut. In Lauf<br />

entwickelt und produziert EBM-Papst Getriebeteile wie Planeten-,<br />

Stirnrad- und Winkelgetriebe für die industrielle Antriebstechnik.<br />

Stefan Brandl, Vorsitzender der Geschäftsführung der EBM-Papst<br />

Gruppe, sieht in der Investition nicht nur eine räumliche Erweiterung,<br />

die aufgrund des stetigen Wachstums notwendig wurde,<br />

sondern erklärt: „Der Standort Lauf hat für uns eine hohe<br />

strategische Bedeutung im Ausbau unserer Systemkompetenz.“<br />

Außerdem sei das Bauvorhaben ein klares Bekenntnis der<br />

langfristigen Sicherung des Standorts und seiner Beschäftigten.<br />

www.ebmpapst.com<br />

LERNEN Sie<br />

♦ das innovative Wellen-/Nabenbefestigungsystem<br />

BOQA® kennen<br />

ERLEBEN Sie<br />

♦ die nahezu unbegrenzten Einsatzmöglichkeiten des<br />

BOQA® Befestigungselementes für die Befestigung<br />

von Zahnriemenscheiben, Zahnrädern, etc.<br />

FREUEN Sie<br />

♦ sich über kostengünstige Lösungen durch das<br />

Einsparpotential der Varianzbandbreiten des BOQA®<br />

Befestigungssystems<br />

FRAGEN Sie<br />

♦ uns nach unserem Komplettangebot an einbaufertigen<br />

Zahnriemenscheiben-Baugruppen mit dem BOQA®<br />

Befestigungselement<br />

GENIESSEN Sie<br />

♦ die Sicherheit, die Sie mit belastungsresistenten<br />

Wellen-/Nabenverbindungen mit dem BOQA® Befestigungselement<br />

in Ihren Produkten realisieren<br />

BEUGEN Sie<br />

♦ Ausfällen in Ihren Produkten vor, indem Sie sich bei<br />

Befestigungsherausforderungen für das BOQA® Befestigungssystem<br />

als richtige Lösung entscheiden<br />

BEGEISTERN Sie<br />

♦ die Monteure Ihrer Entwicklungen durch die einfache<br />

Handhabung bei Montage und/oder Demontage der<br />

Wellen-/Nabenverbindung durch Verwendung von<br />

BOQA® Befestigungselementen<br />

MAILEN Sie<br />

♦ uns oder einem unserer Fachhandelspartner in Ihrer<br />

Nähe und lassen Sie sich „massgeschneiderte“ Angebote<br />

für Ihre Entwicklung(en) zukommen. Die Überlassung<br />

einer STP-Datei der betroffenen Baugruppe(n)<br />

würde uns die Lösungsfindung für Sie erleichtern<br />

VERTRAUEN Sie<br />

♦ wie alle zufriedenen Kunden es tun, unseren langjährigen<br />

Erfahrungen mit den von uns entwickelten und<br />

vertriebenen BOQA® Befestigungselementen „made in<br />

germany“<br />

ÜBERZEUGEN Sie<br />

♦ sich von unseren Ausführungen durch Ihren Besuch<br />

auf unserer Homepage: www.boda-online.com<br />

WIR freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Ihnen.<br />

®<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 7<br />

Bodatec.indd 1 19.06.<strong>2017</strong> 07:46:23


KONSTRUKTION 2025<br />

AUF<br />

AUGENHOHE<br />

ELEKTRISCHE UND<br />

PNEUMATISCHE<br />

ANTRIEBE<br />

Der Name SMC ist für viele Konstrukteure eng mit<br />

der Pneumatik verbunden. Wie sehen Sie diese<br />

Verknüpfung?<br />

Das ist richtig. Bis Juni <strong>2017</strong> hatten wir Pneumatik<br />

auch noch in unserem Firmennamen, doch seitdem<br />

firmieren wir als SMC Deutschland GmbH.<br />

Unser Produktportfolio hat sich in den vergangenen<br />

Jahren stark verbreitert, gerade auch bei den elektrischen<br />

Komponenten für die Automatisierungstechnik.<br />

Hervorheben möchte ich hier unsere elektrischen<br />

Antriebe und Greifer, die wir für die Konstrukteure<br />

im Programm haben.<br />

Wir sind schon lange nicht mehr auf nur eine Technologie<br />

festgelegt. Wir sind Lösungsanbieter – und<br />

das technologieübergreifend. Das sehen auch immer<br />

mehr Konstrukteure. Der Vorteil unserer Produkte<br />

ist, dass sich die Maße unserer Komponenten – ob<br />

elektrisch oder pneumatisch – nicht oder kaum unterscheiden.<br />

Somit kann der Konstrukteur bei ähnlichem<br />

Bauraum die jeweils beste Lösung wählen.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Wird es die eine, bessere Antriebstechnologie<br />

jemals geben?<br />

Die beste Antriebstechnologie ist die, die genau für<br />

die Herausforderung des Kunden passt. Das kann<br />

die Pneumatik oder ein elektrischer Antrieb sein.<br />

Die Pneumatik hat Vorteile in der Robustheit, einfachen<br />

Inbetriebnahme und den moderaten<br />

Anschaffungskosten. Elektrische Antriebe sind sehr<br />

gut regelbar, energieeffizient und äußerst flexibel in<br />

der Positionierung. Je nach Anforderung des Kunden<br />

finden wir die beste Lösung. Dabei gehen wir die<br />

Aufgabe losgelöst von der Technologie an, das ist<br />

ein klarer Vorteil von SMC. Und sollten wir in<br />

unserem Portfolio einmal nicht fündig werden,<br />

ent wickeln unsere mehr als 90 Konstrukteure im<br />

German Technical Center eine individuelle und<br />

passende Kundenlösung.<br />

Müssen pneumatische und elektrische Antriebe<br />

noch „dazulernen“, um fit für die Fabrik 2025<br />

bzw. die Maschine 4.0 zu sein?<br />

Auf jeden Fall. Das lehrt uns die Vergangenheit. Die<br />

Technik wird sich immer weiterentwickeln. Innovationen<br />

werden neue Möglichkeiten bieten und aufzeigen.<br />

Ich glaube, dass die Produkte beider Technologien<br />

noch intelligenter werden und sich noch<br />

einfacher und schneller vernetzen lassen. Dafür<br />

müssen wir auch nicht bis ins Jahr 2025 warten.<br />

www.smc.de<br />

CHRISTIAN ZIEGLER<br />

IST LEITER MARKETING<br />

UND PRODUCT MANAGEMENT,<br />

SMC DEUTSCHLAND GMBH<br />

OB ELEKTRISCH O<strong>DER</strong><br />

PNEUMATISCH – ES<br />

GEHT EINZIG UM DIE<br />

BESTE LÖSUNG FÜR<br />

DEN KUNDEN<br />

8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


KIT: FUNKTIONALE SICHERHEIT KOMMT<br />

AUF DEN LEHRPLAN<br />

Eine Stiftungsprofessur „Elektrotechnische und informationstechnische<br />

Grundlagen der funktionalen Sicherheit“ und ein Lern- und<br />

Anwendungszentrum Mechatronik richtet das Karlsruher Institut<br />

für Technologie KIT mit finanzieller Unterstützung von SEW -<br />

Eurodrive ein.<br />

Die Stiftungsprofessur soll die Kompetenzen der Hochschule<br />

beim sicherheitsgerichteten Design der Mikrosystemtechnik auf<br />

Chipebene ausbauen. Sie ist in der Fakultät für Elektrotechnikund<br />

Informationstechnik angesiedelt, soll aber auch Forschung<br />

und Lehre im Maschinenbau stärken und Beiträge zu den<br />

Studiengängen Elektrotechnik, Mechatronik, Informatik und<br />

Wirtschaftsingenieurwesen leisten. Im Lern- und Anwendungszentrum<br />

Mechatronik<br />

sollen Studierende<br />

projektorientiert<br />

Funk tionale Sicherheit<br />

erlernen, anwenden<br />

und erleben. Dazu<br />

werden Arbeitsflächen<br />

und Demonstratorsysteme<br />

der Sicherheitsforschung<br />

auf dem<br />

Campus Süd des KIT<br />

aufgebaut.<br />

www.kit.edu<br />

JAPANISCHER MUTTERKONZERN ERWIRBT<br />

MEHRHEIT AN HARMONIC DRIVE AG<br />

Die Interglobal<br />

Industrieholding<br />

im<br />

Besitz von<br />

Reinhard<br />

Ernst hat im<br />

Dezember<br />

2016 ihre<br />

Mehrheitsanteile<br />

der<br />

Harmonic<br />

Drive AG an<br />

die Harmonic<br />

Drive Systems Inc., Tokio, verkauft. Mit Wirkung vom 22. März<br />

<strong>2017</strong> ist der Anteilsverkauf abgeschlossen. Die börsennotierte<br />

Harmonic Drive Systems Inc. hält nunmehr 74,7 % der Anteile<br />

und ist somit Mehrheitsgesellschafter. Die restlichen 25,3 %<br />

Anteile hält die staatliche Beteiligungsgesellschaft Innovation<br />

Network Corporation of Japan (INCJ).Harmonic Drive Systems<br />

Inc. unterhält neben den neu erworbenen Anteilen an der<br />

Harmonic Drive AG auch Mehrheitsanteile an der Harmonic<br />

Drive LLC, Boston. Der Kauf der Harmonic Drive AG legt den<br />

Grundstein für die globale und einheitliche Vermarktung der<br />

Marke Harmonic Drive.<br />

www.harmonicdrive.de<br />

ABM GREIFFENBERGER STÄRKT STANDORTE IN OBERFRANKEN UND POLEN<br />

ABM Greiffenberger investiert einen zweistelligen Millionenbetrag in seine Standorte im oberfränkischen Marktredwitz und im<br />

polnischen Lublin. Die Gelder fließen in die Automatisierung und Modernisierung der Produktion, die Erweiterung der Fertigungskapazität,<br />

sowie in die Forschung und Entwicklung. Bei der Investition in die technologischen Fertigungsprozesse liegt der Fokus auch auf<br />

Digitalisierung und Industrie 4.0. Die Gelder fließen u. a. in automatisierte und mit Handlingsystemen ausgestattete Bearbeitungszentren,<br />

sowie in die Motorenfertigung. Derzeit laufen die Einführung eines Produktkonfigurators und die Weiterentwicklung des ERP-Systems<br />

in Richtung Lean Production und One-Piece-Flow. Der Releasewechsel beinhaltet auch die Anbindung an ein Warehouse-Management-System<br />

und den elektronischen Datenaustausch mit externen Partnern. Zudem wird der Vertrieb, insbesondere in Europa, Asien<br />

und Nordamerika, personell aufgestockt.<br />

www.abm-antriebe.de<br />

FLEXIBEL UNDOFFEN<br />

BEREITFÜR INDUSTRIE 4.0<br />

SD3 –der Servoverstärker für Ihre Automationslösung bis 367 kVA<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 9


MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

WHITEBOARD<br />

ENGAGIERT<br />

ENERGIESPEICHER-<br />

LÖSUNGEN, SICHERE<br />

BREMSWI<strong>DER</strong>STÄNDE<br />

UND DARÜBER HINAUS:<br />

EINBLICKE IN DAS<br />

BUNTE LEBEN VON<br />

MICHAEL KOCH<br />

Welchen Weg gehen Sie mit<br />

Ihrem Unternehmen und<br />

warum nennen Sie es Fabrikle?<br />

Was ist dabei Ihr Antrieb?<br />

Wie sieht Nachhaltigkeit in<br />

Ihren Augen aus?<br />

Wie passen Bremswiderstände<br />

in dieses Bild?<br />

Engagement hört für Sie an<br />

den Unternehmensgrenzen<br />

nicht auf?<br />

10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MICHAEL KOCH<br />

FIRMENGRÜN<strong>DER</strong> UND GESCHÄFTSFÜHRER<br />

<strong>DER</strong> MICHAEL KOCH GMBH, UBSTADT-WEIHER


APP<br />

STANDPUNKT<br />

VON <strong>DER</strong><br />

APP<br />

BIS ZU<br />

VIRTUAL<br />

BIS ZU<br />

VIRTUAL<br />

REALITY<br />

FRANK KRONMÜLLER<br />

PROKURIST/EXECUTIVE VICE PRESIDENT,<br />

R+W ANTRIEBS ELEMENTE, KLINGENBERG<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Der Support-Service über soziale Netzwerke inklusive<br />

Apps ist bei den meisten B2C-Unternehmen selbstverständlich.<br />

Mobile Apps werden auch im erweiterten<br />

Geschäftsumfeld immer wichtiger. Das bestätigen die<br />

Zahlen der letzten Jahre, der weltweite Gesamtumsatz mit mobilen<br />

Apps liegt bei ca. 76,5 Milliarden US-Dollar, der Anteil der Business-to-Business-Apps<br />

bei 50 %. Vorreiter für mögliche<br />

Applikationen findet man überwiegend im Ausland, zum Beispiel<br />

in den USA. Generell ist aber von Bedeutung, dass für den Nutzer<br />

ein Mehrwert geschaffen wird und die App nicht nur als reines<br />

Marketingtool zu sehen ist – denn dann könnte man sich die Entwicklungskosten<br />

und vor allem die Zeit für die Konzeption und<br />

Umsetzung der App sparen.<br />

Viele Industrieunternehmen haben diesen Ansatz mittlerweile<br />

erkannt und bieten Apps mit einem sogenannten Profit und liefern<br />

zusätzlichen Service. Grundsätzlich sind B2B-Applikationen<br />

komplexer, da überwiegend aus verschiedenen Backend-Systemen<br />

Informationen abgerufen und zurückgespiegelt werden. Es gibt<br />

mobile Apps, die interaktive Bedienungsanleitungen für industrielle<br />

Maschinen darstellen oder gar die komplette Steuerung<br />

einer Anlage erlauben und Prozesse eigenständig regulieren. Die<br />

unmittelbare Aufnahme und Verarbeitung von Anfragen direkt hin<br />

zur Angebotserstellung und Übermittlung rein durch eine mobile<br />

Applikation sind keine Seltenheit mehr.<br />

Wenn der strategische Ansatz (Service, Controlling, Maschinensteuerung<br />

etc.) für eine App feststeht, kann eine App für alle<br />

Beteiligten ganz praktisch sein, der Anwender spart Zeit und das<br />

Unternehmen optimiert den gesamten Geschäftsprozess mit positiven<br />

Auswirkungen auf Absatz und Kundenbindung.<br />

R+W hat sich vor der Hannover Messe Gedanken rund um die<br />

Erweiterung einer bestehenden App gemacht und kam zu dem<br />

Entschluss, einen Servicebereich zu integrieren und die Produkte<br />

virtuell auf verschiedenste Weisen darzustellen. Der generierte<br />

Mehrwert durch diese Zusätze kommt allen Nutzern der App zu<br />

Gute, selbst den R+W-Vertriebsmitarbeitern.<br />

APPS UND VIRTUAL REALITY<br />

VERÄN<strong>DER</strong>N AUCH DIE WELT<br />

<strong>DER</strong> ANTRIEBSTECHNIK<br />

In der neu geschaffenen Kategorie Service können mithilfe von<br />

Videos oftmals nachgefragte Sachverhalte, wie beispielsweise die<br />

Drehmomenteinstellung einer Sicherheitskupplung, angeschaut<br />

werden. Der Ablauf beim Ein- und Ausrasten und das Einstellen<br />

einer Kupplung werden so ganz einfach dargestellt und im individuellen<br />

Tempo fast schon spielerisch erklärt. Das ist wichtig für die<br />

Endmontage einer Maschinenanlage, es können aber auch die<br />

richtigen Schlüsse vor und während der Planung einer Anlage<br />

gezogen werden.<br />

Der Bereich Virtual Reality ist für die Nutzung mit Cardboard-<br />

Brille konstruiert. Wenn kein Cardboard vorliegt, können die<br />

Produkte (Elastomer-Kupplung, Metallbalgkupplung, Sicherheitskupplung,<br />

Gelenkwelle und Lamellenkupplung) im Showroom inspiziert<br />

werden. Das Plus für den Anwender: die Produkte können<br />

gedreht, auseinander montiert, im Einsatz und in den verschiedensten<br />

Anwendungsgebieten betrachtet werden. On top gibt es<br />

eine kurze Übersicht mit den technischen Daten und Eigenschaften<br />

der ausgewählten Kupplung. In der VR-Welt stehen ebenso die<br />

diversen R+W-Kupplungsarten zum Erproben bereit.<br />

Für uns bei R+W war die Erweiterung der App auf jeden Fall ein<br />

weiterer notwendiger Schritt, den wir nach der Hannover Messe<br />

aufgrund des überwiegend positiven Feedbacks als äußerst gelungen<br />

bewerten. Solche Tools müssen kontinuierlich ausgebaut und<br />

optimiert werden und liegen im Fokus der modernen Marketingwelt,<br />

und sie bringen letztlich auch einen Mehrwert für Konstrukteure.<br />

www.rw-kuppungen.de<br />

12 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


SEIT BEGINN <strong>DER</strong> HANNOVER MESSE DABEI<br />

Ein Aussteller der<br />

ersten Stunde auf der<br />

Hannover Messe ist<br />

Continental. In<br />

diesem Jahr kam das<br />

Unternehmen im 70.<br />

Jahr nach Hannover,<br />

um neue Technologien<br />

für die Industrie<br />

vorzustellen. Während<br />

den Besuchern der<br />

„Export-Messe 1947<br />

Hannover“ technische<br />

Kautschukprodukte<br />

wie Wärmflaschen,<br />

Gummihandschuhe<br />

für Haushalt und<br />

Industrie oder<br />

Aufsätze für Pipetten präsentiert wurden, standen <strong>2017</strong><br />

intelligente und miteinander vernetzbare Technologien im<br />

Fokus. „Das vorausschauende Warten und Instandhalten von<br />

Maschinen und Anlagen wird künftig ein wesentlicher<br />

Wachstums- und Effizienztreiber in einer Vielzahl der<br />

Industrien sein, in denen wir tätig sind“, so Continental-Vorstand<br />

Hans-Jürgen Duensing. Das Unternehmen demonstrierte,<br />

was mit den Mitteln der Digitalisierung in der<br />

Industrie alles möglich ist: von hochpräziser Messtechnik für<br />

den reibungslosen Lauf von Fördergurtanlagen bis hin zu<br />

Apps zur Schwingungsmessung via Smartphone.<br />

www.contitech.de<br />

BONFIGLIOLI: OPTIMISTISCH NACH REKORD-UMSATZ<br />

Der italienische Antriebsspezialist Bonfiglioli hat 2016 mit 790 Mio.<br />

Euro einen Rekord-Umsatz erwirtschaftet. Das Unternehmen zählt<br />

mit 15 % Marktanteil zu den größten Herstellern von Antriebstechnik<br />

für Baumaschinen. Mit seinen Azimut- und Pitchantrieben beliefert es<br />

eigenen Angaben zufolge 35 % aller Windenergieanlagen. In den<br />

letzten drei Jahren sei der Umsatz besonders stark in Brasilien, China,<br />

Indien und Russland gestiegen. Jedoch seien Europa und der Mittlere<br />

Osten mit fast 57 % des Gesamtumsatzes nach wie vor die wichtigsten<br />

Märkte. Das Unternehmen baut seine weltweite Produktion<br />

weiter aus, z. B. mit einem Werk für Mobile und Windlösungen im<br />

italienischen Forli und einer Produktionsstätte für Industrie-Getriebe<br />

im indischen Pune. Dazu plant es den Neubau der Konzernzentrale<br />

nach Industrie-4.0- und aktuellen Energieeffizienz-Kriterien. Für das<br />

Jahr <strong>2017</strong> erwartet der Antriebsspezialist einen „lebhaften Markt mit<br />

weiterem Wachstum.“<br />

www.bonfiglioli.de<br />

Für kraftvolle und hocheffiziente Hydraulik ist Bosch Rexroth weltweit Ihr Partner. Wir setzen für Sie die Maßstäbe in Leistung,<br />

Funktion und Lebensdauer. Egal für welche Anwendung, mit uns haben Sie Kraft und Drehmoment immer im Griff.<br />

Wir haben immer die passende Lösung für Sie – von der effizienten Lösung für Standardanwendungen bis hin zu anspruchsvollen<br />

Bewegungsaufgaben. Mit unserem einzigartigen Know-how verschieben wir immer wieder die Grenzen. Unsere rundum<br />

vernetzten Hydraulik-Lösungen fügen sich nahtlos in moderne Steuerungsarchitekturen ein. Von klein bis groß, von der Serie<br />

bis ins Projektgeschäft. Inklusiver weltweiter Serviceleistungen. Wir bewegen alles – mit Kraft und Drehmoment<br />

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TITELSTORY<br />

IN <strong>DER</strong> LAGERTECHNIK<br />

NEUE WEGE GEHEN<br />

Steigende Anforderungen an Roboter in der<br />

Industrieautomation veranlassen die Hersteller,<br />

nach Wegen zu suchen, noch steifere und präzisere<br />

Gelenk- bzw. Handachsen zu entwickeln. Auch bei den Präzisions-<br />

Planetengetrieben für die Automatisierungstechnik steigt die Nachfrage<br />

nach kippsteiferen und tragfähigeren Abtrieben. Limitierender Faktor sind<br />

in beiden Fällen die dort eingesetzten Schrägkugellager.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Schrägkugellager der schmalen ISO-Baureihe 718 kommen<br />

speziell im Abtrieb von Präzisionsplanetengetrieben zum<br />

Einsatz, um den benötigten Bauraum deutlich zu reduzieren.<br />

Gleichzeitig müssen diese Lager hohe kombinierte<br />

Belastungen, bestehend aus Axial- und Radialkräften sowie Kippmomenten<br />

übertragen.<br />

Auch in Handachsen von Robotern werden sie bevorzugt eingesetzt.<br />

Dort stehen vor allem das geringe Gewicht der gesamten<br />

Konstruktion und die große Hohlwelle im Vordergrund, die nur mit<br />

sehr kleinen Lagerquerschnitten realisiert werden kann. Vor allem<br />

die aus den Kräften und Momenten resultierenden Verformungen<br />

und Verlagerungen an den Schrägkugellagern sind heute die<br />

begrenzenden Faktoren auf dem Weg zu noch mehr Präzision.<br />

LINIEN- ANSTATT PUNKTKONTAKT:<br />

VERDOPPELTE KIPPSTEIFIGKEIT<br />

Die Steifigkeit dieser Kugellagerungen ist im gegebenen Bauraum<br />

hinsichtlich Kontaktgeometrie, Kugeldurchmesser und Anzahl der<br />

Kugeln kaum weiter ausreizbar. Eine technisch und wirtschaftlich<br />

interessante Lösung für mehr Steifigkeit und Tragfähigkeit im<br />

gleichen Bauraum bietet Schaeffler mit seinen INA Schrägrollenlagern<br />

an. Es handelt sich um Wälzlager mit zylindrischen Rollen<br />

und schräg zur Lagerachse angeordneten Laufbahnen.<br />

Der Linienkontakt der Zylinderrollen sorgt für eine außergewöhnlich<br />

hohe Steifigkeit, bezogen auf den Bauraum eine beachtlich<br />

hohe Tragfähigkeit und für geringste Einfederungen. Ein ein facher<br />

Vergleich macht dies anschaulich: Eine Kugel mit 10 mm Durchmesser<br />

belastet mit einer Normalkraft von 1 000 N führt zu einer<br />

Einfederung von 40 µm, die Zylinderrolle gleichen Durchmessers<br />

bietet 8 µm Einfederung und damit das 5-fache an Steifigkeit.<br />

Schaeffler bietet die Schrägrollenlager in den zwei Bauarten SGL<br />

und AXS an. Die exakt geschliffenen, dreieckförmigen Ringquerschnitte<br />

der SGL-Lager ermöglichen im Zusammenspiel mit dem<br />

Linienkontakt der Zylinderrollen sehr präzise, tragfähige und steife<br />

Lagerungen. Zwischen den Lagerringen ist ein Käfig aus verschleißfestem<br />

Kunststoff angeordnet. Er wird an der Welle geführt. Die<br />

Lager der SGL-Baureihe entsprechen der Maßreihe 18 und sind<br />

14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


LAGER- UND LINEARTECHNIK<br />

damit direkt austauschbar mit den Schrägkugellagern der Baureihe<br />

718. Im Vergleich zu diesen Schrägkugellagern lässt sich mit SGL-<br />

Schrägrollenlagern gleicher Baugröße die Kippsteifigkeit kompletter<br />

Lagerungen z. B. am Abtrieb von Planetengetrieben baugrößenabhängig<br />

um 50 bis 230 % erhöhen.<br />

ALTERNATIVE LAGERBAUART FÜR<br />

PRÄZISONSGETRIEBE<br />

Getriebehersteller können ihren Kunden mit den SGL-Lagern<br />

als alternative Lagerbauart zu den Schrägkugellagern zwei Performance-Klassen<br />

anbieten. Wittenstein Alpha aus Igersheim war Vorreiter<br />

beim Einsatz dieser Wälzlager-Entwicklung und verwendet in<br />

DIE SCHRÄGROLLENLAGER<br />

KÖNNEN DIE KIPPSTEIFIGKEIT<br />

KOMPLETTER LAGERUNGEN UM<br />

50 BIS 230 % ERHÖHEN<br />

Aus diesem Anforderungsprofil entwickelten die Schaeffler-<br />

Inge n ieure mehrere Lagerkonzepte – am Ende der Analyse stand<br />

die Entwicklung der Schrägrollenlager SGL. Marc Mahler fügt noch<br />

hinzu: „Aus Sicht des Getriebebaus sind die SGL-Lager sehr kompakt<br />

bauende, steife und hochgenaue Lager, die große Lasten übertragen<br />

können. Die im Vergleich zu den Schrägkugellagern geringere<br />

Nenndrehzahl spielt bei unseren Anwendungen keine Rolle.“<br />

LAGER FÜR KOMPAKTESTE UND SEHR<br />

LEICHTE KONSTRUKTIONEN<br />

Schaeffler bietet zusätzlich zur SGL-Baureihe mit massiven Lagerringen<br />

die Baureihe AXS an. Markantes Merkmal sind die nur 1 mm<br />

starken, spanlos hergestellten Ringe. Da diese keine eigene Formstabilität<br />

besitzen, passen sie sich den konischen Lagersitzen der<br />

Umgebungskonstruktion perfekt an. Dies bedingt jedoch auch,<br />

01<br />

den Hochleistungsgetrieben TP+ generell diese Lagertype. Dipl.-Ing.<br />

Marc Mahler, Konstrukteur bei Wittenstein Alpha, erläutert zu diesem<br />

Projekt: „Bei der Weiterentwicklung unserer Getriebebaureihe<br />

TP zu den TP+-Getrieben definierten wir sechs anspruchsvolle Ziele<br />

und sind mit diesen an Schaeffler herangetreten: Reduzierung des<br />

Getriebe-Bauraums, Steigerung der Tragfähigkeit der Abtriebslagerung,<br />

Erhöhung der Lebensdauer, Verbesserung der Kippsteifigkeit<br />

am Abtrieb, Mehrfachverwendung und Kostenoptimierung.“<br />

01 SGL-Lager passen in den gleichen Bauraum wie die<br />

Schrägkugellager der Baureihe 718, verfügen jedoch über einen<br />

sehr steifen Rollenkontakt<br />

02 Kippsteifigkeiten von Schrägkugellagern und Schrägrollenlagern<br />

bei gleicher Baugröße im Vergleich<br />

02<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 15


LAGER- UND LINEARTECHNIK<br />

03<br />

03 Wittenstein Alpha Präzisions-Planetengetriebe<br />

TP+ mit INA Schrägrollenlagern des Typs<br />

SGL für eine besonders kippsteife, tragfähige<br />

und platzsparende Abtriebslagerung<br />

04 Das INA Schrägrollenlager AXS überzeugt<br />

vor allem durch geringes Gewicht und<br />

minimalsten Bauraum bei gleichzeitig<br />

beachtlichen Tragzahlen<br />

dass die Genauigkeit der AXS-Lagerung entscheidend von der<br />

Qualität der Umgebungskonstruktion bestimmt wird – insbesondere<br />

von der Rundheit und Oberflächenbeschaffenheit<br />

der Welle und des Gehäuses sowie von der Winkeltoleranz.<br />

In einer Aufspannung gedrehte bzw. feingedrehte<br />

Oberflächen genügen in den meisten Anwendungsfällen.<br />

Die Lagerringe können auch von Konstruktionen aus<br />

Aluminium oder anderen Leichtbauwerkstoffen aufgenommen<br />

werden, sodass extrem leichte Konstruktionen<br />

realisierbar sind. Da die beiden Lagerringe identisch sind,<br />

ist eine Verwechslung der Teile in der Montage ausgeschlossen.<br />

Der Innenring ist auf dem Wellenbund und der Außenring<br />

in der Gehäusebohrung zentriert.<br />

AXS-Lager sind auf das absolut notwendige Material für den<br />

Wälzkontakt reduziert und erlauben kompakteste und sehr<br />

leichte Lösungen. Sie werden stets paarweise eingesetzt und<br />

sind für kombinierte Axial- und Radiallasten entwickelt worden.<br />

Die O-Anordnung der Lager erlaubt große Stützabstände<br />

und sehr steife Lagerungen. Während die SGL-Lager grundsätzlich<br />

über einen Druckwinkel von 45° verfügen, sind die<br />

AXS-Lager sowohl mit einem Druckwinkel von 45° als auch<br />

mit einem Druckwinkel von 60° für überwiegende Axiallasten<br />

verfügbar.<br />

Schrägrollenlager AXS werden besonders erfolgreich in Anwendungen<br />

mit Schwenkbetrieb oder niedrigen Drehzahlen<br />

eingesetzt, z. B. in Getrieben für die präzise Nachführung von Solarpanels<br />

oder in Stellantrieben und Vorschubantrieben von Werkzeugmaschinen.<br />

Ihr großes Potenzial beweisen die AXS-Lager außerdem in Handachsen der Lackierroboter<br />

von Dürr: Das minimale Gewicht der Lager, der kleine Querschnitt und der<br />

sehr steife Rollenkontakt ermöglichen eine leichte, dünnwandige und sehr tragfähige<br />

Konstruktion mit großem Freiraum für die Durchführung der Farbschläuche. In Verbindung<br />

mit der hohen Kippsteifigkeit der Lagerung werden präzise Sprühbahnen und<br />

ein perfektes Sprühbild realisiert. Darüber hinaus sind die Lager durch die spanlose<br />

Herstellung der Ringe kostengünstig.<br />

Bilder: Aufmacherbild Dürr; Bilder 01, 02 und 04 Schaeffler; Bild 03 Wittenstein<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"EINE ALTERNATIVE<br />

LAGERBAUART MIT<br />

GROSSEM POTENZIAL<br />

FÜR UNSERE PRÄZI­<br />

SIONSGETRIEBE"<br />

Marc Mahler,<br />

Konstrukteur,<br />

Wittenstein Alpha<br />

Für sehr platzsparende Kon -<br />

s truktionen mit kombinierten<br />

Axial- und Radialkräften, in<br />

denen der punktförmige Wälzkontakt<br />

der Kugel nicht mehr die<br />

notwendige Steifigkeit erreicht,<br />

sind die Schrägrollenlager SGL<br />

bzw. AXS von Schaeffler optimal<br />

geeignet.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

www.schaeffler.de<br />

04<br />

16 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


ZAHNRAD | GETRIEBE | HÄRTEREI<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 />

DAS SCHRÄGROLLENLAGER<br />

ERFÜLLT DIE HOHEN<br />

ANFOR<strong>DER</strong>UNGEN AN PRÄZISE<br />

ABTRIEBSLAGERUNGEN VON<br />

PRÄZISIONSGETRIEBEN<br />

HANS-GEORG KIERDORF,<br />

Anwendungstechniker für Industriegetriebe bei Schaeffler<br />

Die heutigen Anforderungen der Robotik und des Präzisionsgetriebebaus an<br />

die Abtriebslagerungen bezüglich geringstem Bauraum bei gleichzeitig hoher<br />

Tragfähigkeit und Steifigkeit werden mit unseren Lagerreihen SGL und AXS auf<br />

Basis der Zylinderrolle voll erfüllt. Besonderes Augenmerk ist auf die Auslegung<br />

der Lagerung zu richten. Gerade die Berechnung ihrer Steifigkeiten ist nicht<br />

trivial. Hier können wir nicht nur mit Bearinx, unserem Berechnungs-Tool,<br />

sondern auch mit unseren erweiterten CAE-Berechnungstools den Kunden<br />

unterstützen. Wir berechnen in Bearinx nicht nur den einzelnen Wälzkontakt<br />

und die Verlagerung der Lager, sondern auch die der Wellen und Verzahnungen,<br />

also das komplette System. So wird die Auslegung auf dem neuesten<br />

technologischen Stand wirklich realitätsnah.<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


LAGER UND LINEARTECHNIK<br />

SOFTWARE ZUR EXAKTEN<br />

AUSLEGUNG VON<br />

LINEARACHSEN<br />

Direktangetriebene Linearachsen haben<br />

einen wesentlich besseren Wirkungsgrad<br />

und eine höhere Überlastfähigkeit als<br />

klassische Linearachsen. Diese Vorteile<br />

können Anwender aber nur nutzen, wenn die<br />

Achsen korrekt ausgelegt werden. A-Drive<br />

Technology verwendet dafür ein spezielles<br />

Simulationsprogramm, das teure Überdimensionierungen<br />

ersparten soll. Bei<br />

direktangetriebenen Linearachsen ist der<br />

Motor schon integriert, sodass sich Maschinen<br />

deutlich kompakter und kosteneffizienter<br />

bauen lassen. Das Unternehmen bietet unter<br />

anderem Modelle von Sinadrives an, die aus<br />

einem Führungsprofil mit robustem Messsystem,<br />

einem Linearmotor und Linearführungen<br />

bestehen. Auf Wunsch sind als<br />

Zubehör auch Endschalter und Energieführungsketten<br />

erhältlich. Für die Auslegung der<br />

Achsen setzt das Unternehmen eine<br />

Software ein, die die Anwendung unter<br />

Berücksichtigung aller Vorgaben des Kunden<br />

optimiert. So können beispielsweise<br />

Faktoren wie Beschleunigung, Konstantfahrzeiten<br />

und Bremsungen in die Simulation<br />

einfließen. Das Programm gibt aber auch<br />

Aufschluss darüber, welche Temperaturen<br />

der Motor im Betrieb erreicht. Dieser Punkt<br />

wird von den meisten herkömmlichen<br />

Programmen vernachlässigt.<br />

www.a-drive.de<br />

MINIATUR-LINEARAKTUATOR<br />

Der derzeit kleinste Linearaktuator des<br />

umfassenden Schrittmotorenprogramms<br />

von Haydon Kerk findet auf nur<br />

15 mm (0,6“) Durchmesser Platz. Er<br />

gehört zur 15 000er Serie, deren<br />

Linearaktuatoren in zwei Ausführungen<br />

erhältlich sind – Captive und External<br />

Linear. Die Aktuatoren bieten eine<br />

Auswahl verschiedener Auflösungen im<br />

Bereich von 0,02 bis 0,10 mm pro Schritt.<br />

Sie liefern eine lineare Kraft von bis zu<br />

1,7 kg ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer. Die Modelle sind für den Mikroschrittbetrieb<br />

geeignet, womit noch feinere Auflösungen möglich sind. Die von Haydon Kerk<br />

Motion Solutions genutzten firmeneigenen Fertigungsprozesse – zum Beispiel für die<br />

Kunststoffmutter aus technischem Thermoplast und die aus Edelstahl gerollte<br />

Gewindespindel – gewährleisten laut Anbieterhohe Effizienz und Lebensdauer.<br />

Zu den typischen Anwendungen zählen medizinische Geräte, Halbleiterhandling,<br />

Ventilsteuerung, X-Y-Tische, Handgeräte und vieles mehr. Zusätzlich zu den Standardkonfigurationen<br />

kann Haydon Kerk Motion Solutions die Bauart der Aktuatoren an<br />

spezifische Anwendungsanforderungen anpassen.<br />

www.haydonkerk.com<br />

PROFILSCHIENENFÜHRUNGEN IN O-ANORDNUNG<br />

Hiwin erweitert die Familie seiner<br />

Profilschienenführungen um die<br />

CG-Baureihe. Diese unterscheidet<br />

sich in der Kugelführung von den<br />

bisherigen durch die O-Anordnung<br />

ihrer vier Kugelreihen. So erreicht sie<br />

eine höhere Steifigkeit und kann<br />

stärkere Rollmomente aufnehmen.<br />

Optional steht ein Abdeckband zur<br />

Verfügung, das einfach auf die<br />

Oberseite der Schiene aufgeklippt<br />

wird. Dadurch verschließt es die<br />

Montagebohrungen und das Anbringen von Abdeckkappen entfällt. Um eine zuverlässige<br />

Versorgung mit Schmierstoffen zu sichern, ist die CG-Baureihe neben den<br />

üblichen Schmierkanälen an beiden Umlenkungen mit einem zusätzlichen Schmierkanal<br />

in der Mitte des Laufwagens ausgestattet. Das ist speziell bei Kurzhubanwendungen<br />

ein Vorteil, da hier kein kompletter Kugelumlauf stattfindet. Die CG-Baureihe hat<br />

einen hohen Wirkungsgrad bei präzise wiederholbaren Linearbewegungen. Bis Ende<br />

<strong>2017</strong> wird sie in allen Größen erhältlich sein.<br />

www.hiwin.de<br />

Reversierend wiedereinrasten<br />

EAS ® -reverse —<br />

freischaltende Sicherheitskupplung<br />

vom Marktführer auch für schwer<br />

zugängliche Antriebssituationen<br />

www.mayr.com<br />

Ihr zuverlässiger Partner<br />

MAYR.indd 1 13.06.<strong>2017</strong> 15:05:30<br />

18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


VEREINFACHTE WÄLZLAGER BESCHAFFUNG<br />

Mit Rillenkugellagern und Kegelrollenlagern<br />

des japanischen Herstellers Nachi hat Findling<br />

sein Abeg-Premium-Segment erweitert.<br />

Daneben deckt Findling mit Wälzlagern der<br />

Eco- oder Easyroll-Leistungsklassen auch den<br />

Lowcost-Bereich ab. Anwendungstechniker des<br />

Karlsruher Wälzlagerspezialisten bieten auch<br />

eine technische Beratung an, von der anwendungsbezogenen<br />

Spezifikation über die<br />

Berechnung und Simulation bis hin Schulungsangeboten<br />

für alle Kenntnisstände. Der<br />

Anbieter übernimmt außerdem komplexe<br />

Supply-Chain-Prozesse. Dieser Dienstleistungsbereich<br />

wird weiterhin ausgebaut. Im<br />

Rahmen des globalen Qualitätsmanagements verantwortet er die Lieferantensuche, das Voraudit,<br />

die Validierung sowie das Voll- und Prozessaudit. Die Auslagerung der Beschaffungsprozesse wird<br />

vertraglich abgesichert bei genau definierten Leistungskriterien und -kennzahlen. Der Einkauf<br />

globaler Wälzlagertechnologie wird so zu einem transparenten Prozess.<br />

www.findling.com<br />

TEMPERATURBESTÄNDIGKEIT ERHÖHT<br />

Igus hat seinen Allround-Gleitlager-Werkstoff weiter<br />

verbessert und präsentiert Iglidur G1. Der neue schmier- und<br />

wartungsfreie Tribo-Polymer-Werkstoff soll mit höherer<br />

Temperaturbeständigkeit, niedriger Feuchtigkeitsaufnahme<br />

sowie weiter verbessertem Reibungs- und Verschleißverhalten<br />

überzeugen. Das neue Gleitlager verfügt über erheblich<br />

verbesserte Werkstoffeigenschaften, und das zum nahezu<br />

gleichen Preis. So haben die Entwickler die Verschleißraten<br />

bei niedrigen Lasten (bis 5 MPa) auf bis zu ein Viertel<br />

reduziert. Die Standzeiten bei hohen Belastungen konnten je<br />

nach Anwendungsparametern nahezu verdoppelt werden.<br />

Gleichzeitig lässt sich der Allrounder jetzt bei Anwendungstemperaturen<br />

bis 180 °C dauerhaft einsetzen. Darüber<br />

hinaus wurde die Temperatur, ab der neben dem Presssitz<br />

eine zusätzliche axiale Sicherung empfohlen wird, um die Hälfte auf 120 °C gesteigert. Damit und<br />

mit der um mehr als 50 % gesenkten Feuchtigkeitsaufnahme ist der Werkstoff für ein noch breiteres<br />

Spektrum an Umgebungsbedingungen geeignet.<br />

www.igus.de<br />

Multilift II Produktlinie<br />

Für jede Anwendung die<br />

richtige Hubsäule<br />

Ausführung -telescope-<br />

▪ optimales Einbau-Hubverhältnis<br />

▪ erfüllt Ergonomienorm für<br />

Arbeitstische (DIN EN 527-1:2011)<br />

Ausführung -impact-<br />

▪ Absorption extremer Aufprallkräfte<br />

(z.B. für dynamisch beanspruchte<br />

Arbeitstische)<br />

Ausführung -ESD-<br />

▪ elektrisch leitfähige Hubsäule<br />

Ausführung -safety-<br />

▪ mit Absturzsicherung für<br />

Überkopfanwendungen<br />

ALTERNATIVE ZU OPTISCHEN MESSSYSTEMEN<br />

Das analoge Hall Modul bietet die Firma<br />

Tecnotion als eine günstigere Alternative<br />

zu hochgenauen optischen Messsystemen<br />

bei Linearmotorachsen an. Es kann<br />

verwendet werden in Anwendungen, die<br />

nur einen gewissen Grad an Genauigkeit<br />

erfordern. Das Modul wird direkt an der<br />

Spuleneinheit montiert und nutzt die<br />

Magnetplatte als Maßstab zur Positionsbestimmung.<br />

Es ist so konzipiert, dass es<br />

mit seinen knappen 32 mm Höhe unter<br />

die Schlittenplatte passt und nicht über<br />

die Spuleneinheit hinaus steht. Zudem<br />

macht das Auslesen der Magnetbahn einen gesonderten Maßstab neben der Magnetplatte überflüssig.<br />

Das Modul benötigt lediglich einen 5 V DC-Anschluss und gibt ein Sinus-Cosinus-Signal aus.<br />

Mit Absolutgenauigkeiten von ± 100 µm und ± 30 µm Wiederholgenauigkeit eignet es sich z. B. für<br />

viele Applikationen in der Holzbearbeitung oder bei Handlingaufgaben.<br />

www.tecnotion.com<br />

LINEAR-<br />

PROFIL-<br />

VERBINDUNGS-<br />

MODUL-<br />

TECHNIK<br />

www.rk-rose-krieger.com


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

LAGER UND LINEARTECHNIK<br />

LINEARTECHNIK<br />

HEBT AB<br />

Fliegen ist pure Leidenschaft! Mit dem Light<br />

Sport Aircraft Breezer gilt das in besonderem<br />

Maße. Es ist sofort spürbar, dass der<br />

Konstrukteur selbst ein begeisterter<br />

Luftsportler und Vereinspilot ist. Leichte<br />

Teleskopschienen bewegen in diesem High<br />

Performance Flugzeug die Plexiglashaube<br />

der Pilotenkanzel – mit Sicherheit.<br />

In ihrer Flugzeugmanufaktur nahe des Schleswig-Holsteinischen<br />

Wattenmeers baut die Breezer Aircraft GmbH & Co. KG in sorgfältiger<br />

Präzisionsarbeit hochwertige und individuelle Ultraleicht-<br />

und LSA-Flugzeuge. Die sog. Light Sport Aircrafts sind<br />

einmotorige Leichtflugzeuge mit ein oder zwei Sitzen. Zuerst<br />

kamen sie Anfang der 2000er Jahre in den USA auf. Ihr maximales<br />

Abfluggewicht liegt bei 600 kg und die zulässige Höchstgeschwindigkeit<br />

bei maximaler Motorleistung bei 222 km/h. Sie verfügen<br />

über ein Kolbentriebwerk, ein festes Fahrwerk und haben keine<br />

Druckkabine. Die kleinen Breezer-Sportmaschinen werden bei<br />

Breezer Aircraft von einem 20-köpfigen Team aus Flugzeug-Enthusiasten<br />

mit dem Ziel gebaut, hochwertige und vielseitige Kleinflugzeuge<br />

mit Komfort, maximaler Sicherheit, guter Verarbeitung und<br />

starkem Design anzubieten. Die Ingenieure, Mechaniker und Techniker<br />

sind zum Teil selbst begeisterte Flugsportler und Vereinspiloten,<br />

die mit dem Breezer ein hochwertiges Allroundflugzeug<br />

20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


mit gutmütigen Flugeigenschaften geschaffen haben, das auch auf kleineren Flugplätzen<br />

mit kurzen Bahnen eine entspannte Landung ermöglicht und schnell und<br />

sicher aufsteigt. Mit seinem ausgewogenen Schwerpunkt, den bei jeder Tankfüllung<br />

stabilen Flugeigenschaften und einer Geschwindigkeit von rund 185 km/h<br />

– die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 210 km/h – hat es als leichte Reiseflugmaschine<br />

weltweit Freunde gefunden.<br />

ABSOLUT ZUVERLÄSSIG<br />

Das Besondere am Breezer liegt in der Konstruktion. Sie demonstriert die Überleitung<br />

traditioneller Metallbauweise in die LSA-Klasse. CNC-gefräste, genietete<br />

und geschraubte Bleche aus zertifiziertem Luftfahrt-Aluminium werden beim<br />

Breezer zu einem eleganten und harmonischen Äußeren zusammengefügt. Die<br />

durchsichtige Plexiglashaube der 1,16 m breiten Pilotenkanzel ist ein besonders<br />

wichtiges Bauteil der Konstruktion. Sie muss immer sicher und fest in ihrer Position<br />

bleiben und sich zum Ein- und Aussteigen auch im Notfall schnell und problemlos<br />

öffnen lassen. Bei Breezer Aircraft werden deshalb wartungsfreie Teleskopschienen<br />

der Rollon Gruppe zur Führung und Befestigung des beweglichen Teils der<br />

DIE TELESKOPSCHIENEN WURDEN WEGEN<br />

DES GERINGEN GEWICHTS UND <strong>DER</strong><br />

HOHEN BELASTBARKEIT AUSGEWÄHLT<br />

Plexiglashaube verwendet. Ralf Magnussen, Entwicklungsingenieur bei der Breezer<br />

Aircraft GmbH, hat sich wegen des geringen Gewichts und der hohen Belastbarkeit<br />

für ein System von Rollon entschieden. Während des Ein- und Aussteigens<br />

wird die Haube voll aufgezogen und die beiden rechts und links an der Pilotenkanzel<br />

angebrachten Teleskopschienen werden maximal belastet. Beim Flug ist<br />

die Haube geschlossen und wird oben mittig arretiert. Im geschlossenen Zustand<br />

wird das System entsprechend kaum belastet.<br />

LEICHT UND STABIL<br />

Die Teleskopschiene HTT aus der Produktfamilie Hegra Rail ist ein Teilauszug mit<br />

einem Hub von über 60 % der geschlossenen Teleskoplänge. Sie besteht aus einer<br />

Führungsschiene und einer Läuferschiene, die von einem Kugelkäfig geführt wird.<br />

Breezer Aircraft setzt die kleinste Baugröße 30 mit 15 mm Breite und 30 mm Höhe<br />

ein. Neben der leichten Aluminiumlegierung sorgen Bohrungen in der Führungsschiene<br />

und im Läufer für größtmögliche Gewichtsersparnis. Die Bohrungen<br />

wurden von den Rollon-Ingenieuren genau berechnet, sodass sich Tragzahl und<br />

Festigkeit der Teleskopschienen nicht verringern. Um bündig mit dem CFK-Haubenrahmen<br />

abzuschließen, wurde die 890 mm lange Teleskopschiene HTT030 am<br />

ausgezogenen Ende abgeschrägt ausgeführt.<br />

MASSGESCHNEI<strong>DER</strong>T<br />

Rollon setzt auf das Custom-Design aller Bauteile: Kleine und große individuelle<br />

Anpassungen der Teleskopschienen für das jeweilige Kundenprojekt sind die<br />

Spezialität des Unternehmens. Neben Gewicht und Stabilität sind dabei immer<br />

Langlebigkeit, Komfort und Ergonomie im Blick. Die Hegra-Rail-Teleskopführungen<br />

sind eine ausgezeichnete Lösung für die Luftfahrtbranche. Laut Hersteller<br />

weisen sie leichte und ruhige Laufeigenschaften auf, sind kosteneffizient und<br />

verfügen über eine exzellente Selbstausrichtung. Für die Aviation-Branche und<br />

speziell das Flugzeuginterieur bietet Rollon eine Vielzahl individuell anpassbarer<br />

Teleskopschienen an.<br />

Bilder: Breezer Aircraft GmbH & Co. KG, Rollon<br />

www.rollon.com<br />

DIE ACHSE.<br />

Wir bewegen.<br />

www.hiwin.de/DieAchse<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 21<br />

HIWIN.indd 1 13.06.<strong>2017</strong> 11:09:37


LAGER- UND LINEARTECHNIK<br />

DYNAMIK AUF<br />

<strong>DER</strong> ACHSE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das Besondere an den hier vorgestellten<br />

Linearmotor-Achsen sind die extrem kompakten<br />

Motoren, die den Einheiten überraschend kurze<br />

Gesamtlängen verleihen. Wer in seiner<br />

Konstruktion mit schwierigen und beengten<br />

Einbausituationen kämpft, erhält damit eine<br />

echte Problemlösung.<br />

Mit dem jüngsten Kind seiner High-Dynamic-Produktfamilie<br />

stellt der Kinematik-Spezialist Jung (JA2 GmbH)<br />

eine innovative Lineartechnik-Lösung für die Montage-,<br />

Handhabungs- und Positioniertechnik vor. Vor allem<br />

Anlagen- und Apparatebauern, die ihre Systeme immer wieder<br />

beengten Einbau- und Aktionsräumen anpassen müssen, macht<br />

die neue Linearachsen-Baureihe HA02-37Sx60 das Leben leichter.<br />

Der Grund: Erstmals verwendet Jung in diesen Achsen eine neue<br />

Generation von Motoren, die aufgrund ihrer ungewöhnlichen<br />

Innenarchitektur ein extrem kompaktes und kurzes Design haben.<br />

Da diese Short-Motoren gerade mal halb so lang sind wie leistungsähnliche<br />

Linearmotoren konventioneller Bauart, können<br />

auch die neuen High-Dynamic-Achs-Einheiten um etwa 50 % kürzer<br />

ausfallen. Firmenchef Wilhelm Jung erläutert: „Da die Achsen besonders<br />

kurz bauend sind, haben die kompakten Systeme unserer<br />

neuen Baureihe HA02 beispielsweise bei einem Hub von 160 mm<br />

eine Gesamtlänge von lediglich 290 mm. Eine vergleichbare Linearachse<br />

mit tubularem Servoantrieb in konventioneller Bauweise ist<br />

ungefähr doppelt so lang; sie beansprucht also erheblich mehr<br />

Raum.“ Ein weiterer Platzvorteil ist, dass die Short-Motoren keine<br />

abstehenden Stecker, sondern direkte Kabelgänge haben.<br />

VIELFALT AN SYSTEMLÖSUNGEN<br />

In der Einführungsphase bietet Jung die platzsparenden High-<br />

Dynamic-Linearmotor-Achsen der Baureihe HA02 mit Spitzenkräften<br />

von 122 N und Dauerkräften von 20 N an. Die nächste Variante mit<br />

einer Spitzenkraft von 255 N und einer Dauerkraft von 35 N ist<br />

bereits in der Realisierung. Damit ist die HA02-Baureihe dieser<br />

Linearmotor-Achsen komplett.<br />

Das Anwendungsgebiet der neuen Achsen ist grundsätzlich breit<br />

gefächert. Sie können zum Positionieren, Schieben, Zuführen, Ausstoßen<br />

und Eindrücken ebenso eingesetzt werden, wie zum Aufund<br />

Abstapeln oder Palettieren. „Denkbar sind auch Systemlösungen,<br />

bei denen auf einer einzigen Achse mehrere, individuell angesteuerte<br />

Short-Motoren laufen“, sagt Wilhelm Jung – und denkt dabei<br />

z. B. an vollautomatisierte und hocheffiziente Multi-Motor-Achsen<br />

für komplexe Sortier- und Selektierprozesse.<br />

Weitere Einsatzfelder für die Linearmotor-Achsen eröffnen sich<br />

durch die Möglichkeit, die Short-Motoren beidseitig mit Abstreifern<br />

auszustatten. Auf diese Weise wird das Eindringen von Staub- und<br />

Schmutzpartikeln in den Motor verhindert, sodass er auch mit<br />

rauen Produktionsumgebungen bestens klarkommt. Die in den Linearführungen<br />

verwendeten Wagen sind standardmäßig mit<br />

Abstreifern ausgestattet.<br />

KURZE ALTERNATIVE ZUR PNEUMATIK<br />

Mit den High-Dynamic-Linearmotor-Achsen der Baureihe HA02<br />

bietet Jung eine weitere hochdynamische Alternative zu pneumatisch<br />

betriebenen Linearachsen. Außerdem gilt: So wie die High<br />

Dynamic-Achsen vom Typ HA01 mit ihren konventionellen tubularen<br />

Servoantrieben (Spitzenkräfte: 67 N, 255 N, 585 N), verfügen auch<br />

die neuen Short-Motor-Einheiten über hochwertige Linearführungen<br />

mit Kugelumlaufwagen. Die Kugelketten im Kugelumlauf sind<br />

für hohe Spitzengeschwindigkeiten, hohe Beschleunigungen, einen<br />

niedrigen Geräuschpegel und eine sehr lange Lebensdauer ausgelegt.<br />

Charakteristisch für die Linearmotor-Produkte von Jung: Auch<br />

die Konstruktion der neuen High-Dynamic-Linearmotor-Achsen<br />

HA02 folgt dem Prinzip der Masseoptimierung, was konkret bedeutet:<br />

Trotz kleinem Einbauquerschnitt und sehr geringer bewegter<br />

Masse ist eine hohe Verdrehsteifigkeit gewährleistet.<br />

Bilder: Zffoto/Fotolia.de, JA2 GmbH<br />

www.ja2-gmbh.de<br />

22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


LAGER UND LINEARTECHNIK<br />

GERÄUSCHARME AKTUATOREN<br />

FÜR HÖHERE TRAGZAHLEN<br />

Thomson erweitert<br />

seine geräuscharme<br />

Whisper-<br />

Trak-Aktuatorenreihe<br />

für anspruchsvollere<br />

Anwendungen. Die<br />

neuen Modelle<br />

verdoppeln die<br />

Tragzahl von 2 auf<br />

4 kN, bieten<br />

höhere Verfahrgeschwindigkeiten bei 2 kN und neue Optionen für<br />

Niederstromschalten, Endlagenschalter und die Positionssteuerung<br />

bei 2 und 4 kN. Der neue Aktuator erreicht eine Geschwindigkeit<br />

von 4 mm/s, das ursprüngliche Modell 8 mm/s. Mit der<br />

Erweiterung gibt es drei Elektronikoptionen: Das fünfpolige<br />

Niederstromschalten mit elektronischen Endlagenschaltern<br />

eignet sich für Anwendungen, bei denen hohe Ströme geschaltet<br />

werden müssen. Das zweipolige Schalten nur mit elektronischen<br />

Endlagenschaltern vereinfacht die Installation von Anwendungen,<br />

die Start-/Stopp- und Positionsinformationen benötigen, aber kein<br />

Niederstromschalten. Ein eingebetteter Potentiometer und<br />

digitaler Encoder mit elektronischen Endlagenschaltern erlaubt<br />

die Nutzung der Positionsrückmeldung für andere Zwecke.<br />

www.thomsonlinear.de<br />

ROBUSTE UND EFFIZIENTE<br />

SCHRÄGKUGELLAGER<br />

Das einreihige Schrägkugellager<br />

aus der Hochleistungslager-Serie<br />

Explorer von SKF kann die Betriebskosten<br />

von Schraubenkompressoren,<br />

Pumpen und Getrieben<br />

verringern. Mit einem robusten<br />

Messingkäfig erreichen die Lager<br />

mit einem Berührungswinkel von<br />

40° eine erhöhte Grenzdrehzahl.<br />

Die Käfiggeometrie und hochfestes<br />

Messingmaterial reduzieren<br />

die Kontaktkräfte des Käfigs und<br />

erhöhen seine Festigkeit, gewährleisten<br />

eine größere Toleranz<br />

gegenüber Stößen und Schwingungen<br />

und erlauben so auch bei extremen Bedingungen höhere<br />

Drehzahlen. Daneben wird auch ein Berührungswinkel von 25°<br />

angeboten, der eine weitere Erhöhung der Drehzahl ermöglicht<br />

und dabei höhere Radialbelastungen aufnimmt. Bei beiden sorgt<br />

der optimierte Kugel-Käfig-Kontakt für eine geringere Wärmeentwicklung<br />

und eine höhere Temperaturstabilität, während der<br />

Geräusch- und Schwingungspegel reduziert wird. Für schwierige<br />

Bedingungen gibt es abgedichtete Varianten, die Verunreinigungen<br />

entgegenwirken.<br />

www.skf.com<br />

SCHMIERSTOFF FÜR LANGE LAUFZEITEN<br />

Für die Langzeitschmierung von hoch beanspruchten Wälzlagern hat Klüber das Klübersynth BHE 46-403 entwickelt. Das vollsynthetische<br />

Hochtemperaturfett ist über einen weiten Gebrauchstemperaturbereich einsetzbar. Die Additivierung schützt vor Verschleiß<br />

und Korrosion und reduziert so den Reibungswiderstand über lange Laufzeiten. Es eignet sich insbesondere für Kegelrollenlager,<br />

Zylinderrollenlager und Pendelrollenlager, z. B. in den Radlagern von Automobilen, den Transporteinheiten der Stahlindustrie, in<br />

Maschinen der Land- und Bauwirtschaft, in Förderanlagen, Textil- oder Papiermaschinen. Auch als Dichtfett zur Schmierung von<br />

Wälzlagerdichtungen kann es verwendet werden. So kann auch die Anzahl unterschiedlicher Fette reduziert werden, was die Gefahr<br />

von Verwechslungen minimiert.<br />

www.klueber.com<br />

SLF. DA BEWEGT SICH WAS.<br />

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 />

SLF.indd 1 12.06.<strong>2017</strong> 12:14:35<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 23


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

OTION<br />

MOTION<br />

CONTROL<br />

INCLUDED<br />

INCLUDED<br />

Kosten, Bauteile und Komplexität reduzieren, das sind immer wieder die<br />

Anforderungen an die Konstruktion. Wie Danfoss diese mit seinen Frequenzumrichtern<br />

mit Integrated Motion Control erfüllt, darüber sprach die Redaktion mit Hans-Josef<br />

Mennen, Business Development Manager Danfoss GmbH, VLT Antriebstechnik.


INTERVIEW<br />

Herr Mennen, als Business<br />

Development Manager sind<br />

Sie nah am Kunden. Was sind<br />

für Sie die Herausforderungen<br />

im Kundenkontakt bei<br />

Antriebsauslegungen?<br />

Die größte Herausforderung ist es für mich, komplizierte Dinge für den Kunden einfach zu<br />

machen. Dazu gehört es, das Pflichtenheft sozusagen aus der Maschine abzulesen, eine einfache<br />

Umsetzung zu erarbeiten und in die Maschine zu integrieren – letztlich auch das Ganze<br />

ohne großen Aufwand an Ressourcen, sei es technischer oder zeitlicher Art, beim Endkunden<br />

zur vollen Funktion zu bringen. Dazu ist es wichtig, auch nicht ganz triviale Anwendungen, wie<br />

das Positionieren und Synchronisieren einzelner Antriebsachsen, auf einfache Art umzusetzen.<br />

WIR HABEN MOTION-CONTROL-FUNKTIONALITÄTEN<br />

IN DEN FREQUENZUMRICHTER INTEGRIERT<br />

Für einzelne Achsen oder für Maschinen mit wenig bis mittlerem Aufwand an Bewegungsregelungen<br />

ist der Aufwand, ein traditionelles Servosystem zu integrieren, eine hohe Hürde, die es<br />

zu nehmen gilt. Diese Servosysteme bedingen häufig ein eigenes Bussystem, eine eigene Steuerungs-Philosophie<br />

sowie spezielle Antriebsregler mit Motoren und Getrieben. Weniger Komplexität,<br />

weniger Komponenten wären hier ein Gewinn.<br />

Ihre Antwort auf diese<br />

Themen heißt Integrated<br />

Motion Control bzw. IMC?<br />

Was ist damit gemeint?<br />

Können Sie unseren Lesern<br />

das Einsatzspektrum der<br />

Frequenzumrichter mit IMC<br />

definieren?<br />

Integrated Motion Control bedeutet zunächst einmal, dass unser Standard-Frequenzumrichter<br />

VLT Automation Drive um die Möglichkeit erweitert wurde, eine Bewegungssteuerung selbsttätig<br />

durchzuführen. Unsere Entwickler haben dazu die Firmware des Geräts um einen<br />

Lageregler erweitert. Dieser kann eigenständig Bewegungsprofile generieren und auch entsprechend<br />

ausregeln. Ebenso ist die Software in der Lage, einer Bewegung zu folgen und ermöglicht<br />

somit Synchronfahrten.<br />

Den großen Vorteil dieser Lösung sehen wir darin, dass man weder ein zusätzliches Engineering-Werkzeug<br />

noch spezielle Bibliotheken innerhalb der SPS benötigt, um diese Funktionen<br />

zu ermöglichen – das wird alles vom Frequenzumrichter übernommen. Auch ein Betrieb ganz<br />

ohne SPS – lediglich über digitale Ansteuerung – ist möglich. Da IMC Bestandteil der Standardsoftware<br />

ist, kann man auch deren Funktionalität für diese Anwendungen nutzen. Dadurch<br />

lassen sich alle relevanten Gebersysteme als Istwertquelle nutzen, so wie auch alle relevanten<br />

Bussysteme zur Verfügung stehen. Zugleich ist in vielen Fällen ein Betrieb auch vollkommen<br />

ohne Geber über die integrierte sensorlose Rotorlageerfassung möglich.<br />

Der Danfoss VLT Automation Drive FC302 ist unsere Standard-Frequenzumrichter-Baureihe,<br />

die einen Leistungsbereich von 0,37 kW bis 1,4 MW abdeckt und mit einer Vielzahl an Funktionen<br />

für Industrieanwendungen ausgestattet ist. Entsprechend breit ist das Spektrum möglicher<br />

Applikationen. Klassisch sehen wir den Einsatz in einfachen Förderanlagen, Maschinenantrieben<br />

und auch Anwendungen, die man heute nicht unbedingt klassisch als Motion-Anwendung<br />

identifizieren würde, wie z. B. einfache Initiator-Positionierungen.<br />

Es lassen sich übrigens neben den klassischen asynchronen Drehstrommotoren, in den bekannten<br />

Effizienzklassen auch permanenterregte Synchronmotoren in SPM-Ausführung anschließen<br />

und entsprechend betreiben. Der Maschinenbauer kann daher nicht nur die Motorart,<br />

sondern auch den Lieferanten frei wählen bzw. wechseln.<br />

We drive the universe.<br />

Harmonic Drive AG | Hoenbergstraße 14<br />

65555 Limburg/Lahn | T +49 6431 5008-0<br />

www.harmonicdrive.de


INTERVIEW<br />

Wie wird Ihre Antriebslösung in<br />

den Automatisierungsverbund<br />

integriert? Was verlangt sie<br />

dem Maschinenbauer ab?<br />

Kann in den Anwendungen mit<br />

IMC grundsätzlich auf Geber<br />

verzichtet werden?<br />

Können Sie uns exemplarisch<br />

ein typisches Kundenprojekt mit<br />

IMC beschreiben?<br />

Was war das Resultat des neuen<br />

Aufbaus?<br />

Für den Maschinenbauer oder Integrator stellt sich die Aufgabe recht einfach dar. Was ja auch<br />

exakt das Ziel von IMC ist. Er kann alle bekannten bisherigen Möglichkeiten nutzen, angefangen<br />

von reinem Handbetrieb über klassische Steuerung mittels analoger und digitaler Signale<br />

bis zur Bussteuerung. Der einzige Unterschied gegenüber dem bisherigen Handling, bei dem<br />

er den VLT Automation Drive als Drehzahlregler genutzt hat: Der Anwender gibt statt eines<br />

Sollwerts für die Drehzahl bzw. Frequenz, nun diesen Sollwert für die Position vor. Und es<br />

sind einige zusätzliche Signale vorhanden, die für weitere Features genutzt werden.<br />

Ganz klares Jein, wie man so schön sagt: Es kommt auf die Anwendung an. Eigentlich ist dies<br />

auch die einzige Herausforderung, die der Einsatz mit IMC mit sich bringt: eine realistische<br />

Abschätzung, ob ein Rückführungssystem im gegebenen Anwendungsfall gebraucht wird<br />

oder eben nicht.<br />

Eine Anwendung ist ein Portionierungssystem an einem Extruder. Hier wird mit Hilfe eines<br />

Sensors das ausgestoßene Endlosmaterial auf die gewünschte Länge geschnitten. Die bisherige<br />

Lösung dafür bestand aus einem Synchron-Servomotor mit eingebautem Resolver,<br />

der als Rotorlageerfassung zur Feldregelung sowie auch als Lageerfassung diente. Dazu der<br />

eigentliche Servoantriebsregler und ein Sensor zur Erfassung der Ruheposition des Messers.<br />

Dazu natürlich noch die für alle Komponenten notwendigen Verkabelungen.<br />

Die Lösung mittels IMC stellt sich prinzipiell sehr ähnlich dar. Bei den ersten Versuchen<br />

nutzten wir die zur Verfügung stehenden Komponenten und haben einfach den ohnehin<br />

vorhandenen Servomotor ohne dessen Resolver betrieben. Dabei zeigte sich sehr schnell,<br />

dass wir mittels IMC das System 1:1 substituieren können und zwar ohne Nutzung des Gebersystems.<br />

Aber es zeigte sich während der Versuche mit der Anlage des Kunden auch, dass<br />

der vorhandene Motor nicht optimal geeignet war. Er verfügte zwar über das geforderte<br />

Drehmoment, verschenkte aber einen Großteil der möglichen Drehzahl, sprich der Dynamik.<br />

Wir wählten einen Motor eines anderen Herstellers, der der geforderten Charakteristik<br />

mehr entsprach und konnten dadurch eine Verdopplung des Ausstoßes erreichen.<br />

In Summe ergaben sich Einsparungen von 365 € pro Antriebsachse, bei einem Antrieb der<br />

eine Leistung von ca. 0,75 kW besitzt. Die reinen Kosten sind ein Aspekt für die Anwendung,<br />

viel wichtiger war dem Kunden aber, einen Standardantrieb anstelle eines kompletten Servosystems<br />

nutzen zu können. Dazu entfällt die anfällige Geberverkabelung. Natürlich ist die<br />

mit den Versuchen gefundene bessere Lösung seiner Antriebsaufgabe mehr als erfreulich,<br />

ebenso wie auch die verringerte Komplexität auf allen Ebenen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Liegt es dann nicht auf der Hand,<br />

dass für einfachere Positionierund<br />

Synchronisier-<br />

Anwendungen klassische<br />

Servokonfigurationen in<br />

Zukunft zugunsten von solchen<br />

integrierten Lösungen wie<br />

Ihrem Frequenzumrichter mit<br />

IMC immer mehr verschwinden<br />

werden?<br />

Ein deutliches Ja und Nein. Wir sehen die Möglichkeiten, die wir mit IMC bieten als ein weiteres<br />

Tool im Werkzeugkasten der Engineering-Welt – sozusagen das Bindeglied zwischen<br />

ein fachen Motorsteuerungen und Servosystemen: Sicherlich bieten wir mit IMC eine deutliche<br />

Erweiterung dieser Möglichkeiten. In einigen Fällen wird eine Substitution mit Sicherheit<br />

zu beobachten sein, aber der weiteste Bereich sind zunächst erst mal die vielen<br />

Anwendungen, bei denen der Entwickler bisher den Aufwand scheute, ein Servosystem<br />

einzusetzen.<br />

Vielen Dank für das Gespräch!<br />

Das Interview führte Dr. Michael Döppert<br />

www.danfoss.de<br />

FÜR EINFACHE POSITIONIER-<br />

UND SYNCHRONISIERUNGS-<br />

AUFGABEN BRAUCHT MAN<br />

NICHT UNBEDINGT EIN<br />

SERVOSYSTEM


BÜRSTENLOSER GLEICHSTROMMOTOR<br />

NACH AXIALFLUSSPRINZIP<br />

Der Gleichstrommotor BGA 22 x 22 dCore<br />

von Dunkermotoren ist eisenlos<br />

aufgebaut. Dies ermöglicht Rastmomentfreiheit<br />

und einen vibrationsarmen,<br />

leisen Lauf. Der Axialflussmotor<br />

mit gestapelten Wicklungen ist mit<br />

Seltenerd-Magneten permanentmagnetisch<br />

erregt, seine Kommutierung<br />

erfolgt elektronisch. Die Wickeltechnik<br />

und die Stapelbauweise bilden die<br />

Grundlage für die hohe Volumenleistung.<br />

Mit seinem hohen Wirkungsgrad<br />

eignet er sich für den batteriebetriebenen Einsatz. Er kann sowohl auf hohe als auch auf<br />

niedrige Drehzahlen ausgelegt werden. Die aktuellen Auslegungen bieten Drehzahlen<br />

bis 16 000 min -1 . Der Motor ist mit drei Hallsensoren ausgestattet, die zur Kommutierung<br />

erforderliche Rotorlageinformation liefern. Diese können auch zur Drehzahlregelung<br />

und zum Positionieren herangezogen werden. Sollten die Hallsensoren für die<br />

Positioniergenauigkeit nicht ausreichen, ist der Motor mit entsprechenden Gebersystemen<br />

zu kombinieren.<br />

Torquemotoren<br />

Direktantriebe<br />

jetzt bis<br />

150000 Nm<br />

www.dunkermotoren.de<br />

EFFIZIENTE STANDARTISIERTE ANTRIEBSEINHEITEN<br />

Standardisierte Antriebseinheiten für Intralogistik- und Gepäckförderanlagen sind die<br />

Logidrive-Systeme von Nord Drivesystems. Sie erleichtern Projektierung und Ersatzteilmanagement<br />

durch reduzierte Varianten. Mit Motoreffizienzklasse IE4 und Systemeffizienzklasse<br />

IES2 erfüllen sie die höchsten Effizienzvorschriften und erreichen auch<br />

im Teillastbereich und bei niedrigen Drehzahlen sehr hohe Wirkungsgrade. Die Antriebe<br />

lassen sich einfach in Reihe installieren. Die Versorgungsspannung wird über kurze<br />

Leitungen von einer zur nächsten Einheit durchgeschleift. Die Systeme bestehen aus<br />

einem Kegelradgetriebe, einem<br />

IE4-Permanentmagnetsynchronmotor<br />

und einem Frequenzumrichter,<br />

der in Motornähe installiert<br />

wird. Netztrennschalter, Schlüsselschalter<br />

und Handbedienschalter<br />

am Gerät erlauben einen flexiblen<br />

Vor-Ort-Zugriff auf einzelne<br />

Antriebsachsen zum Einrichtbetrieb<br />

oder Service. Die Sicherheitsfunktionen<br />

STO und SS1 sind<br />

standardmäßig enthalten.<br />

· maximale Momente<br />

· hohe Wirkungsgrade<br />

· kundenspezifisch<br />

· hoch dynamisch<br />

www.nord.com<br />

SCHREITANTRIEB FÜR NANOMETERGENAUES POSITIONIEREN<br />

Für das exakte Positionieren von großen Optiken, Detektor- oder Kameraaufbauten<br />

bietet Physik Instrumente (PI) den Piezoschreitantrieb Picma Walk an. V-förmig ausgerichtete<br />

Picma-Aktoren sorgen bei ihm für eine genaue Vorschubbewegung mit<br />

mindestens 60 N Haltekraft, 50 N Druck- bzw. Zugkraft und einer Geschwindigkeit bis<br />

15 mm/s. Lasten bis 5 kg lassen sich damit auf den Nanometer genau positionieren. Die<br />

Läuferlängen sind zwischen 25 und 100 mm variabel. Da die Antriebe modular aufgebaut<br />

sind, lassen sie sich auch individuell anpassen. Die Aktoren sind vollkeramisch<br />

isoliert, was ihre Leistung und Gebrauchsdauer erhöht. Der monolithische Piezokeramikblock<br />

ist durch die Isolierschicht vor Luftfeuchtigkeit und gegen Ausfälle durch<br />

erhöhten Leckstrom geschützt und erreicht so auch unter extremen Umgebungsbedingungen<br />

eine hohe Bewegungszyklenzahl. Außerdem hat der Antrieb keine rotierenden<br />

oder reibenden Teile.<br />

www.pi.de<br />

Fragen Sie nach den<br />

günstigen, individuellen<br />

Antriebslösungen<br />

von OSWALD. Details auch<br />

unter www.oswald.de<br />

REGELBARE ELEKTROMOTOREN<br />

Benzstraße 12 . D-63897 Miltenberg<br />

Telefon: 0 93 71/9 71 90<br />

Fax. 0 93 71/97 19 50<br />

e-mail: oswald@oswald.de


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

EIN<br />

CHAMPION<br />

UNTER DEN<br />

KLEINSTMOTOREN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Viele Anwendungen erfordern möglichst kleine,<br />

aber dennoch leistungsstarke Antriebe, die hohe<br />

Drehmomente liefern und wenig Einbauplatz<br />

benötigen. Dank neuer Wickeltechnik haben<br />

jetzt auch Kleinstmotoren mit nur 22 mm<br />

Durchmesser ausreichend Drehmoment für<br />

solche Anwendungen.<br />

Autoren: Andreas Seegen, Faulhaber<br />

Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee<br />

Kleine, leichte Motoren, die hohe Leistung bringen, sind an<br />

sich nicht neu; bereits vor etwa zwei Jahren hat der Antriebsspezialist<br />

Faulhaber mit der Entwicklung der Serie<br />

3274 BP4 hier neue Maßstäbe gesetzt. Der bürstenlose DC-<br />

Servomotor mit 32 mm Durchmesser und 74 mm Länge hat ein<br />

Dauerdrehmoment von beachtlichen 162 mNm. Mit knapp 320 g<br />

bringt er dabei weniger als die Hälfte an Gewicht auf die Waage als<br />

herkömmliche Motoren mit vergleichbarem Leistungsvermögen<br />

und eignet sich für Anwendungen, in denen es auf hohe Leistung<br />

und dynamischen Start-/Stopp-Betrieb bei möglichst geringem<br />

Gesamtgewicht ankommt, wie z. B. in Gelenkantrieben von humanoiden<br />

Robotern, elektrischen Greifern oder Hochleistungsfahrantrieben<br />

für die Inspektionsrobotik.<br />

Die Entwicklung ist aber keineswegs stehengeblieben: Das leistungsstarke<br />

Leichtgewicht hat jetzt einen kleinen Bruder bekommen.<br />

Der neue DC-Kleinstantrieb 2264 BP4 erreicht ein maximales Drehmoment<br />

von 59 mNm, bei nur 140 g Gewicht und einem Durchmesser<br />

von 22 mm. Außerdem sind Drehzahlen bis zu 34 000 min -1 möglich.<br />

28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


Der perfekte Dreh<br />

für effiziente<br />

Antriebslösungen.<br />

01 Der große Bruder des neuen<br />

DC-Kleinstmotors liefert bei 32 mm<br />

Durchmesser und 74 mm Länge ein<br />

Dauerdrehmoment von 162 mNm<br />

Der Kräftige: RIB.<br />

01<br />

Der Schnelle: RKI.<br />

SEGMENTWICKLUNG ERHÖHT DEN KUPFERANTEIL<br />

Der Grund für diese Leistungsstärke und zugleich das Herzstück bei beiden Motoren<br />

ist die neuartige Segment-Wicklung der Spule. „Seit 1947 mit der Faulhaber-Wicklung<br />

die Geschichte der modernen Kleinstmotoren begann, gehört die Wickeltechnik zu unserer<br />

Kernkompetenz“, erläutert Anne Schilling, die Produktmanagerin. Mit der neuen<br />

Segmentwicklung, die für die bürstenlosen DC-Motoren der Familie BP4 entwickelt<br />

wurde, setzen die Antriebsspezialisten diese Tradition fort. „Wir haben aber nicht nur<br />

die Wicklung entwickelt, sondern beherrschen auch die dazugehörige Fertigungstechnik“,<br />

ergänzt Anne Schilling.<br />

Dabei ist der Aufbau der neuen, zum Patent angemeldeten Wicklung einfach zu verstehen:<br />

Einzeln gewickelte Segmente werden überlappend ineinander gesteckt. Dadurch<br />

lässt sich in der Spule eine besonders große Menge Kupfer unterbringen. Der hohe Kupferanteil<br />

steigert die Leistungsfähigkeit des Motors. Weitere erwünschte Nebeneffekte<br />

dieses Spulenaufbaus sind eine hohe Wicklungssymmetrie mit minimalen Stromverlusten<br />

und ein entsprechend hoher Wirkungsgrad.<br />

Durch die kompakte Spule lässt sich außerdem eine belastbare Welle mit 4 mm Durchmesser<br />

und passender Lagerung verbauen. „Damit kann der kleine Motor ohne weiteres<br />

NEU<br />

Der Genaue: SRV.<br />

www.idam.de


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

02 Einzeln gewickelte Segmente werden überlappend<br />

ineinander gesteckt, dadurch lässt sich in der Spule<br />

eine besonders große Menge Kupfer unterbringen<br />

02<br />

auch als Direktantrieb dienen, etwa in Handstücken motorisierter<br />

Werkzeuge“, erklärt Anne Schilling. Der vierpolige Motor weist zudem ein<br />

geringes Trägheitsmoment auf und ist deshalb auch gut für den dynamischen<br />

Start-/Stopp-Betrieb geeignet.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"DAS GEHEIMNIS<br />

UNSERER NEUEN<br />

KLEINSTMOTOREN<br />

LIEGT IN <strong>DER</strong><br />

WICKELTECHNIK"<br />

Anne Schilling,<br />

Produktmanagerin,<br />

Faulhaber<br />

Der neue DC-Kleinstmotor ist eine<br />

passende Antriebslösung für<br />

praktisch alle Anwendungen, bei<br />

denen es eng zugeht oder das<br />

Gewicht eine entscheidende Rolle<br />

spielt, aber zugleich viel Drehmoment<br />

benötigt wird. Die beiden<br />

wichtigsten Einsatzgebiete finden<br />

sich bei Handstücken von elektrischen<br />

Werkzeugen und in der<br />

industriellen Automation.<br />

Technology of Switzerland<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

SENSORIK PLATZSPAREND INTEGRIERT<br />

Die Sensoren für die Positionsbestimmung lassen sich ebenfalls wirtschaftlich und<br />

platzsparend integrieren. Analoge Hallsensoren, die es als Option gibt, benötigen<br />

keinen zusätzlichen Bauraum. Sie bestimmen die Position der Welle sehr genau und<br />

können in den meisten Fällen einen Encoder ersetzen. Dadurch sind besonders<br />

leichte und kompakte Antriebslösungen realisierbar. Sollte doch mehr Präzision gefordert<br />

sein, etwa bei optischen Systemen, in Messsystemen oder in der Halbleiterfertigung,<br />

stehen kompatible optische und magnetische Encoder zur Verfügung. Sie<br />

lassen sich ganz einfach am hinteren Multifunktionsflansch des Motors befestigen.<br />

Ebenso wie sein großer Bruder ist auch der neue Kleinstantrieb überlastfähig. Er<br />

arbeitet ohne verschleißanfällige mechanische Kommutierung und erreicht deshalb<br />

im Vergleich zum herkömmlichen DC-Kleinstmotor eine deutlich höhere Lebensdauer.<br />

Für viele Anwendungen interessant ist auch der große Temperaturbereich<br />

von -40 bis +125 °C, in dem der Motor eingesetzt werden kann.<br />

BREITES ANWENDUNGSSPEKTRUM<br />

Bei elektrischen Astscheren, elektrischen Schraubendrehern oder bei motorisierten<br />

Instrumenten für die Chirurgie arbeiten die Anwender oft viele Stunden mit ihren<br />

Geräten. Es zählt also jedes Gramm, das gehalten und bewegt werden muss. Zugleich<br />

sollen die Werkzeuge schnell, stark und effektiv sein, müssen also auf den<br />

Punkt Höchstleistungen erbringen, damit jeder Arbeitsgang ohne Nachsetzen abgeschlossen<br />

werden kann. Für solche Anwendungen sind die neuen Kleinstmotoren<br />

prädestiniert.<br />

Ganz ähnliche Anforderungen gelten – zumindest im Hinblick auf das Größe-<br />

Drehmoment-Verhältnis – in vielen Bereichen der Fabrikautomation, etwa bei Greifern<br />

oder Robotern, bei mobilen Robotern wie z. B. Kanalrobotern, in der Luftfahrt bei<br />

der Kabinenausstattung oder bei aktiven Prothesen, welche die Funktion fehlender<br />

Gliedmaßen immer umfassender übernehmen können. Mit passenden Präzisionsgetrieben<br />

lässt sich der DC-Kleinstantrieb für praktisch jede Aufgabenstellung passend<br />

konfigurieren.<br />

Bilder: Faulhaber<br />

www.faulhaber.com<br />

Hydraulische Lösungen -<br />

alles aus einer Hand<br />

Planen - entwickeln - produzieren<br />

Als innovatives Schweizer Traditionsunternehmen sind wir spezialisiert auf<br />

hydraulische Steuerungs- und Antriebstechnik. Ob grosse, komplexe Herausforderungen<br />

oder Einzelkomponenten: Jeder Auftrag ist für uns der Wichtigste.<br />

Bei Fragen, Anliegen oder Projekten freut es uns,<br />

für Sie da zu sein.<br />

Oelhydraulik Hagenbuch AG, Rischring 1, CH-6030 Ebikon, Tel. +41 (0)41 444 12 00, Fax +41 (0)41 444 12 01<br />

ohe@hagenbuch.ch, www.hagenbuch.ch, www.hydraulikshop.ch<br />

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30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


UNIVERSALANTRIEB:<br />

MEHR KÜHLMÖGLICHKEITEN<br />

Nachdem<br />

Rexroth die<br />

komplette<br />

Antriebstechnik<br />

vom<br />

Schaltschrank<br />

in die Maschine<br />

verlagert hat,<br />

wurde zusätzlich<br />

zu den<br />

motorintegrierten<br />

und<br />

motornahen<br />

Antrieben Indradrive Mi dezentrale Versorgungs- und Netzmodule<br />

entwickelt. Sie ermöglichen es, alle elektrischen Antriebskomponenten<br />

direkt an der Maschine zu montieren. Jetzt gibt es<br />

diese Module mit neuen Kühlvarianten für unterschiedliche<br />

Produktionsumgebungen. Neben der thermischen Schnittstelle<br />

für Coldplate-Anbau oder den isolierten Anbau stehen jetzt<br />

auch die Varianten Konvektionskühlung und forcierte Luftkühlung<br />

zur Verfügung. Diese Kühlarten erfordern kein Prozesswasser.<br />

Anwendungen, bei denen kein Prozesswasser zur Verfügung<br />

steht, z. B. in der Förder- oder Handhabungstechnik, in der<br />

Lebensmittel- und Verpackungstechnik und teilweise in der<br />

Druck- und Holzindustrie, benötigen damit keine zusätz liche<br />

Rückkühlung.<br />

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BÜRSTENLOSER DC-SERVOMOTOR MIT<br />

NEUER LEISTUNGSKLASSE<br />

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erweitert mit<br />

dem bürstenlosen<br />

DC-Servomotor<br />

2264…BP4<br />

die leistungsstarke<br />

Produktfamilie<br />

BP4.<br />

Neben einem<br />

sehr guten<br />

Verhältnis von<br />

Drehmoment zu<br />

Größe und<br />

Gewicht bietet<br />

der Kleinantrieb integrierte Sensorik und einen breiten Drehzahlbereich.<br />

Der vierpolige Motor erreicht ein Drehmoment von<br />

59 mNm, bei nur 140 g Gewicht und einem Durchmesser von<br />

22 mm. Außerdem soll er bis zu 34 500 min -1 schaffen. Der Grund<br />

für diese Leistungsstärke ist die neuartige Segment-Wicklung der<br />

Spule, die für diese Motoren entwickelt wurde. Dank der überlappend<br />

ineinandergesteckten, einzeln gewickelten Segmente lässt<br />

sich in der Spule eine besonders große Menge Kupfer unterbringen.<br />

Erwünschter Nebeneffekt ist die große Wicklungssymmetrie mit<br />

minimalen Verlusten und entsprechend hohem Wirkungsgrad.<br />

Dank der kompakten Spule findet eine belastbare Welle mit 4 mm<br />

Durchmesser und passender Lagerung Platz. Mit seinem geringen<br />

Trägheitsmoment ist der Motor gut für den dynamischen Start-/<br />

Stopp-Betrieb geeignet.<br />

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THE LEE COMPANY SINCE 1948


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Stadt Venedig schlägt im öffentlichen<br />

Linienverkehr mit Elektromobiltät zu Wasser<br />

neue Wege ein. Mit der Scossa, einem elektrisch<br />

angetriebenen Boot für rund 40 Personen, setzt<br />

die Lagunenstadt auf eine nachhaltige Lösung<br />

zur Reduzierung von Lärm- und<br />

Schadstoffemissionen.<br />

Auf den vielen kleinen und größeren Kanälen in der<br />

Lagunenstadt dienen Boote sowohl den Einheimischen<br />

als auch Touristen zur Beförderung. Mit dem Projekt<br />

Scossa geht Venedig nun den Weg hin zu elektrisch angetriebenen<br />

Tourismus-Booten, um den Emissionsausstoß und die<br />

Lärmbelästigung auf den schmalen und von hohen Häusern gesäumten<br />

Wasserwegen zu reduzieren. Die Betreibergesellschaft<br />

Alilaguna und der Bootsbauer Cantieri Vizianello setzen dabei auf<br />

die Elektromotortechnik von Siemens, mit der das erste derart ausgestattete<br />

Boot, die Scossa, angetrieben wird.<br />

MIT ELEKTROANTRIEB AUF DEM CANALE GRANDE<br />

Die hier verwendete Technologie setzt neue Maßstäbe für alle<br />

kleineren Wasserfahrzeuge. Sie ist seit vielen Jahren im Automobilbereich<br />

etabliert und wurde nun für den Einsatz in der marinen Umgebung<br />

angepasst. Der Elektromotor nutzt die Erfahrungen aus der Automobilbranche<br />

und wurde nun als Antriebsmotor für den Einsatz in<br />

Booten angepasst. Dabei wurden seine ursprünglichen geringen Abmessungen<br />

beibehalten und die vom öffentlichen Linienverkehr geforderten<br />

Aspekte einer umfänglichen Zuverlässigkeit mit einbezogen.<br />

Das modulare Antriebssystem Elfa von Siemens wurde auf die Anwendung<br />

Siship Ecoprop zugeschnitten und in die neuesten<br />

LFMP-Batterien aus Valence integriert. Die Bordstromversorgung<br />

übernimmt ein Elfa-180-kW-Synchronmotor mit Permanentmagneterregung<br />

oder der Akku, der den Elfa-180-kW-Antriebs motor über Elfa-Monofrequenzumrichter<br />

und Sinamics-DCP-Umrichter versorgt.<br />

Die Batterien sind unter den Sitzbänken im Schiffsinneren verstaut<br />

und liefern genügend Leistung für eine Tour auf dem Canale Grande<br />

durch das beliebte historische Zentrum Venedigs. Das Aufladen<br />

erfolgt dann mittels Generator während einer Fahrt auf den Wasserwegen,<br />

die weiter vom Zentrum entfernt sind. Dabei läuft das<br />

Boot nicht zu 100 % elektrisch, sondern dieselelektrisch. In der<br />

offenen Lagune sind so mit dem Dieselantrieb, der die Batterien<br />

lädt, Geschwindigkeiten von bis zu 30 km/h, was etwa 16 Knoten<br />

entspricht, möglich. In den schmalen Kanälen der Altstadt fährt das<br />

Boot im Elektromodus lediglich 5 bis 7 km/h, also drei bis vier<br />

Knoten. Das Boot bewegt sich so absolut geräuschlos, emissionslos<br />

und mit geringer Wellenbewegung durch Venedig. Die Scossa ist<br />

15 m lang, gut drei m breit und bietet Platz für 40 Gäste.<br />

AUF EINEM GUTEN WEG<br />

„Der Einsatz nachhaltiger Lösungen in der Schifffahrt ist bei Kreuzfahrtschiffen<br />

bereits weit verbreitet, während er bei kleineren Schiffen<br />

eher sporadisch ist. Es ist ein kleiner Beitrag zur Nachhaltigkeit der<br />

Stadt, an die wir fest glauben und die uns antreibt, diesen Weg mit<br />

dem Bau weiterer umweltfreundlicher Wasserfahrzeuge auch zukünftig<br />

zu beschreiten", erklärt Fabio Sacco, Präsident von<br />

Alilaguna. Und Giuliano Busetto, Leiter der Siemens Divisionen<br />

Digital Factory und Process Industries and Drives in Italien, ergänzt:<br />

„Mit dem Know-how und den Kompetenzen, die wir im Laufe<br />

der Jahre erworben haben, sind wir nicht nur in der Lage, eine technologisch<br />

hochmoderne, sondern auch eine sichere und zuverlässige<br />

Anwendung zu realisieren. Damit stellt Siemens Italien sowohl seine<br />

Engineering-Kompetenz unter Beweis, als auch seine Innovationsfähigkeit<br />

im Zusammenhang mit Umwelt und Nachhaltigkeit.<br />

Bild: Alilaguna<br />

DAS TOURISTENBOOT MIT ELEKTRO-<br />

ANTRIEB SETZT MASSSTÄBE<br />

www.siemens.de<br />

32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

ANTRIEBE MIT KLEINSPANNUNG FÜR VIELFÄLLTIGE EINSATZBEREICHE<br />

www.kollmorgen.com<br />

Die AKM DC Servomotoren Niederspannung mit ihrer Auslegung auf 48 V waren<br />

ursprünglich als kundenspezifische Lösung für spezielle Einsatzgebiete gedacht. Dabei<br />

hat sich der Servomotor schnell so gut bewährt, dass ihn Kollmorgen künftig als<br />

Standarderweiterung der AKM-Reihe und damit als Serienprodukt anbieten wird. Die<br />

Einsatzmöglichkeiten der Kleinspannungsservomotoren mit 48 V sind vielfältig. Gleiches<br />

gilt für die zwei Varianten mit 24 V Leistungsversorgung. Bis zu 300 W Leistung bei 6 A<br />

Strom liefern die Servomotoren mit 48 V Spannung in der Baugröße 3 – ausreichend z. B.<br />

für präzise Antriebsaufgaben in Verpackungsmaschinen. Weil die Achsen kurzzeitig<br />

einen Spitzenstrom bis 15 A liefern können, lassen sich damit die beim Anfahren<br />

herrschenden Losbrechmomente gut beherrschen, was letztlich dauerhafte Überdimensionierung<br />

der Antriebstechnik verhindert. Das Stillstandsmoment beträgt 1,25 Nm mit<br />

einem Spitzenmoment von 4,1 Nm. Weitere Varianten der AKM Niederspannungsservomotoren<br />

sind zwei 48-V-Motoren mit weniger Leistung sowie zwei Antriebe mit<br />

angepassten Wicklungen für 24 V.<br />

SERVOMOTOREN:<br />

VERBESSERTE EFFIZIENZ<br />

Mit den Allen-Bradley-Kinetix-<br />

VPC-Servomotoren von Rockwell<br />

können Maschinen mit größeren<br />

Geschwindigkeiten und höherem<br />

Drehmoment betrieben und<br />

damit kann der Maschinendurchsatz<br />

verbessert werden.<br />

Der Motor bietet ein hohes<br />

kontinuierliches Drehmoment<br />

bei höheren Dreh‐ zahlen über<br />

längere Zeiträume hinweg.<br />

Durch innen liegende Permanentmagneten<br />

kann er in der<br />

Feldschwächung betrieben<br />

werden. So lässt sich eine Last<br />

kontinuierlich und weit über die<br />

Nenndrehzahlen des Motors in<br />

der Maschine befördern. Bei<br />

dieser Technik können Hersteller<br />

Materialbahnen und Wickler mit<br />

hohen Geschwindigkeiten und<br />

konstanter Leistung einsetzen.<br />

Encoder-Optionen mit hoher<br />

Auflösung und Genauigkeit<br />

sorgen für eine präzise und<br />

schnelle Regelung, was z. B. in<br />

der Druckindustrie von Nutzen<br />

ist. Die Serie erfüllt die IE4-<br />

Norm. Der Motor ist zurzeit<br />

nur für den Einsatz mit dem<br />

Kinetix 5700-Servoantrieb<br />

ausgelegt. Die Funktionalität<br />

soll aber auf weitere Antriebe<br />

ausgeweitet werden.<br />

IHR ERfOLG IST<br />

uNSER ANTRIEb<br />

Innovation entsteht dort, wo es Raum für neue<br />

Ideen gibt. Bei uns finden Sie ihn. Denn genau<br />

das zeichnet die HANNING ELEKTRO-WERKE seit<br />

über 70 Jahren aus. Ob Motor, Pumpe, Lüfter oder<br />

Frequenzumrichter: Als Spezialist für kundenspezifische<br />

Antriebskomponenten sowie -systeme<br />

entwickeln und produzieren wir die individuell besten<br />

Lösungen für Ihre Anwendungen.<br />

moving ideas – typisch Hanning.<br />

HANNING ELEKTRO-WERKE GmbH & Co. KG<br />

Holter Straße 90, D-33813 Oerlinghausen, Tel +49 (5202) 707-0, www.hanning-hew.com<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 33


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

WAS GENAU IST<br />

EIGENTLICH EIN<br />

SERVOMOTOR?<br />

„Du Papa, wo kommen denn die kleinen Babys her?“.<br />

Wissen Sie nicht so recht, wie Sie darauf antworten sollen?<br />

Aber nicht nur diese, sondern auch die nächste Frage kann<br />

selbst Experten in Verlegenheit bringen: „Was genau ist<br />

eigentlich ein Servomotor?“ Was genau ein Servomotor<br />

ist, wird tatsächlich unterschiedlich interpretiert.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Der Begriff „Servo“ stammt vom lateinischen „Servus“, also<br />

dem Sklaven ab. Der Begriff „Motor“ vom lateinischen „moto“,<br />

„Ich bewege“. So unschön die Herkunft des Begriffes<br />

„Servo“ ist, so passend ist doch der Begriff „Servomotor“<br />

für einen fleißigen Diener, der etwas bedingungslos bewegt. Gäbe<br />

es keine weiteren Einschränkungen, wäre damit auch ein ungeregelter<br />

Bandantrieb oder ein einfacher Lüftermotor eingeschlossen.<br />

Dies ist aber im allgemeinen Verständnis nicht so.<br />

Generell wird ein Servomotor als ein Motor verstanden, der zumindest<br />

über eine Regelung verfügt bzw. eine Rückmeldung über<br />

seine dreh- oder lineare Position liefern kann. Hier einige Definitionen<br />

aus Literatur und Internet:<br />

n Servomotor (Antriebstechnik): Ist ein beliebiges Antriebssystem<br />

mit guter Regelbarkeit.<br />

n Ein Servomotor ist ein elektrischer Motor, der strom-, drehzahlund/oder<br />

positionsgeregelt ist. Er ermöglicht die Einstellung vorgegebener<br />

Ströme, Drehzahlen und/oder Drehwinkel .<br />

n Als Servomotor werden spezielle Elektromotoren bezeichnet, die<br />

die Kontrolle der Winkelposition ihrer Motorwelle sowie der<br />

Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung erlauben. Sie bestehen<br />

aus einem Elektromotor, der zusätzlich mit einem Sensor zur<br />

Positionsbestimmung ausgestattet ist. Die vom Sensor ermittelte<br />

Drehposition der Motorwelle wird kontinuierlich an eine meist<br />

außerhalb des eigentlichen Motors angebrachte Regelelektronik<br />

übermittelt, den sogenannten Servoregler, der die Bewegung des<br />

Motors entsprechend einem oder mehreren einstellbaren Sollwerten<br />

– wie etwa Soll-Winkelposition der Welle oder Solldrehzahl<br />

– in einem Regelkreis regelt.<br />

Der nur als „Servo“ bezeichnete Modellbau-Servo, der ja auch eine<br />

vorgegebene Drehposition einstellt, wird in den meisten Fällen<br />

vom Begriff des Servomotors ausgeschlossen. „Servomotor“ beschreibt<br />

damit also nicht eine bestimmte Motor-Bauart. Vielmehr<br />

können Servomotoren unterschiedlichster Bauart sein. Auch<br />

elektrohydraulische oder elektropneumatische Motorenwerden<br />

teilweise als Servomotoren bezeichnet (im Gegensatz zur Wikipe-<br />

Autor: Michael Burgert, Dunkermotoren GmbH, Bonndorf<br />

34 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


E20001-F220-P900-V4<br />

Was bewegt 24/7?<br />

Unermüdlich im Einsatz: FLEN<strong>DER</strong> Antriebskomponenten<br />

und Integrated Drive Systems (IDS)<br />

Ob in Schwerlastkranen, Ozeanriesen, Zementmühlen<br />

oder Förderbändern: Überall dort, wo größte Lasten<br />

zuverlässig und effizient bewegt werden sollen, sind<br />

FLEN<strong>DER</strong>® Antriebskomponenten erste Wahl. Sie stehen<br />

für Branchenerfahrung und Applikationskompetenz,<br />

für Zuverlässigkeit und Anlagenverfügbarkeit.<br />

Das weltweit größte Standardsortiment bietet dabei<br />

immer den perfekten Antrieb – ob als einzelne Komponenten<br />

oder als vollintegriertes System. FLEN<strong>DER</strong><br />

Antriebskomponenten bewegen 24/7.<br />

Das weltweit größte Portfolio für mechanische Antriebstechnik<br />

setzt Maßstäbe in Zuverlässigkeit, Leistung und Flexibilität.<br />

FLEN<strong>DER</strong> Antriebskomponenten sind fester Bestandteil der<br />

Siemens Integrated Drive Systems.<br />

siemens.de/getriebe


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"MIT SERVOMOTOREN<br />

UND SERVOANTRIEBS-<br />

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WIR UNS BESTENS AUS"<br />

Michael Burgert,<br />

Produktmanager,<br />

Dunkermotoren<br />

Als führender Hersteller der Antriebstechnik<br />

entwickeln und produzieren<br />

wir bei Dunkermotoren mit etwa<br />

1 100 Mitarbeitern hochwertige<br />

lineare und rotative Antriebssysteme.<br />

Mit Hauptsitz in Bonndorf im<br />

Schwarzwald sind wir weltweit<br />

agierender Partner für Lösungen rund<br />

um die elektrische Antriebstechnik.<br />

Dank unseres modularen Baukastensystems<br />

mit Antriebskomponenten<br />

bis zu 2 600 W Abgabeleistung und<br />

der Integration von Logik- und<br />

Leistungselektronik mit verschiedenen<br />

Busschnittstellen bieten wir unseren<br />

Kunden hohe Flexibilität. Im Bereich<br />

integrierter, smarter BLDC<br />

Servoantriebe sehen wir uns als<br />

Weltmarktführer.<br />

Quellenhinweise:<br />

(1) Seite „Servo“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie.<br />

Bearbeitungsstand: 14. März <strong>2017</strong>, 11:14 UTC.<br />

URL: https://de.wikipedia.org/w/index.<br />

php?title=Servo&oldid=163571113 (Abgerufen:<br />

26. Mai <strong>2017</strong>)<br />

(2) Seite "motor”. In: Wiktionary, The Free Dictionary.<br />

Bearbeitungsstand 25. Mai <strong>2017</strong>, 00:44 UTC. URL:<br />

https://en.wiktionary.org/w/index.<br />

php?title=motor&oldid=44257611 (Abgerufen:<br />

26. Mai <strong>2017</strong>)<br />

(3) Wagner, Markus: Technisches Wörterbuch<br />

Mechatronik/ Automation deutsch-englisch<br />

[CD-ROM], Seligenstadt: Lehrmittel-Wagner, 2011<br />

(4) Gerke, Wolfgang: Elektrische Maschinen und<br />

Aktoren: Eine anwendungsorientierte Einführung,<br />

München: Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH,<br />

2012, S. 10<br />

(5) Seite „Servomotor“. In: Wikipedia, Die freie<br />

Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 7. März <strong>2017</strong>, 07:39<br />

UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?titl<br />

e=Servomotor&oldid=163347715 (Abgerufen:<br />

26. Mai <strong>2017</strong>)<br />

(6) Seite „Servomechanism”. In: Wikipedia, The Free<br />

Encyclopedia. Bearbeitungsstand: 22. März <strong>2017</strong>,<br />

19:07 UTC. URL: https://en.wikipedia.org/w/index.<br />

php?title=Servomechanism&oldid=771646856<br />

(Abgerufen: 26. Mai <strong>2017</strong><br />

(7) Tobin, Stephen M., DC Servos: Application and<br />

Design with MATLAB®, Boca Raton: CRC Press, 2010, S. 1<br />

(8) Firoozian, Riazollah: Servo Motors and Industrial<br />

Control Therory, Berlin: Springer Science & Business<br />

Media, 2008, S. 60<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

dia Definition). Im Folgenden werden nur noch Elektromotoren als Servomotoren behandelt.<br />

Als Servomotoren weit verbreitet sind permanenterregte Synchronmotoren,<br />

Asynchronmotoren und bürstenbehaftete Gleichstrommotoren. Aber auch bei diesen<br />

Motoren gibt es eine Vielzahl von Begriffen, die teilweise unterschiedlich verwendet werden.<br />

Hier eine Übersicht einiger häufig verwendeter Begriffe mit Erklärung:<br />

AC-UND-DC-SERVOMOTOREN<br />

Als AC-Servomotoren werden in der Regel Motoren bezeichnet, die an Versorgungsspannungen<br />

betrieben werden, die direkt durch Gleichrichtung einer Wechselspannung (einphasig<br />

oder dreiphasig) erzeugt werden. Dies sind in der Regel Gleichspannungen ab<br />

ca. 230 V DC bis über 600 V DC. Im Gegensatz dazu werden Servomotoren, die direkt an einer<br />

Kleinspannung bis ca. 48 V DC betrieben werden können, als DC-Servomotoren bezeichnet .<br />

Eine Aussage über die Motor-Bauart lässt diese Einteilung aber nicht zu. Permanenterregte<br />

Synchronmotoren werden nach dieser Definition sowohl als AC als auch als DC-<br />

Synchronmotoren verwendet. Asynchronmotoren und Reluktanzmotoren werden<br />

hauptsächlich als AC-Servomotoren eingesetzt; permanent- oder fremderregte bürstenbehaftete<br />

Gleichstrommotoren eher als DC-Servomotoren . Auch wenn es auf den ersten<br />

Blick nicht sinnvoll erscheint, bietet der Markt auch Schrittmotoren, die mithilfe eines<br />

Encoders eine Positionsrückführung erhalten und somit als DC-Servomotoren angeboten<br />

werden.<br />

BLDC- UND EC-SERVOMOTOREN<br />

BLDC- (Brushless Direct Current) und EC- (Electrically Commutated) Servomotoren sind<br />

technisch gesehen permanenterregte Synchronmotoren. Oft werden diese Begriffe noch<br />

mit eher kleinen, blockkommutierten Motoren, die im Kleinspannungsbereich betrieben<br />

werden, verbunden. Mittlerweile werden die als BLDC und EC bezeichneten Motoren<br />

häufig feldorientiert angesteuert, wodurch sie in Sachen Dynamik, Geräuschverhalten<br />

und Energieeffizienz den als „AC-Servo“ bezeichneten Motoren in nichts nachstehen.<br />

SERVOMOTOREN, SERVOVERSTÄRKER UND SERVOANTRIEBE<br />

Viele Motoren, die als Servomotoren angeboten werden, können selbst nicht drehen, da sie<br />

keine integrierten Servoverstärker haben. Lediglich Servomotoren mit integriertem Servoverstärker<br />

können ohne externe Komponenten, nach Anlegen einer Versorgungsspannung<br />

im Servobetrieb selbstständig, Drehmoment, Drehzahl oder Position regeln. Dies geschieht<br />

nach Vorgaben über einen Busanschluss oder über digitale bzw. analoge Eingänge.<br />

Im Sprachgebrauch hat es sich trotzdem durchgesetzt, dass Motoren, die einen externen<br />

Servoverstärker benötigen als Servomotoren bezeichnet werden. Diese stellen sogar<br />

nach wie vor den größten Anteil der Servomotoren dar. Die Kombination aus Motor und<br />

Verstärker wird in der Regel als Servoantrieb bezeichnet.<br />

DYNAMIK<br />

Sind alle Servomotoren hochdynamisch? Viele „Servomotor“-Definitionen gehen auf die<br />

Dynamik nicht ein. Dennoch denkt man bei einem Servomotor an einen hoch<br />

dynamischen Antrieb. Mechanische Zeitkonstanten, also die Dauer von Stillstand bis<br />

63 % der Maximaldrehzahl ohne Last, liegen bei hochdynamischen Servomotoren im<br />

Bereich ab ca. 1 bis zu wenigen ms.<br />

Erreicht wird eine hohe Dynamik durch mehrere Faktoren. Neben einer hohen Flussdichte<br />

und einer niedrigen Läufer-Massenträgheit muss der Servoverstärker auf die<br />

Motorwicklung abgestimmt sein, damit der Motor dynamisch arbeiten kann.<br />

MOTORFEEDBACK<br />

Resolver waren lange Zeit das Maß der Dinge bei Motor-Feedbacksystemen von Servomotoren.<br />

Mit der Digitalisierung sind magnetische und optische Systeme, die voll digitale<br />

Ausgangssignale liefern, auf dem Vormarsch. Wichtig ist, dass das Feedbacksystem<br />

hinsichtlich Robustheit, Genauigkeit und Schnittstelle zum Servoverstärker passt. Motoren<br />

mit voll integriertem Feedbacksystem und Servoverstärker haben den Vorteil, dass<br />

das Feedbacksystem gleich auf den Regler abgestimmt ist.<br />

Jetzt können Sie zumindest zum Thema Servomotoren Rede und Antwort stehen. Die<br />

Frage mit den Babys bekommen Sie dann auch noch hin. In diesem Sinne: „Servus!“<br />

Bilder: Dunkermotoren<br />

www.dunkermotoren.de<br />

36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

SEVOMOTOR-BAUKASTEN: DREI BAUREIHEN, ZAHLREICHE OPTIONEN<br />

Das Servo-Baukastensystem von Heidrive beinhaltet drei Servo-Baureihen mit einer Vielzahl an Standardkomponenten. Neben der für<br />

den asiatischen Raum gefertigten HeiMotion-Compact (HMC)-Baureihe bietet das Unternehmen die Premium-Baureihe (HMP), die vor<br />

allem für den europäischen Raum interessant ist. Temperatursensoren,<br />

sicher angebaute Geber, UL-Zulassungen sowie verschiedene<br />

gängige Steckeranschlüsse sind in dieser Baureihe Standard. Für hohe<br />

Beschleunigungswerte wurde die Baureihe HeiMotion Dynamic<br />

(HMD) entwickelt. Diese Motoren zeichnen sich durch ihr dynamisches<br />

Verhalten und ihre Robustheit aus. Letztere wurde durch eine<br />

konzentrierte Wicklung erreicht. Die Motoren haben einen Wirkungsgrad<br />

von bis zu 94 %. Für alle drei Baureihen sind sämtliche Optionen<br />

(Geber, Bremse, Stecker, Kappen, Planetengetriebe usw.) des Baukastens<br />

verfügbar. Die Motoren umfassen einen Leistungsbereich von<br />

50 W bis 15,5 kW sowie ein Stillstandsmoment von 0,18 bis 110 Nm.<br />

Die Drehzahlen reichen von 2 000 bis 9 000 min -1 .<br />

www.heidrive.de<br />

TROMMELMOTOREN MIT<br />

GESTEIGERTER LEISTUNG<br />

Damitläuft alles reibungslos:<br />

Dieneuen Palettenstopper<br />

vonACE<br />

Unsere neue Produktfamilie:<br />

32unterschiedliche Palettenstopper/Vereinzeler<br />

fürdiverseAnforderungen in derTransfertechnik.<br />

Rulmeca hat die Nennleistung<br />

seiner Trommelmotoren der<br />

80LS-Serie mit 80 mm Mantelrohrdurchmesser<br />

von bislang<br />

maximal 120 W auf nun 160 W<br />

gesteigert. Der Performance-<br />

Zuwachs wurde durch die<br />

Neuauslegung des Stators<br />

erreicht. Die kürzeste lieferbare<br />

Breite des neuen Trommelmotors<br />

ist 300 mm. Um die Leistung<br />

optimal auf den Gurt zu übertragen,<br />

kann der Trommelmantel mit<br />

einer Gummierung versehen<br />

werden. Die maximal zulässige<br />

Gummierungsdicke beträgt 5 mm.<br />

Wo leistungsfähige Fördertechnik<br />

für besonders flach bauende<br />

Fördertische gebraucht wird,<br />

können damit bestehende<br />

Lösungen nun leistungsfähiger<br />

ausgelegt werden. Dazu sind<br />

asynchrone Trommelmotoren<br />

überlastfähiger als solche mit<br />

Synchrontechnik, was für das<br />

Startverhalten von Förderbändern<br />

wichtig ist. Die Motoren sind in<br />

Stahl- und Edelstahlausführungen<br />

erhältlich. In Edelstahl<br />

und mit dem IP66/69plus-Schutz<br />

sind sie geeignet für EHEDG-konforme<br />

Fördertechnik in der<br />

Lebensmittelindustrie.<br />

www.rulmeca.de<br />

Damit stehen Ihnen zuverlässige, effiziente<br />

und günstige Maschinenelemente zur<br />

Verfügung,die Palettenmit Massenvon<br />

1kgbis 1.200 kg pneumatisch oder<br />

elektrischvoneinandertrennen und<br />

einzeln weiterbefördern.<br />

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S E R V<br />

I C E


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

LEKTROMECHANIK<br />

IN FORM<br />

Ein zentrales Bauteil in Druckgießmaschinen ist<br />

die Formschließeinheit. Sie dient dem Öffnen<br />

und Schließen der Druckgießform. Ein Anbieter<br />

von Druckguss-Servicedienstleistungen hat jetzt<br />

eine solche Baugruppe entwickelt, welche unter<br />

anderem durch ihren elektro mech anischen<br />

Antrieb Vorteile erschließt.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mit der Entwicklung einer eigenen Formschließeinheit,<br />

sprich eines Schließteils, ergänzt die Druckguss Service<br />

Deutschland GmbH (DSD) den fehlenden Produktbaustein<br />

in ihrem Portfolio und vollzieht so den<br />

abschließenden Schritt zum OEM. In Kombination mit dem DSD-<br />

Gießaggregat ist man in der Lage leistungsfähige und prozesssichere<br />

Druckgussmaschinen im Schließkraftbereich von 400 bis 4 000 t<br />

anzubieten.<br />

GERINGER VERSCHLEISS<br />

GEGENÜBER <strong>DER</strong> HYDRAULISCHEN<br />

LÖSUNG BIETET <strong>DER</strong> EINSATZ <strong>DER</strong> ELEK­<br />

TROMECHANISCHEN ZYLIN<strong>DER</strong> EINEN<br />

ENORMEN ENERGETISCHEN VORTEIL<br />

Das Herzstück des DSD-Schließteils bildet die Druckplatte die mit<br />

acht Plungerzylindern bestückt ist und über eine hydraulische Kraft<br />

die Säulendehnung zum Spannen der Maschine aufbringt. Durch<br />

die gleichmäßige Verteilung der Krafteinleitungspunkte (vgl. Kniegelenk)<br />

hinter der beweglichen Formhälfte und einen simplen Aufbau<br />

der Einzelzylinder, kann ein servicefreundlicher und verschleißarmer<br />

Betrieb der Schließeinheit realisiert werden.<br />

In die Gegenplatte ist eine Aussparung für den Original-Auswerfer<br />

integriert, sodass bei einem Umbau auf eine 2-Platten-Maschine<br />

lediglich das Kniegelenk entfernt wird und die Druckplatte samt<br />

angepasster Säulen remontiert werden muss. Mit diesem Umbauverfahren<br />

kann je nach Bauart der Original-Maschine eine Verkürzung<br />

der Anlage von bis zu 30 % erreicht werden.<br />

HÖHERER WIRKUNGSGRAD<br />

Die Öffnungs- und Schließbewegung der Druckgussmaschine wird<br />

über diagonal angeschlagene elektromechanische Zylinder realisiert.<br />

Diese Lösung bietet eine optimale Positioniermöglichkeit für<br />

die bewegliche Formhälfte und gleichzeitig stellt sich ein enormer<br />

energetischer Vorteil aufgrund des höheren Wirkungsgrads gegen-<br />

über einer hydraulischen Lösung ein. Da so der größte hydraulische<br />

Verbraucher im System durch eine elektrische Lösung ersetzt<br />

wurde, kann das Pumpenaggregat der Druckgussmaschine ebenfalls<br />

wesentlich reduziert werden.<br />

Ein weiterer Vorteil ist der drastisch reduzierte Schmiermittelbedarf<br />

durch den Wegfall des schmieraufwendigen Kniehebels und<br />

durch die Umgestaltung der Führung der beweglichen Platte. Die<br />

Maschinensäulen werden, anders als bei marktbekannten Systemen,<br />

lediglich zur Krafteinbringung in das System verwendet und<br />

sind in der festen Aufspannplatte und dem Säulengestell aufgenommen.<br />

Die bewegliche Platte und die Gegenplatte haben jeweils<br />

Durchgangslöcher in denen die Säulen frei durchgeführt sind.<br />

Die benötigte seitliche Führung der Platte wird über einen speziellen<br />

Maschinenschuh mit selbstschmierenden Gleitelementen<br />

realisiert.<br />

Im Konstruktionsprozess des Schließteils ist es den Ingenieuren<br />

von DSD gelungen, die bekannten Vorteile einer 2-Platten Maschine<br />

abzubilden, aber dabei nicht den Servicegedanken des Firmengründers<br />

aus den Augen zu verlieren. So wird es das DSD-Schließteil<br />

sowohl für Neumaschinen geben, als auch als Umbauvariante<br />

von einer 3-Platten-Maschine, um den großen Markt für Retrofitmaschinen<br />

bedienen zu können.<br />

www.dgs-hl.de<br />

38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

GETRIEBEMOTOREN IN KRANEN<br />

AUF SCHROTTPLÄTZEN<br />

Für eine Kranserie für die Nutzung auf dem Schrottplatz hat der<br />

Hersteller von Brückenkränen Köthen Getriebemotoren von Bauer<br />

eingesetzt. Kräne auf Schrottplätzen müssen bei hohen Drehzahlen<br />

arbeiten und dabei große Lasten anheben. Dazu müssen<br />

Schrottplätze ein immer höheres Produktivitätsniveau erreichen.<br />

Gleichzeitig bestimmen die Verbesserung von Sicherheitssystemen,<br />

Energieeffizienz und Automation die Gestaltung neuer<br />

Kräne. Mit Blick auf diese Anforderungen hat Bauer eine Lösung<br />

entwickelt, die auf seiner Kegelradgetriebemotor-Reihe BK<br />

basiert. BK80-Modelle wurden für die Kranfahrantriebe und<br />

BK90-Modelle für die Laufkatzenantriebe ausgewählt. Die<br />

Gehäuse werden aus Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt,<br />

einem Material, das<br />

rauesten Umweltbedingungen<br />

widerstehen<br />

kann. Hoher<br />

IP-Schutz und eine<br />

korrosionsbeständige<br />

Beschichtung helfen<br />

ihnen zusätzlich, den<br />

starken Belastungen<br />

des Schrottplatz-Betriebs<br />

standzuhalten.<br />

www.bauergears.com<br />

WECHSELRICHTERANTRIEB FÜR MEDIUM-<br />

UND SCHWERLASTBEREICH<br />

Die Umrichterreihe<br />

Active Cube von<br />

Bonfiglioli wurde<br />

erweitert mit dem Drive<br />

Controller Active Cube 7<br />

mit erhöhten Leistungsbereichen<br />

von 160 oder<br />

200 kW. Die 160 kW-Variante<br />

weist Leistungsdichte<br />

von 2 kW/l auf,<br />

die 200 kW-Ausführung<br />

erzielt mit einer<br />

integrierten Flüssigkeitskühlung<br />

eine Leistungsdichte von 2,5 kW/l. Die Antriebe sind<br />

besonders geeignet für die Medium- und Schwerlastindustrie, z.<br />

B. den Materialtransport und die Bergbau-, Zucker-, Wasser- und<br />

Abwasser-, Straßenbau- und Kunststoffindustrie. Erhältlich sind<br />

sie für 230 und 400 V Versorgungsspannung. Sie bieten Steuerfunktionen<br />

mit 32 Instruktionen und 16 Variablen sowie mehrere<br />

Feedback-Sensoren. Dazu kommt eine breite Palette digitaler und<br />

analoger Ein- und Ausgänge. Beide Modelle verfügen entweder<br />

über PTC, PT100 oder KTY-Temperatursensor. Die Sicherheitsfunktion<br />

STO und SIL2 sind als Standard integriert.<br />

www.bonfiglioli.de<br />

UNIVERSELLER SERVOVERSTÄRKER<br />

Der Servoverstärker D1-N von Hiwin eignet sich nicht nur für rotative Servomotoren, sondern auch für Linear- und Torquemotoren, und<br />

deckt damit die gesamte Motorpalette des Herstellers ab. Die unterstützten Geberschnittstellen und analogen sowie digitalen<br />

Hall-Sensoren ermöglichen einen vielseitigen Einsatz speziell im Linearmotorbereich mit verschiedenen Wegmesssystemen; auch<br />

Motoren anderer Hersteller können mit dem Servoverstärker eingesetzt werden. Das Gerät erlaubt eine einfache und sichere Verdrahtung<br />

und einen schnellen Austausch durch komplett steckbare Anschluss-Steckverbinder. Ein Echtzeitoszilloskop, FFT-Analyse sowie<br />

Bode- und Nyquist-Diagramme unterstützen bei der Inbetriebnahme und Fehleranalyse. Die Sicherheitsfunktion STO ist direkt in das<br />

Gerät integriert. Im Fehlerfall kann über den Verstärker der Motorstrom und damit das Drehmoment am Motor sicher abgeschaltet<br />

werden, ohne die Versorgungsspannung am Antrieb zu unterbrechen.<br />

www.hiwin.de<br />

Hochpräzisionskugellager<br />

Spindeltechnik<br />

Freiläufe<br />

Dichtungen<br />

GMN Paul Müller Industrie GmbH & Co. KG<br />

Äußere Bayreuther Str. 230 · D-90411 Nürnberg<br />

Phone: +49 911-5691-249 · Fax: +49 911-5691-587<br />

Mail: vertrieb.kula@gmn.de<br />

.de


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

ANYWHERE<br />

Neuartige am Körper tragbare Geräte zur<br />

Verabreichung von Medikamenten können zu jeder<br />

Zeit an jedem Ort aktiviert werden. Für ihre<br />

Funktion, Zuverlässigkeit und Handhabbarkeit ist<br />

das in ihnen eingesetzte, kundenspezifisch<br />

entwickelte Mikroantriebssystem eine<br />

entscheidende Komponente.<br />

– ANYTIME<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die neue Patch-Pumpe SC2Wear ermöglicht die unkomplizierte<br />

Verabreichung von Furosemid, dem am häufigsten<br />

verwendeten parenteralen Diuretikum zur Behandlung<br />

von Flüssigkeitsüberlastung bei Herzinsuffizienz. Im<br />

Gegensatz zu den derzeit verwendeten Lösungen für die Verabreichung<br />

des Medikaments, die intravenöse Injektionen oder Einnahme<br />

in Tablettenform erfordern, erfolgt die Verabreichung bei<br />

diesem neuen Gerät subkutan. Der Patient wird in die Lage versetzt,<br />

sich unter ärztlicher Aufsicht bei entsprechenden Anzeichen selbst<br />

das Medikament Furosemid zu verabreichen. Dadurch kann der<br />

Verlauf der Erkrankung frühzeitig positiv beeinflusst werden und es<br />

wird eine schnelle Rückkehr zu einem normalen Flüssigkeitshaushalt<br />

erreicht.<br />

Die Semi-Einweg-Pumpe SC2Wear ist ein Produkt von SC Pharmaceuticals,<br />

Inc. das biopharmazeutische Unter nehmen mit Sitz in<br />

Lexington, Massachusetts, USA hat ein ganzes Portfolio neuartiger<br />

Medikamente für die subkutane Verabreichung entwickelt.<br />

Zur Entwicklung dieses innovativen Geräts ging das Unternehmen<br />

eine Partnerschaft mit der Schweizer Sensile Medical AG<br />

ein. Sensile wiederum entschied sich für die Bühler Motor GmbH,<br />

ein Unternehmen mit langjähriger Erfahrung im Bereich der Mikroantriebssysteme,<br />

als Entwicklungspartner für die Antriebstechnik<br />

der Mikrokolbenpumpe des Geräts.<br />

WIE<strong>DER</strong>VERWENDBARER AKTIVATOR<br />

UND EINWEG-EINSATZ<br />

Die Pumpe besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Aktivator,<br />

wiederverwendbar für mehrere Anwendungen, und dem nach<br />

jeder Anwendung auszuwechselnden Einsatz. Der wiederverwendbare<br />

Aktivator besitzt in etwa die Größe eines Handys und enthält<br />

eine Antriebseinheit, eine wiederaufladbare Batterie, moderne<br />

Elektronik mit integriertem Tongeber. Der auswechselbare Einsatz<br />

DAS MASSGESCHNEI<strong>DER</strong>TE<br />

ANTRIEBSYSTEM PASST IN DAS<br />

KONZEPT DES WEGWEISENDEN<br />

MEDIZINISCHEN GERÄTS<br />

enthält alles, was mit dem Medikament oder dem Körper in Kontakt<br />

kommt: die Mikrokolbenpumpe, den Mechanismus zum automatischem<br />

Einführen und Zurückziehen der Infusionsnadel, das Flüssigkeitsreservoir<br />

und ein Heftpflaster, das während der Verwendung<br />

auf der Haut haftet.<br />

40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


BEWEGUNG!<br />

01<br />

01 Die geräusch- und bauraumoptimierte Antriebseinheit<br />

im Herzen des wiederverwendbaren Aktivators<br />

Die Antriebseinheit für die Mikrokolbenpumpe, die aus einem kleinen Elektromotor<br />

mit einem Planetengetriebe besteht, wurde von Bühler Motor zusammen mit Sensile<br />

Medical speziell für dieses Produkt entwickelt und wird auch von Bühler Motor in<br />

Serie produziert. Auch an der Entwicklung der Schnittstelle zwischen der Antriebseinheit<br />

im wiederverwendbaren Aktivator und dem Mikrokolben im Einweg-Einsatz<br />

war Bühler Motor beteiligt. Der durch Sensile zum Patent angemeldete Einrast-<br />

Mechanismus sorgt für eine sichere und zuver lässige Verbindung zwischen<br />

Antriebseinheit und Mikrokolbenpumpe.<br />

ANFOR<strong>DER</strong>UNGEN AN DIE ANTRIEBSEINHEIT<br />

Mit der ersten Umdrehung des Motors aktiviert die Bühler Motor Antriebseinheit den<br />

Mechanismus der Infusionsnadel, pumpt das Medikament aus dem Flüssigkeitsreservoir<br />

zur Infusionsnadel und sorgt für die Medikamentenabgabe an den Patienten.<br />

FRIZLEN Brems- und Anlasswiderstände<br />

sorgen weltweit für Dynamik<br />

bei Hub- und Fahrantrieben in<br />

Krananlagen, im Logistikbereich<br />

sowie bei mobilen Systemen<br />

im Hafenbereich und Offshore.<br />

Leistungen von 10 W bis 500 kW<br />

Bis IP67, mit UL / CE<br />

FRIZLEN Leistungswiderstände<br />

Belastbar<br />

Zuverlässig<br />

Made in Germany<br />

Tel. +49 7144 8100-0<br />

www.frizlen.com


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

"WIR ENTWICKELTEN EINE<br />

KUNDENSPEZIFISCHE<br />

ANTRIEBSLÖSUNG TROTZ<br />

EHRGEIZIGEM<br />

KOSTENZIEL"<br />

Sabrina Brod,<br />

Project Manager<br />

Healthcare Solutions,<br />

Bühler Motor GmbH<br />

02<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Einen optimal an die Kundenforderungen<br />

angepassten Antrieb innerhalb<br />

eines engen Kostenrahmes zu<br />

realisieren war sicher eine der großen<br />

Herausforderungen bei der Entwicklung<br />

des Antriebs für das medizinische<br />

Gerät. Möglich wurde das durch die<br />

sehr enge Zusammenarbeit mit dem<br />

Kunden und seinem Entwicklerteam.<br />

Wöchentliche Telefonkonferenzen aber<br />

auch häufige Treffen Face-to-Face vor<br />

allen wichtigen Meilensteinen bzw.<br />

Design Freezes waren selbstverständlicher<br />

Bestandteil.<br />

"DIE ANTRIEBSEINHEIT<br />

VON BÜHLER MOTOR IST<br />

EIN KERNELEMENT<br />

UNSERES TRAGBAREN<br />

INFUSIONSGERÄTS"<br />

Timon Rickenbacher,<br />

Projektleiter bei<br />

Sensile Medical<br />

Vor der detaillierten Entwicklung der<br />

Antriebseinheit für die SC2Wear<br />

-Infusionspumpe wurde nach dem<br />

idealen Entwicklungs- und Produktionspartner<br />

innerhalb einer Evaluationsphase<br />

gesucht. Aufgrund der<br />

guten Kommunikation und der<br />

Möglichkeit, im Raum Deutschland die<br />

Antriebseinheit entwickeln zu können,<br />

war der Entscheid, dies mit der Firma<br />

Bühler Motor anzugehen, schnell<br />

gefällt. Die Antriebseinheit als<br />

Unterbaugruppe mit Motor-, Getriebeund<br />

Interface von Bühler Motor aus<br />

einer Hand überzeugt.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Für den diskreten Einsatz des Geräts am Patienten, wurde bei Bühler Motor besondere<br />

Sorgfalt auf die Entwicklung eines geräuscharmen Planetengetriebes gelegt.<br />

Um die höchsten Qualitätsstandards zu gewährleisten, erfolgt der Mikro-Spritzguss<br />

der Planetenräder, Planetenträger und des Ritzels am Standort Monheim in<br />

Deutschland. Hier befindet sich das Bühler eigene Kompetenzzentrum für diese<br />

Prozesse, und die Nähe zur Entwicklung in Nürnberg sorgt für kurze Kommunikationswege.<br />

Die konsequente Einhaltung der Normen EN 60601-1 und EN ISO 13485 spielte<br />

während des ganzen Entwicklungsprozesses eine führende Rolle. In den nach<br />

dem neuesten Stand der Technik ausgestatteten Bühler eigenen Testlaboren galt<br />

es, kritische Tests zu bestehen – u. a. in Sachen Temperaturbeständigkeit, Stoßfestigkeit<br />

und Geräuschentwicklung. Bühler Projektqualitätsingenieure begleiteten<br />

die Entwicklungsteams während des gesamten Prozesses von der Konzeption<br />

über die Entwicklung bis hin zur Industrialisierung.<br />

Der eingeschränkte Bauraum gehörte zu weiteren Herausforderungen bei der<br />

Entwicklung des Antriebes. Das Ergebnis: Ein Getriebemotor mit einem Außendurchmesser<br />

von nur 15 mm und ein Planetengetriebe, das einer Axiallast von<br />

0,5 kg dauerhaft standhält. Die Planetenräder z. B. weisen einen Durchmesser<br />

von nur 4 mm auf.<br />

Die Mikrokolbenpumpe von Sensile Medical besitzt ein Hubvolumen von 10 µl,<br />

etwa ein Fünftel des Volumens eines Wassertropfens. Bei jeder Umdrehung wird<br />

mit der Antriebseinheit von Bühler ein winziges Tröpfchen aus dem Flüssigkeitsreservoir<br />

abgezogen und unter die Haut abgegeben.<br />

ALLE ENTWICKLUNGSZIELE ERREICHT<br />

Das Haupt-Entwicklungsziel war es, die bestmöglichen Funktionen im Hinblick auf<br />

Qualität, Sicherheit und einfache Handhabung zum Preis eines Einwegprodukts zu<br />

realisieren. Der bei Bühler Motor gelebte Entwicklungsgrundsatz „Design to Cost“<br />

spielte daher auch eine wichtige Rolle bei der Entscheidung für Bühler Motor als<br />

Partner.<br />

Nur die enge Zusammenarbeit zwischen SC Pharmaceuticals, Sensile Medical<br />

und Bühler Motor ermöglichte es, die Produktentwicklung erfolgreich in einem<br />

eng begrenzten Zeitrahmen durchzuführen. Bereits ein Jahr nach der Angebotsanfrage<br />

wurden Musterantriebe geliefert. Zweieinhalb Jahre nach der Angebotsanfrage<br />

werden die Antriebseinheiten in Serie bei Bühler Motor in Mexico gefertigt.<br />

Bilder: Bühler Motor, Sensile Medical<br />

www.buehlermotor.de<br />

02 Der in dem medizinischen Gerät verbaute 15-mm-Getriebemotor<br />

42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


NIE<strong>DER</strong>SPANNUNGSMOTOR GOES DIGITALISIERUNG<br />

Mit der nächsten Motorengeneration Simotics SD<br />

(„Severe Duty“) bietet Siemens ein Digitalisierungspaket<br />

für zukünftige Herausforderungen der<br />

Antriebstechnik. Basis dafür ist ein kompakter<br />

Grauguss-Niederspannungsmotor mit hoher<br />

Leistungsdichte. Aufgrund ihrer hohen Widerstandsfähigkeit<br />

sind die Motoren für Anwendungen unter<br />

erschwerten Umgebungsbedingungen geeignet, z. B.<br />

in der petrochemischen oder der allgemeinen<br />

Prozessindustrie. Sie erfüllen die Wirkungsgradanforderungen<br />

der Effizienzklassen IE3, IE4 und IES2. Das<br />

Smart Motor Concept ermöglicht eine einfache<br />

Analyse der Zustandsdaten des Motors in der<br />

Mindsphere mit weltweitem Zugriff. Der Data-Matrix-Code auf dem Motor ermöglicht eine<br />

maschinenlesbare Identifizierung des Motors und einen schnellen Zugriff auf Motorinformationen<br />

für eine einfache Inbetriebnahme und Ersatzteilbestellung. Zudem sind durch den Einsatz eines<br />

digitalen Zwillings z. B. 2D-Zeichnungen und 3D-Modelle verfügbar.<br />

SPINPLUS<br />

AN LEICHTIGKEIT<br />

KAUM ZU ÜBERBIETEN<br />

Leicht und schlank präsentiert<br />

sie sich und ist die<br />

ideale Präzisionskupplung<br />

für hochdynamische Anwendungen.<br />

www.siemens.com<br />

EINFACHES ANTRIEBSSYSTEM FÜR ROLLENBAHNEN<br />

Ein modulares Antriebssystem für Rollenbahnen<br />

ist EC Drive S von SEW-Eurodrive.<br />

Es wurde für den Leistungsbereich in der<br />

Leichtlastfördertechnik optimiert und<br />

kann in der staudrucklosen Förderung<br />

ebenso zum Einsatz kommen wie in der<br />

Positionierung von Fördergütern. Das<br />

System verfügt über integrierte Inkrementalgeber<br />

im Motor, was zusätzliche<br />

Sensoren, z. B. in Eckumsetzern oder<br />

Drehtischen, überflüssig macht. Es bietet<br />

40 W Dauerleistung und ist mehr als 250 %<br />

überlastfähig. Dabei kombiniert es ein<br />

beidseitig gelagertes Planetengetriebe mit<br />

einem effizienten Permanentem-Magnetmotor. Der Motorschutz wird über einen Thermistor<br />

realisiert, d. h. der Anwender kennt immer die aktuelle Temperatur des Motors. Ein elektronisches<br />

Typenschild ermöglicht eine automatische Inbetriebnahme der Antriebe. Die Motoransteuerung<br />

kann über Profinet IO, Ethernet IP, Modbus TCP oder Ethercat als auch binär umgesetzt werden.<br />

I/O-Module ergänzen das Antriebssystem.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

GEROTORMOTOREN FÜR LEICHTE UND MITTELSCHWERE LASTEN<br />

Die Gerotormotoren der Xcel-Serie von Eaton mit<br />

niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment sind für<br />

Anwendungen bei niedriger und mittelschwerer Last<br />

zur Optimierung der Leistung und Zuverlässigkeit<br />

ausgelegt. XL2- und XL4-Motoren haben eine Drei-Zonen-Konstruktion,<br />

die einen bidirektionalen Betrieb<br />

ermöglicht und über einen Gehäuseleckölanschluss<br />

verfügt, der die Beständigkeit gegenüber Druckspitzen<br />

verbessert. Die Motoren eignen sich besonders für<br />

Anwendungen mit spezifischen Konstruktionsanforderungen.<br />

Die Serie bildet eine Ergänzung zur<br />

Char-Lynn-Premium-Serie. Dabei wird nur ein einziger<br />

Zulieferer für alle Motorleistungsstufen benötigt. Die Motoren bieten die gängigsten Optionen für<br />

Wellen, Anschlüsse, Lager und Schluckvolumen zur Erleichterung und Verkürzung des Entwicklungsprozesses.<br />

XL2-Motoren eignen sich optional für integrierte Ventile und bilden so eine platzund<br />

gewichtssparende Alternative für separate Steuerblöcke.<br />

www.eaton.com/hydraulics<br />

Egal ob präzise positioniert,<br />

bestückt oder gemessen wird<br />

– das Leichtgewicht fühlt sich<br />

überall zu Hause.<br />

SCHMIDT-KUPPLUNG<br />

GmbH<br />

www.schmidt-kupplung.com


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

– KEINE KOMPROMISSE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Es sind die vier Antriebsarten Pneumohydraulik,<br />

Elektromechanik, Pneumatik und Hydraulik, die<br />

für kombinierte Weg-/Kraft-Operationen, zum<br />

Beispiel in Pressen, in Frage kommen. Das Ziel<br />

des Maschinenbauers: den für seine jeweilige<br />

Anwendung in jeder Hinsicht effizientesten<br />

Presskraft-Antrieb zu finden. Das geht ohne<br />

Kompromisse, wenn der Antriebslieferant alle<br />

vier Technologien beherrscht.<br />

Unter dem Dach der Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG befinden<br />

sich heute die Unternehmensbereiche: Komponenten<br />

(Antriebe, Steuerungen, Sensorik und Software für<br />

Prozesse und Qualitätssicherung), Systeme (Pressen-Baukasten<br />

von 2 bis 2 000 kN, Hand-, Maschinen-und Roboterzangen),<br />

Verfahren (Tox-Clinch-Technologie, Niet-Technologie und Funktionselemente-Technologie).<br />

Mit seinem Antriebsprogramm mit<br />

Pneumohydraulik, Elektromechanik, Pneumatik und Hydraulik<br />

bietet Tox Pressotechnik Maschinenbauern energie- und bearbeitungseffiziente<br />

Lösungen für jeden Anwendungsfall.<br />

PNEUMOHYDRAULIK – GERINGER<br />

ENERGIEEINSATZ, HOHE LEISTUNGSDICHTE<br />

Mit der Entwicklung des Tox-Kraftpakets etablierte das Technologie-Unternehmen<br />

ab Ende der 70er Jahre das Prinzip der Pneumohydraulik<br />

bei industriell und universell einsetzbaren Antriebs-<br />

JEDE <strong>DER</strong> VIER ANTRIEBSARTEN<br />

FINDET ÜBER IHRE SPEZIELLEN<br />

EIGENSCHAFTEN AUCH ZU­<br />

KÜNFTIG IHRE ANWENDUNGEN<br />

Einheiten für kombinierte Weg-/Kraft-Operationen. Heute gibt es<br />

ein breites Programm an Standard- und Sonderausführungen, die<br />

in allen Bereichen der produzierenden und montierenden Industrien<br />

zum Einsatz kommen. Mit den beiden Baureihen Line-Q und Line-<br />

X werden Presskraftbereiche von 10 bis 1 700 kN abgedeckt, wobei<br />

sich die Anwendungen von der Blechbearbeitung über das Ein-<br />

44 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

01<br />

01 Der Aufbau des pneumohydraulischen<br />

Antriebs<br />

02 Systemaufbau des<br />

Antriebs Tox-Electric-Drive<br />

02<br />

pressen von Montage- und Funktionselementen oder das Stanzen<br />

von Verpackungen bis hin zum Einsatz in der Lebensmittel industrie<br />

erstrecken.<br />

Im Zeitraum von fast 40 Jahren wurden von den Antriebs -<br />

zy lindern Tox-Kraftpaket mehr als 150 000 Einheiten produziert<br />

und weltweit installiert. Die Vorteile der pneumohydraulischen<br />

Antriebstechnik liegen im vergleichsweise einfachen Aufbau der<br />

kompakten und extrem robusten Zylindersysteme, der einfachen<br />

(An-)Steuerung, dem geringen Energieeinsatz bei sehr hoher Leistungsdichte,<br />

und schließlich der bewiesenen Zuverlässigkeit über<br />

Millionen Arbeitshübe.<br />

Außerdem zeichnen sich die Antriebszylinder durch einen geschlossenen<br />

Öl- und Arbeitskreislauf aus, und sie werden ganz einfach<br />

durch die sowieso vorhandene Druckluft und nicht über ein<br />

aufwendiges Hydraulikaggregat betrieben. Sie lassen sich leicht in<br />

Konstruktionen integrieren, sind einfach zu installieren, benötigen<br />

nur minimale Wartung, können je nach Bedarf mit sehr hohen<br />

Hubfrequenzen arbeiten und funktionieren betriebssicher.<br />

Mittels optionalem Zubehör hinsichtlich der Eigenparametern<br />

(Druck, Hub) sowie der relevanten Ergebnisparameter (Kraft, Weg,<br />

Positionen) sind sie zu überwachen und nachzusteuern. Die beiden<br />

Baureihen ergeben, gerechnet ohne Aufbauvarianten, bereits ein<br />

breites Spektrum von rund 5000 Ausführungen. So steht für buchstäblich<br />

jeden denkbaren Anwendungsfall auch der ideale Presskraftantrieb<br />

zur Verfügung.<br />

ELEKTROMECHANIK – FEINFÜHLIG<br />

REGELN UND STEUERN<br />

Die zunehmenden Anforderungen aus der Serienproduktion z. B.<br />

aus der Automobilindustrie führten Anfang des 21. Jahrhunderts<br />

zur Entwicklung elektromechanischer Servoantriebe der Baureihe<br />

Tox-Electric-Drive. Ausgehend von einer fortschreitenden Elektrifizierung<br />

in den Produktionsbetrieben sowie den Forderungen nach<br />

belegbarer Prozesssicherheit für eine maximale und dokumentierte<br />

Produktqualität, gilt es die Kraft-/Weg-Operationen für Presskraft-<br />

Machen Sie Ihrer Maschine Beine....<br />

... mit Direktantrieben von Tecnotion<br />

Der Spezialist für Linearmotoren und Torque Motoren<br />

mit über 25 Jahren Erfahrung<br />

Tecnotion GmbH<br />

Elsenheimerstraße 59 | 80687 München<br />

Tel. 089 381537 400 | info@tecnotion.de


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

04<br />

03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

03 Eine Pneumatikpresse Tox-Fine-Press PFHL<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

04 Pneumohydraulik-Aggregat Typ X-KT-<br />

System mit einem Übersetzer X-ES und zwei<br />

Hydraulikzylindern HZL<br />

"MIT UNSEREM TOX-<br />

KRAFTPAKET GARAN-<br />

TIEREN WIR EINE LEBENS -<br />

DAUER VON 10<br />

MILLIONEN HÜBEN"<br />

Dr.-Ing. Wolfgang Pfeiffer,<br />

Geschäftsführer,<br />

Tox Pressotechnik<br />

Die Pneumohydraulik, das Tox-Kraftpaket,<br />

ist eine Entwicklung unseres<br />

Hauses. Der Antrieb ist extrem<br />

robust dank seiner Elastizität in der<br />

Kraftwirkung. Er ist wartungsarm,<br />

schnell und einfach im Aufbau. Er ist<br />

überlastsicher bis zum Stillstand. Er<br />

ermöglicht hohe Hubfrequenzen,<br />

und nach Erreichen der Endkraft<br />

bedarf er keiner weiteren Energieaufnahme.<br />

Wir garantieren 10 Millionen<br />

Hübe. Neue Komponenten testen wir<br />

über 20 Millionen Hübe. Die<br />

Zuverlässigkeit und Unverwüstlichkeit<br />

dieser Antriebe bestätigen uns<br />

unsere Kunden immer wieder.<br />

Antriebe feinfühlig zu regeln und zu steuern, um reproduzierbare Prozessabläufe darstellen<br />

zu können. Die Elektromechanik bietet dafür ideale Voraussetzungen, denn über die<br />

E-Motoren und deren Stromversorgung / Servocontroller plus die Software sind nun die<br />

Schnittstellen klar zu definieren und damit ist die Einbindung in übergeordnete Steuerungs-,<br />

Qualitätssicherungs- und auch Kommunikations-Netzwerke gewährleistet.<br />

Die Antriebe Tox-Electric-Drive gibt es heute in der bewährten Standard-Bauform<br />

EPMS, der Kompaktversion EPMK (optional auch mit Sicherheitsbremse) und EPMR<br />

(ausgelegt als kurz bauende Roboterzangen-Antriebe). Neu sind die Baureihen EQ-K und<br />

EX-K (jeweils mit oder ohne Sicherheitsbremse), EX-F (bis zu 800 mm/s schnell) sowie<br />

EPMR 500 und 700 (speziell ausgelegt für Clinch-/Niet-Operationen). Der mechanische<br />

Teil des Antriebs basiert je nach Bauweise und Leistung auf einer Kugelumlaufspindel<br />

bzw. einer Planetengewindespindel und ist über einen Riementrieb und ein Getriebe mit<br />

dem Servomotor gekoppelt.<br />

Die elektromechanischen Antriebe Tox-Electric-Drive gibt es im Kraftbereich von 2 bis<br />

100 kN (EQ-K) bzw. von 10 bis 200 kN (EX-K) oder auch mit Presskräften bis 1 000 kN<br />

(EPMK). Je nach Auslegung finden sie als Pressen-, Maschinen- oder Zangenantriebe<br />

Verwendung.<br />

PNEUMATIK- O<strong>DER</strong> HYDRAULIKANTRIEBE – IMMER AKTUELL<br />

Mehr als eine Abrundung stellen rein pneumatische Antriebe von Tox Pressotechnik<br />

deshalb dar, weil sie den jeweiligen Anforderungen entsprechend konzipiert und ausgelegt<br />

sind. Manchmal ist weniger einfach genug, um zuverlässig und prozesssicher sowie<br />

effi zient und wirtschaftlich arbeiten zu können.<br />

Aus diesem Grund weisen die Tischpressen Tox-Fine-Press vom Typ PFHL pneumatische<br />

Antriebe auf und selbiges gilt für die kombinierte Spann- und Bearbeitungseinheit<br />

Tox-Kraft-Kurver, mit der in einem Arbeitshub z. B. zwei Blechteile fixiert und zusammengespannt<br />

sowie gestanzt werden.<br />

Als nach wie vor relevante Antriebs-Alternative sind auch Hydraulikzylinder im Lieferprogramm<br />

von Tox Pressotechnik enthalten. Diese sind einzeln erhältlich oder integriert<br />

in Tox-KT-Systemen. Oftmals ist es technisch eben von Vorteil, etwa bei sehr engen Bauräumen<br />

oder aufgrund baulicher Gegebenheiten, für einen benötigten hydraulischen Antrieb<br />

eine getrennte Anordnung von Arbeitsteil (Zylinder) und Aggregat zu wählen. Mit<br />

dem Tox-KT-System bietet das Unternehmen praxisgerechte Lösungen, bei denen der<br />

Zylinder und das Aggregat getrennt voneinander zu installieren sind und trotzdem die<br />

volle Leistung und Arbeitsdynamik verfügbar ist.<br />

Geht es in Maschinen um Antriebe für kombinierte Weg-/Kraft-Operationen, bietet Tox<br />

Pressotechnik hierfür alle verfügbaren Antriebstechnologien – auch in Kombination. Der<br />

Kunde bzw. die Anwendung entscheidet über die Auswahl.<br />

www.tox-de.com<br />

46 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


MOTOREN UND STEUERUNGEN<br />

RUHIG SERVOMOTOREN: BEI HOHER REGELGÜTE<br />

www.baumueller.de<br />

Die DSH1-Baureihe von Baumüller bietet Servomotoren für High-Precision-Anwendungen.<br />

Diese haben ein besonders niedriges Rastmoment und erreichen damit eine sehr hohe<br />

Regelgüte. Ein typisches Einsatzgebiet z. B. im Handling- und Roboterbereich sind Schweißroboter,<br />

die Bauteile mit einer exakten, hochwertigen Schweißnaht fertigen. Ebenso<br />

eignen sie sich z. B. für Etikettendruckmaschinen, die eine gleichbleibend hohe, reproduzierbare<br />

Druckqualität erreichen müssen. Der maximale Drehzahlbereich der Motoren, die<br />

in den Baugrößen 45 bis 100 verfügbar sind, liegt bei 6000 min -1 bei Nennleistungen in der<br />

selbstgekühlten Ausführung bis 10 kW. Die neuen Modelle sind in die aktuelle DS-Servomotoren-Palette<br />

des Herstellers integriert. Einem Baukastensystem folgend, sind die<br />

mechanischen Schnittstellen und die Anschlusstechnik analog zu den bestehenden<br />

Motoren ausgeführt.<br />

UMRICHTER DRAHTLOS STEUERN<br />

Die Frequenzumrichter VLT HVAC Drive, Aqua Drive und<br />

Automation Drive von Danfoss gibt es nun mit dem drahtlosen<br />

HMI-Modul VLT Wireless Communication Panel LCP 103. In<br />

Verbindung mit der App My Drive Connect ermöglicht es das<br />

Modul, auf Tablets und Smartphones die gleiche Funktionalität<br />

wie das vollgrafische Local Control Panel LCP 102 abzubilden<br />

– nur ohne drahtgebundene Verbindung. Durch die auf dem<br />

Bildschirm des Mobilgeräts abgebildete Oberfläche bieten sich<br />

zudem mehr Möglichkeiten zur<br />

Visualisierung, z. B. die Anzeige von<br />

Statusmeldungen, ein Quickmenü<br />

für die einfache Inbetriebnahme,<br />

Parametrierung, Alarmprotokolle<br />

und eine Reset-Funktion. Das<br />

Modul nutzt Standard-Wlan-Technologie<br />

und WPA2-Sicherheits-Features.<br />

Es kommuniziert über eine<br />

Punkt-zu-Punkt-Verbindung.<br />

Vorteile bringt das Modul auch bei<br />

Anwendungen, bei denen der<br />

Antrieb schwer zugänglich ist, z. B.<br />

in Kranen, Hebezeugen, Aufzügen<br />

oder HVAC-Anwendungen.<br />

www.danfoss.de<br />

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DIEMO<strong>DER</strong>NEN KRAFTPAKETE<br />

<strong>DER</strong> HATZ H-SERIE<br />

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Bosch Common-Rail-Technologie<br />

• 46 oder 62 kW max. Leistung, 1,5 oder 2Liter Hubraum<br />

• Kompakte Einbaumaße bei nur 133 oder 152 kg Gewicht<br />

• HöchsteKraftstoffeffizienz ihrer Klasse<br />

• Premium-Komponenten, made in Germany<br />

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VON FÖR<strong>DER</strong>GÜTERN<br />

Einen Synchron-Trommelmotor für Bandfördersysteme mit einer<br />

Leistung bis 1,1 kW hat Interroll herausgebracht. Er bietet ein<br />

hohes Drehmoment und eine sehr starke Bandzugskraft. So ist<br />

er besonders geeignet für hohen Durchsatz von Fördergütern.<br />

Der Motor ermöglicht Bandgeschwindigkeiten bis 3,34 m/s und<br />

bewältigt auch steile Beschleunigungs- und Abbremsrampen.<br />

Der Antrieb ist auch für die hygienesensible Lebensmittel- und<br />

Pharma-Industrie geeignet: Er ist komplett aus Edelstahl<br />

gefertigt, Konstruktion und Design des vollständig geschlossenen<br />

Antriebs entsprechen den EHEDG-Richtlinien. Außerdem sind<br />

seine Materialien nach Vorgaben der USDA/FDA und der<br />

EU-Verordnung EG 1935/2004 zertifiziert. Die Motoren weisen<br />

einen Leistungsverlust von nur 9 % auf. Ein aus gehärtetem Stahl<br />

gefertigtes Planetengetriebe überträgt bis zu 95 % der verfügbaren<br />

Leistung direkt auf das Fördersystem und reduziert so den<br />

Energiebedarf deutlich.<br />

www.interroll.com<br />

CREATINGPOWER SOLUTIONS.<br />

Hatz.indd 1 22.06.<strong>2017</strong> 07:37:30


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

DAS GETRIEBEPRINZIP<br />

FÜR DIE MECHATRONIK?<br />

Als die Grundlage des Harmonic-Drive-Getriebes<br />

in der Mitte des letzten Jahrhunderts entwickelt<br />

wurde, war Mechatronik noch kein Thema im<br />

Maschinenbau. Heute ist dieses Getriebeprinzip<br />

wichtiger Bestandteil vieler mechatronischer<br />

Lösungen. Es war seiner Zeit voraus und ist jetzt<br />

aktueller denn je.<br />

Autor: Bernhard Wührl, Harmonic Drive AG, Limburg<br />

Bei einer Vielzahl von Möglichkeiten schnell das richtige Produkt<br />

zu finden, ist eine anspruchsvolle Aufgabe. Für jedes<br />

mechatronische Produkt und jede Anwendung sind die<br />

wichtigsten Anforderungen und Eigenschaften definiert.<br />

Basierend auf einer idealen Kombination aus Mechanik, Elektronik<br />

und Software soll es anwendungsspezifisch anpassbar sowie kompakt<br />

aufgebaut sein und darüber hinaus den geringsten Aufwand<br />

beim Anwender verursachen. Diese Anforderungen bilden die<br />

Grundlage für die Entwicklung und Weiterentwicklung von Harmonic-<br />

Drive-Produkten.<br />

DAS HARMONIC-DRIVE-PRINZIP<br />

Das Harmonic-Drive-Getriebe gehört zur Gruppe der Wellgetriebe.<br />

Der elliptische Wave Generator als angetriebenes Teil verformt<br />

über das Kugellager den Flexspline, der sich in den gegenüberliegenden<br />

Bereichen der großen Ellipsenachse mit dem innenverzahnten<br />

Circular Spline im Eingriff befindet. Mit Drehen des Wave<br />

48 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


01<br />

01 Aufbau des Getriebes nach dem Harmonic-Drive-Prinzip<br />

Generators verlagert sich die große Ellipsenachse und damit der Zahneingriffsbereich. Da der<br />

Flexspline zwei Zähne weniger als der Circular Spline besitzt, vollzieht sich während einer<br />

halben Umdrehung des Wave Generators eine Relativbewegung zwischen Flexspline und Circular<br />

Spline um einen Zahn und während einer ganzen Umdrehung um zwei Zähne. Bei fixiertem<br />

Circular Spline dreht sich der Flexspline als Abtriebselement entgegengesetzt zum Antrieb.<br />

Die Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Getriebetechnologien lassen sich so zusammenfassen:<br />

Sie sind kompakt (hohe Momentendichte i = 30 bis 300), leicht (mehrere Faktoren<br />

leichter), präzise (Wiederholgenauigkeit < 5 Winkelsekunden), lebensdauerspielfrei und<br />

sie können generell mit Hohlwelle ausgelegt<br />

werden.<br />

"UNSERE GETRIEBE BIETEN<br />

DIE BASIS FÜR DIE<br />

BENÖTIGTEN MECHANISCHEN<br />

GRUNDEIGENSCHAFTEN<br />

MECHATRONISCHER<br />

PRODUKTE"<br />

Bernhard Wührl,<br />

Gesamtvertriebsleiter,<br />

Harmonic Drive AG<br />

Durch das Zusammentreffen vieler<br />

Vorteile unserer Harmonic-Drive-<br />

Getriebe ist die Robotik mit ihrem<br />

mechatronischen Anspruch und den<br />

benötigten bewegten Achsen eine<br />

Domäne für dieses Prinzip. Gerade<br />

In der aktuell im Fokus stehenden<br />

kollaborativen Robotik bewährt sich<br />

unser Getriebeprinzip im idealen<br />

Zusammenspiel mit Motor, Bremse,<br />

Sensorik und der intelligenten<br />

Auswertung durch Software.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Durch diese Eigenschaften entstehen<br />

zahlreiche Vorteile des Harmonic-Drive-<br />

Prinzips in den unterschiedlichsten Anwendungen.<br />

Diese Vorteile kommen zur Geltung<br />

in Anwendungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen,<br />

vor allem im Reversierbetrieb<br />

(präzise und spielfrei), in mobilen Systemen<br />

oder bewegten Achsen (geringes<br />

Gewicht), bei begrenzten Einbausituationen<br />

(Kompaktheit), wenn eine Durchführung<br />

benötigt wird (Hohlwelle) und wenn kleine<br />

Baugrößen verlangt werden (ab 5 mm<br />

Außendurchmesser verfügbar).<br />

Die typischen Marktsegmente des Harmonic-Drive-Getriebes<br />

sind Robotik, Werkzeugmaschinen,<br />

Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik<br />

und Optik. In vorgenannten Marktsegmenten<br />

wird mindestens einer der Vorteile<br />

aus dem Harmonic-Drive-Prinzip benötigt.<br />

In der Robotik beispielsweise kommt es auf<br />

Genauigkeit, Spielfreiheit, geringes Gewicht,<br />

Baugröße und in vielen Fällen auch auf das<br />

Vorhandensein einer Hohlwelle an.<br />

MECHATRONIK IM BESTEN SINNE<br />

Durch die individuellen Bedürfnisse, z. B. in<br />

Pick-and-Place-Anwendungen oder in der<br />

medizinischen Anwendung, entstehen unterschiedlichste<br />

Bauformen und Kombinati-<br />

ANTRIEBS- UND<br />

SYSTEMLÖSUNGEN<br />

FÜR WERKZEUG-<br />

MASCHINEN<br />

DREHTISCH-<br />

ANTRIEBE<br />

Denox® DT<br />

MOTOR<br />

GETRIEBE<br />

EINHEIT<br />

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GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

350%<br />

300%<br />

250%<br />

200%<br />

150%<br />

100%<br />

50%<br />

0%<br />

Planetengetriebe<br />

Harmonic<br />

Drive<br />

Beispielhafter Vergleich<br />

Gewicht/Baugröße/Moment pro cm 3<br />

100% 100% 100%<br />

27%<br />

36%<br />

m V Mp/V<br />

Planetengetriebe<br />

Harmonic Drive<br />

02 Ein beispielhafter Vergleich: Planetengetriebe mit<br />

Harmonic-Drive-Getriebe<br />

291%<br />

i Tr m V Mp/V<br />

2-stufig 100 32 Nm 2 kg 0,0214 cm 3 1 498 Nm/cm 3<br />

1-stufig 100 36 Nm 0,54 kg 0,0078 mm 3 4 359 Nm/cm 3<br />

Verhältnis 4/1 3/1 1/3<br />

02<br />

onen. Vor allem die benötigte Sensorik hängt vom speziellen Einsatzfall<br />

ab. Es gibt jedoch immer eine Konstante, das Harmonic-<br />

Drive-Getriebe.<br />

Durch die über Jahrzehnte entwickelten Abwandlungen kann<br />

dieses entweder besonders flach, mit extra großer Hohlwelle und<br />

mit unterschiedlichsten Lagern eingesetzt werden. Dabei bleibt es<br />

immer spielfrei, hochgenau, äußerst kompakt und leicht. In Robotikanwendungen<br />

bildet meist die geschlossene Roboterstruktur das<br />

Gehäuse, in das die aufeinander abgestimmten Komponenten (Getriebe,<br />

Motor, Sensorik, Bremse, Elektronik) hochintegriert sind.<br />

Vor allem die Spielfreiheit ist in diesen Anwendungen von<br />

elementarer Bedeutung. Sie ist Voraussetzung für die Regelbarkeit<br />

und hat damit erheblichen Einfluss auf benötigte Funktionalitäten<br />

wie Sicherheit, Genauigkeit und Dynamik. Fast genauso<br />

wichtig wie die Spielfreiheit sind die Kompaktheit und das Gewicht.<br />

Jedes Gramm das durch die verbauten Komponenten in<br />

die Konstruktion eingebracht wird, geht von der produktiv nutzbaren<br />

Traglast ab.<br />

Dies gilt für den gesamten mechatronischen Aufbau. Ist das<br />

Getriebe schwer, so muss es mitbewegt werden und benötigt einen<br />

größeren Motor. Dieser benötigt eine leistungsfähigere Elektronik,<br />

welche somit eine höhere Verlustleistung hat. All das führt<br />

wieder zu größeren Strukturen womit sich der Kreis schließt.<br />

Auch im Sinne der Energieeffizienz ist es sinnvoll, bewegte<br />

Komponenten so leicht wie möglich auszuführen. Dadurch verringert<br />

sich der Energieverbrauch im Betrieb auf ein nötiges Minimum,<br />

und der Roboter, oder auch andere bewegte Kinematiken,<br />

können energieeffizient betrieben werden.<br />

Hier vereinen sich letztlich die drei Hauptthemen der letzten<br />

zehn Jahre mit einer Philosophie, welche in den letzten 20 Jahren,<br />

immer mehr an Bedeutung gewonnen hat: Energieeffizienz, Industrie<br />

4.0 und kollaborative Roboter sind ohne mechatronische<br />

Konstruktionsansätze und Produkte nicht realisierbar. Die Harmonic-Drive-Getriebe<br />

spielen dabei eine essenzielle Rolle, da sie<br />

die Basis für die benötigten Grundeigenschaften bieten. Es gibt<br />

derzeit keine andere Getriebetechnologie, welche diese in so<br />

idealer Weise vereint.<br />

Bilder: Harmonic Drive AG<br />

www.harmonicdrive.de<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

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und schmiermittelfreie mehrdimensionale Bewegung,<br />

z. B. bei Pick and Place. Als vordefinierte<br />

Komplettlösung direkt ab Lager bestellbar und ab<br />

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50 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

MASSGESCHNEI<strong>DER</strong>TE KUPPLUNGEN<br />

FÜR MOTOREN-PRÜFSTÄNDE<br />

Die hochelastischen<br />

Tok-Kupplungen von<br />

Reich sind auf die<br />

Anforderungen von<br />

Motorenherstellern<br />

und Prüfstandsbetreibern<br />

ausgerichtet.<br />

Kupplungen und<br />

Kupplungswellen<br />

werden auf die<br />

Motoren genau<br />

abgestimmt. Mit<br />

Drehzahlen bis<br />

10 000 min -1 sind sie<br />

speziell für Prüfstände<br />

geeignet, auf denen Verbrennungsmotoren getestet werden. Die<br />

Kupplungen werden zwischen Motor und Dynamometer eingesetzt<br />

und weisen eine hohe Drehelastizität sowie eine Drehmomentkapazität<br />

von 100 bis 70 000 Nm auf. Dadurch sind sie für<br />

ein breites Spektrum an Motoren geeignet. Die Baureihe umfasst<br />

Größen für einen Drehmomentbereich von ca. 1 600 bis<br />

1 40 000 Nm. Das Modell Tok 910.1 etwa wurde speziell für große<br />

Gasmotoren bis zu einem Leistungsbereich von 4 500 kW<br />

entwickelt. Es wird in Energieerzeugungsanlagen zwischen Motor<br />

und Generator eingesetzt. Die hochelastischen Kupplungen<br />

verschieben kritische Eigenfrequenzen des Antriebsstrangs<br />

unterhalb der Betriebsdrehzahl.<br />

www.reich-kupplungen.de<br />

LEISTUNGSSTÄRKERES<br />

22-MM-PLANETENGETRIEBE<br />

Portescap hat mit dem R22HT ein 22-mm-Planetengetriebe mit<br />

hohem Drehmoment herausgebracht. Es verfügt über ein<br />

Getriebedesign komplett aus Metall und spezielle Zahnräder, die<br />

ein Dauerdrehmoment bis 3,7 Nm und Wirkungsgrade von 62 bis<br />

82 % bei einer empfohlenen Maximaldrehzahl von 12 000 min -1<br />

bieten. In einem gewissen Nennleistungsbereich kann es auch<br />

mit höheren Werten für Maximaldrehzahl und Geschwindigkeit<br />

betrieben werden. Das Getriebe kann eine doppelt so hohe<br />

Drehzahlausgabe erreichen wie vorausgegangene Produkte und<br />

ist mit zwei bis vier Stufen mit Verhältnissen von 10,9:1 bis<br />

850,3:1 erhältlich. Zum Einsatz kommt es z. B. in elektrischen<br />

Greifern, medizinischen Analysegeräten, Fensterlüftungsaktuatoren,<br />

medizinischen Geräten für die Physiotherapie oder<br />

Kameraaktuatoren.<br />

Mit seinem<br />

hohen Wirkungsgrad<br />

eignet es<br />

sich für batteriebetriebene<br />

Geräte. Es ist mit<br />

den Motoren mit<br />

Durchmessern<br />

von 22 bis 25 mm<br />

der Reihen DC<br />

und BLDC des<br />

Herstellers<br />

kompatibel.<br />

www.portescap.com<br />

SPIELFREIE, ZUVERLÄSSIGE SERVOKUPPLUNGEN<br />

Wellenkupplungen in Servoachsen unterliegen je nach Anwendungsfall ganz unterschiedlichen<br />

Anforderungen. Deshalb bietet Mayr Antriebstechnik ein sehr breites und ausgereiftes<br />

Produktportfolio und hat verschiedene Metallbalg-, Elastomer- und Lamellenpaketkupplungen<br />

im Programm. Ganz aktuell hat das Unternehmen seinen Standardbaukasten<br />

um zahlreiche neue Nabenausführungen und Zwischenhülsen ergänzt. Das intelligente<br />

Baukastensystem sorgt für eine hohe Verfügbarkeit und kurze Lieferzeiten bei Standardbauteilen.<br />

Darüber hinaus rüstet sich der Hersteller für die Zukunft und reagiert mit neuen,<br />

modernen Fertigungsmethoden und einem optimierten internen Handling auf die stetig<br />

wachsenden Herausforderungen.<br />

www.mayr.com<br />

Die neuen Baugrößen der<br />

Typen MPR und MPG sind da!<br />

Spielarme Planetengetriebe von VOGEL<br />

mit einem max. Beschleunigungsmoment<br />

von bis zu T 2bzul<br />

= 4600 Nm<br />

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Stattmannstraße 1 · 72644 Oberboihingen<br />

www.vogel-antriebe.de<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 51


P<br />

GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

VOLLE POWER<br />

– HALBES GEWICHT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Situationen, in denen es auf jede Sekunde und<br />

auf erstklassiges Equipment ankommt: Hilfe<br />

nach Verkehrsunfällen, Hilfe nach Katastrophen.<br />

Robuste, wirkungsvolle Rettungsgeräte, wie<br />

mobile Spreizgeräte und Scheren, sind dann<br />

unverzichtbar. In diesen spielen Planetengetriebe<br />

eine entscheidende Rolle.<br />

Leistungsstarke Rettungsgeräte gehören seit Jahrzehnten zu<br />

den unverzichtbaren Hydraulik-Werkzeugen der Feuerwehren.<br />

Die Bilder sind eindrücklich: Aufgeschnittene PKWs am Stauende,<br />

aus denen eingeklemmte Unfallopfer gerettet wurden,<br />

aufgeschnittene Waggons nach dem Zugunglück, aufgespreizte<br />

Stahltüren für den Zugang nach der Gasexplosion. Herkömm liche<br />

Lösungen weisen allerdings einige Nachteile und Einschränkungen<br />

auf: Konventionelle Hydraulikaggregate als Antrieb müssen zunächst<br />

aufgebaut und in Betrieb genommen, Hydraulikschläuche<br />

angeschlossen werden, bevor die Hilfe einsetzen kann. Das kostet<br />

Zeit. Das Equipment raubt viel Platz im Fahrzeug, es ist schwer und<br />

in der Reichweite an die Zugänglichkeit gebunden und auf die<br />

Länge der Hydraulik-Schläuche begrenzt.<br />

KEIN KOMPROMISS BEI <strong>DER</strong> LEISTUNG<br />

Diese Einschränkungen veranlassten Lukas Hydraulik in Erlangen,<br />

ein führender Anbieter solcher Geräte, eine mobile Lösung zu entwickeln.<br />

„Kein Kompromiss bei der Leistung, tragbar, von einer<br />

DIE AUFGABENSTELLUNG, HOHE<br />

KRÄFTE AUF KLEINSTEM BAU-<br />

RAUM ZU ÜBERTRAGEN, KÖNNEN<br />

PLANETENGETRIEBE ERFÜLLEN<br />

Person zu bedienen“, so benennt Entwicklungsingenieur Dietmar<br />

Lindner die grundlegenden Anforderungen des Lastenhefts. Die<br />

Strategie zum Ziel: Mit einem starken Elektromotor, gespeist durch<br />

einen Hochleistungsakku, die Hydraulik-Pumpe antreiben.<br />

„Sehr schnell wurde deutlich, dass man die sehr hohe Drehzahl<br />

des Elektromotors der Hydraulikpumpe nicht zumuten kann, das<br />

52 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


OWER<br />

01 Flexible und mobile Rettungsgeräte<br />

01<br />

GETRIEBE, KUPPLUNGEN,BREMSEN<br />

funktioniert nicht“, sagt Lindner. Die theoretische<br />

Möglichkeit, einen deutlich drehmomentstärkeren<br />

Motor zu verbauen, der das notwendige<br />

Drehmoment bei erträglichen Drehzahlen liefert,<br />

ist praktisch nicht umzusetzen: „Abmaße<br />

und Gewicht eines solchen Motors hätten das gesamte<br />

Konzept gesprengt“, so Lindner.<br />

Klare technische Anforderung: Es muss ein<br />

Getriebe zwischen Elektromotor und Hydraulikpumpe<br />

verbaut werden. „Es wurde schnell deutlich,<br />

dass IMS Gear der gesuchte Partner ist,<br />

denn dort hat man sich sehr engagiert, obwohl<br />

wir natürlich lediglich non-automotive-Stückzahlen<br />

nachgefragt haben.“<br />

Für Heinz Gert Hagedorn, Vice President Sales<br />

& Engineering Planetary Gears bei IMS Gear,<br />

spiegelt dieses Engagement die immense Erfahrung<br />

des Unternehmens und die technische Ambition,<br />

Neues zu ermöglichen, gleichermaßen<br />

wider: „Es war uns schnell klar, dass die Aufgabenstellung,<br />

viel Kraft auf kleinstem Bauraum zu<br />

übertragen, nur mit einem Planetengetriebe<br />

(PLG) gelöst werden kann. Mit unserem modularen<br />

PLG- Baukastensystem verfügen wir über die<br />

Plattform, bei Anfragen zeitnah eine Technologieabschätzung<br />

geben zu können und folgend eine<br />

Lösung zu erarbeiten.“<br />

TIEFER GRIFF IN DEN GETRIEBE-<br />

BAUKASTEN<br />

Das Projekt erwies sich als ausgesprochen fordernd.<br />

„Das modulare IMS-Gear-System empfiehlt<br />

Eingangsdrehzahlen von 3 000 min -1 . In diesem Fall<br />

liefert der Elektromotor 24 000 min -1 bei einem<br />

Moment von 0,4 Nm“, berichtet Vertriebsingenieur<br />

Andreas Sigwart. Da der Bauraum stark begrenzt<br />

IE4 Norm-Motoren Serie MPM<br />

Super Premium Wirkungsgrad<br />

Die Hocheffizienten<br />

Baugrößen reduzieren<br />

Stromkosten senken<br />

Gewicht verringern<br />

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GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

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Gewicht und Aussparungen<br />

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UND HYDRAULIK<br />

ERGÄNZEN SICH IN<br />

DIESEM GERÄTE-<br />

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Durchmesser 52 mm<br />

02<br />

Dr. Michael Döppert,<br />

Chefredakteur<br />

Nadelgelagerte<br />

Metall-Planetenräder<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Extrem hohe Kräfte auf kleinstem<br />

Bauraum, das kann nur die Hydraulik.<br />

Kombiniert mit der Flexibilität der<br />

Elektromechanik wird – wie hier<br />

gezeigt – die Konstruktion von<br />

Rettungs-Handgeräten revolutioniert.<br />

Letztlich dank der Kraftübertragung<br />

zwischen Elektromotor und Hydraulikpumpe<br />

durch ein Getriebe mit hoher<br />

Leistungsdichte wird dieses Gerätekonzept<br />

erst möglich und durch sein<br />

reduziertes Gewicht praxistauglicher.<br />

"UNSER GETRIEBEBAU-<br />

KASTEN GIBT UNS<br />

GROSSE FLEXIBILITÄT IN<br />

<strong>DER</strong> GETRIEBE-<br />

AUSLEGUNG"<br />

Heinz Gert Hagedorn,<br />

Vice President Sales &<br />

Engineering Planetary<br />

Gears, IMS Gear<br />

Die Variabilität des IMS-Gear-Baukastens<br />

mit Zugriff auf in der Praxis<br />

bewährte Komponenten erlaubt die<br />

schnelle und kostengünstige<br />

Ableitung von Derivaten. Mit<br />

unserem modularen Baukastensystem<br />

verfügen wir über die<br />

Plattform, zeitnah eine Technologieabschätzung<br />

geben zu können und<br />

folgend eine Lösung zu erarbeiten, die<br />

genau auf die Kundenanforderungen<br />

abgestimmt ist.<br />

02 Schnittmodell<br />

des modifizierten<br />

Planetengetriebes<br />

PM 52<br />

ist, stand ausschließlich ein einstufiges PLG zur Debatte. Planetenräder aus Kunststoff, die<br />

aufgrund des Gewichtsvorteils angezeigt gewesen wären, schieden ebenso aus wie das zunächst<br />

angedachte Getriebe aus der Produktlinie IMS-Baseline mit 42 mm Durchmesser.<br />

„Nach ersten Testläufen wurde deutlich, dass wir die Anforderungen erfüllen können,<br />

dafür aber sehr tief in den Baukasten werden greifen müssen“, berichtet Sigwart. Als<br />

Basis erwies sich das 52-mm-Getriebe als hinreichend standfest. Da die Ausgangsdrehzahl<br />

mit etwa 5 000 min -1 immer noch ambitioniert ist, kommen geradverzahnte Metallräder<br />

zum Einsatz, denn durch eine Schrägverzahnung würden zu hohe Axialkräfte entstehen.<br />

Zur besseren Lagerung können die Planetenräder in der IMS-Techline mit einer<br />

größeren Bohrung versehen werden. Überhaupt kommt der optimierten Lagerung<br />

zentrale Bedeutung zu: „Herkömmliche Gleitlagerung würde bei den immensen Drehzahlen<br />

zu viel Wärme erzeugen, dadurch das Schmierfett verbrennen und bei Trockenlauf<br />

sehr schnell verschleißen“, erläutert Sigwart. So verfügt die heutige Serienlösung<br />

über eine Nadellagerung, gleichzeitig kommt ein spezieller Schmierstoff zum Einsatz.<br />

EXTREME KRAFT HINTER DEM PLANETENGETRIEBE<br />

Da die einzelnen Komponenten aus der IMS-Baseline und der IMS-Techline stammen,<br />

verringert sich der Aufwand für Tests spürbar, da Muster kostengünstig und ohne großen<br />

Zeitverlust zur Verfügung stehen. „Eine Sonderentwicklung wäre bei Stückzahlen<br />

von einigen Tausend Getrieben pro Jahr wirtschaftlich nicht darstellbar gewesen", sagt<br />

Entwicklungsingenieur Dieter Lindner. Zumal IMS Gear auf der Abtriebsseite extrem<br />

flexibel sei und so auch die optimale Anbindung an die Hydraulikpumpe schnell umgesetzt<br />

werden konnte. Die hydraulische Übersetzung der Pumpe hinter dem Planetengetriebe<br />

beträgt 10 000:1, womit sich die Kraft der Scheren, Spreizer und Zylinder erklärt.<br />

So entstand ein kompaktes Rettungsgerät, das bei gleicher Leistung hohe Handlingvorteile<br />

bietet. „Durch den Einsatz der E-Draulik-Serie spart man bei einem kompletten<br />

Rettungssatz mit Schere, Spreizer und Rettungszylinder etwa 50 % des Gewichtes<br />

gegenüber der konventionellen Ausstattung“, erklärt Lindner.<br />

Sollten weitere Fortschritte bei den Akkus, dem Elektromotor oder der Hydraulik geänderte<br />

Untersetzungen des Planetengetriebes notwendig machen, lässt sich dies aus dem<br />

Baukasten heraus umsetzen. „Die Variabilität des IMS-Gear-Baukastens und der Zugriff<br />

auf in der Praxis bewährte Komponenten erlaubt die schnelle und kostengünstige Ableitung<br />

von Derivaten”, so sieht Hagedorn gerade in dieser strategischen Option besonderen<br />

Mehrwert für Kunden. Schnelle und vor allem sichere Verfügbarkeit seien angesichts<br />

immer kürzerer Innovationszyklen wichtige Grundvoraussetzung nicht nur für den technischen,<br />

sondern auch für den ökonomischen Erfolg. Durch ein schlankeres Motorritzel<br />

konnte als erste Änderung Gewicht eingespart werden. In diesem Fall exakt 77 g. „Die<br />

Gewichtsoptimierung stellt einen fortdauernden Prozess dar, über die einzelnen Komponenten<br />

summieren sich die Einsparungen“, erklärt Lindner abschließend.<br />

Bilder: Aufmacherbild und Bild 01 Lukas Hydraulik; Bild 02 IMS Gear<br />

www.imsgear.com<br />

Die kundenspezifische Abtriebseite<br />

bietet optimale Anbindung an die<br />

Hydraulikpumpe<br />

54 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


Z_Antriebstechnik_KISSsoft_Release_<strong>2017</strong>_90x130mm.indd 1 29.03.<strong>2017</strong> 08:11:05<br />

KISSsoft.indd 1 13.06.<strong>2017</strong> 11:12:55<br />

GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

KRAFTVOLLER TREIBER IM CRUSHING-BEREICH<br />

Eine Antriebslösung<br />

für<br />

hybride,<br />

dieselelektrische<br />

Mobilbrecher<br />

bietet<br />

Stiebel mit<br />

dem Pumpenverteilergetriebe<br />

Typ<br />

4395. Es ist<br />

Bestandteil<br />

einer<br />

modularen Motor-Getriebe-Einheit und trägt darin zur Energieeffizienz<br />

und Treibstoffoptimierung bei. Das Verteilergetriebe<br />

verfügt über eine Eingangsleistung bis 700 kW, eine Nebenabtriebsleistung<br />

je Achse von 360 kW. Ein großer Achsenabstand der<br />

Nebenabtriebsachsen wurde mit versetzten Zwischenwellen<br />

erreicht. Das ermöglicht sowohl im Antrieb und Durchtrieb den<br />

Anbau großer Motorkomponenten und den beidseitigen Betrieb<br />

von Hydraulikaggregaten an den Abtriebsachsen. Im ersten<br />

Antriebsmodus sind Dieselmotor und Getriebe mit extra starker<br />

Leistung im Einsatz. Im zweiten Antriebsmodus wird der Dieselmotor<br />

vom Getriebe entkoppelt und der Antrieb erfolgt über den<br />

Elektromotor von der Durchtriebsseite. Umsetzbar ist auch ein<br />

weiterer Antriebsmodus, wenn an den Nebenabtrieben außerdem<br />

ein Hydromotor installiert ist.<br />

www.stiebel.de<br />

PERFORMANCE MANAGEMENT SYSTEM<br />

Industriegetriebe von ZF werden z. B. in seilbahngeführten<br />

Transportanlagen eingesetzt, wo sie sowohl eisigen Temperaturen,<br />

etwa in Skiliften, als auch tropischer Hitze im urbanen<br />

Shuttlesystem standhalten. Das Performance Management<br />

System ZF ProVID ermöglicht dabei die Zustandsüberwachung,<br />

indem es alle relevanten Informationen des Antriebsstrangs<br />

verfügbar macht. Mit ZF-Algorithmen wird eine Zustandsbewertung<br />

der Anlage generiert und ein Bericht mit Handlungsempfehlungen<br />

erstellt. Verarbeitet werden z. B. schwingungstechnische<br />

Daten aus Verzahnungen und Lagern von Getrieben und<br />

anderen Elementen eines Antriebsstrangs oder Öleigenschaften<br />

mit Bezug zur Gebrauchsdauer. So können bevorstehende<br />

Schäden früh erkannt und Ausfälle vermieden werden. Eine<br />

modulare Adaption des Systems ist möglich, sodass für jede<br />

Anwendung<br />

ein individuelles<br />

Überwachungsprofil<br />

erstellt werden<br />

kann. Es ist<br />

auch in<br />

bestehende<br />

Anlagen mit<br />

Industriegetrieben<br />

des<br />

Herstellers<br />

integrierbar.<br />

ww.zf.com<br />

NEU<br />

Release<br />

03/<strong>2017</strong><br />

Permanentmagnetbremse<br />

oder Federdruckbremse?<br />

KISSsoft Highlights<br />

Fordern Sie noch heute eine kostenlose Testversion<br />

von KISSsoft unter www.KISSsoft.AG an!<br />

● Zuverlässigkeitsberechnung auf Systemebene<br />

● Vordefinierte Getriebestufen in KISSsys<br />

● Zahnfuss-Spannungen mit FE<br />

● Variationsberechnung für innere Lagergeometrie<br />

● Ermittlung der Unwucht bei Wellenschwingungen<br />

● und viele mehr …<br />

info@KISSsoft.AG<br />

Wir haben immer die optimale Lösung!<br />

Ob Permanentmagnetbremsen oder<br />

Federdruckbremsen – aufgrund unseres breit<br />

gefächerten Produktprogramms können wir<br />

auf nahezu alle Kundenwünsche eingehen.<br />

Die neu entwickelte Federdruckbremse für<br />

Servomotoren „Servo Line“ komplettiert das<br />

Produktportfolio, sodass wir Ihnen für jede<br />

Applikation die optimale Lösung anbieten können.<br />

Kendrion (Villingen) GmbH<br />

Tel: +49 7721 877-0<br />

sales-ids@kendrion.com<br />

www.kendrion-ids.com


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

WER BREMST, GEWINNT!<br />

WER BREMST GEWINNT!<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hydraulische Bremszylinder sind in erster Linie<br />

dafür bekannt, hin- und herschwenkende<br />

Massen zu beruhigen. Dass sie bei der Produktion<br />

von Rädern und in Rädern selbst für einen<br />

enormen Zeitgewinn sorgen, ahnt kaum jemand.<br />

Zwei auf den ersten Blick unterschiedlich<br />

gelagerte Einsatzfälle zeigen: Diese Bremsen<br />

geben Gas!<br />

Hydraulische Bremszylinder ähneln von der Form und vom<br />

Aufbau her Industriegasfedern. Dass die ACE Stoßdämpfer<br />

GmbH diese Maschinenelemente auch in kompakter<br />

Bauform mit Zylinderdurchmessern von nur 12 mm und<br />

Hüben von 20 mm anbietet, ist für die Konstrukteure der Firma<br />

Holland Mechanics BV ein entscheidender Faktor. Ihr Ziel: Für die<br />

Herstellung von Laufrädern für unterschiedliche Fahrradtypen eine<br />

schnellere und genauere Richtmaschine anbieten, die nicht mehr<br />

Platz als ihr Vorgänger benötigt.<br />

Autor: Robert Timmerberg, M. A., Fachjournalist (DFJV), Düsseldorf<br />

STEIGERUNG <strong>DER</strong> PRODUKTIONS-<br />

GESCHWINDIGKEIT UM 10 %<br />

Beim Spannen der Speichen in den Laufrädern war lange Zeit eine<br />

Felgenabweichung von ± 0,4 mm Standard. Erzielt wurde diese<br />

durch gleichbleibende Werte während des automatisierten<br />

Spannprozesses. Zum Vergleich: Für die Herstellung der Lauf räder<br />

von Standarddrahteseln und erlaubten Toleranzen von<br />

± 0,4 mm der Felge führt die Maschine ca. 40 Kontrollhandlungen<br />

durch. Für hochwertige Rennräder sind hingegen bis zu 100 nötig,<br />

um sicherzustellen, dass deren Laufräder den Qualitätskriterien<br />

entsprechen. Bei einer Felgentoleranz von 0,4 mm reichte es, Gummipuffer<br />

einzusetzen, um die Bewegungsabläufe in der Maschine<br />

zu beruhigen und so die Überprüfung der Kraftunterschiede zwischen<br />

den einzelnen Speichen zügig abzuschließen. Allerdings verursachen<br />

Gummipuffer aufgrund ihrer Material eigenschaften<br />

einen leichten Rückprall der bewegten Massen und damit auch<br />

Zeitverzögerungen in den Abläufen.<br />

Als erste Kunden ihre Anforderungen an die Laufrad-Richtmaschinen<br />

von Holland Mechanics BV steigerten und nur noch<br />

Toleranzen von ± 0,3 mm zuließen, schloss sich Jasper Wessels aus<br />

der Forschungs- und Entwicklungsabteilung mit Rob Bakker von<br />

Doedijns BV kurz. Dieser Zulieferer von Maschinenelementen und<br />

gleichzeitig einer der Vertriebspartner der ACE Stoßdämpfer GmbH<br />

in den Benelux-Staaten berät und beliefert das Unternehmen seit<br />

Jahren mit Komponenten. Dem Team war klar, dass eine Umstel-<br />

56 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


01<br />

01 Die hydraulischen<br />

Bremszylinder optimieren<br />

die Laufrad-Richtmaschine<br />

der Holland Mechanics BV<br />

02<br />

02 Eine getunte Konstruktion<br />

des Ice-Handbikes von<br />

Ad Aarts mit Ölbremsen<br />

sorgt für ein Kurventempo<br />

von bis zu 21 km/h<br />

Motion Control Drives<br />

lung auf Bremszylinder zahlreiche Vorteile mit sich bringen würde. Zum einen kann ohne<br />

den durch die Gummipuffer verursachten Rückpralleffekt schneller und besser produziert<br />

werden, weil besser kontrollierte Bewegungen das präzise Greifen der Speichen<br />

begünstigen und die Ausfallquote durch Fehlgriffe senken. Zum anderen lassen sich<br />

durch das Zusammenspiel aus verbessertem Antrieb der Richtwerkzeuge und zusätzlich<br />

integrierten Präzisionsbauteilen wie den Bremszylindern nun Toleranzwerte von<br />

± 0,1 mm erzielen. Mit Durchmessern von 12 mm und Hublängen von 20 mm sind die<br />

ACE-Bremszylinder vom Typ HB-12-20-EE-P in der Lage, Zug- und Druckkräfte von bis<br />

zu 180 N aufzubringen und die in der Maschine bewegten Massen so präzise abzubremsen,<br />

dass eine Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit um 10 % erzielt werden konnte.<br />

Außerdem berichten die niederländischen Radexperten davon, dass es gelungen ist,<br />

die vormaligen Ausfälle während der Bewegungsabläufe so gut wie vollständig zu verhindern,<br />

da die Greifer seltener neben die Speichen schnappen als zuvor. Beschleunigte<br />

Produktion bei weniger Ausfall, das ist eine Rechnung, die nicht nur bei Laufrad-Richtmaschinen<br />

aufgeht und allseits für Zufriedenheit sorgt.<br />

STEIGERUNG <strong>DER</strong> KURVENGESCHWINDIGKEIT UM 50 %<br />

Von ähnlich positiven Resultaten berichtet der niederländische Handbike-Langstreckenfahrer<br />

Ad Aarts. Handbikes gelten als die Formel-1-Fahrzeuge unter den Rollstühlen. Bei<br />

seinem speziell für Kunst- und Natureisbahnen entwickelten Handbike verfolgte Ad Aarts<br />

das Ziel, mit den Bremszylindern von ACE seine Kurvenfahrten besser in den Griff zu bekommen.<br />

Ohne dabei Hilfsmittel wie ABS oder Kurvenassistenten zu benutzen, war auch<br />

in diesem Fall die Regulierung der Verfahrgeschwindigkeit der Schlüssel zum Erfolg.<br />

Hierbei kamen allerdings nur von der Produktbezeichnung her die hydraulischen<br />

Bremszylinder zum Einsatz. In Wahrheit verbirgt sich unter der Produktbezeichnung<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 />

Telefon +49 8136 66-0<br />

marktind@sce-cyclo.com<br />

www.sumitomodrive.com


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"BREMSEN AN <strong>DER</strong><br />

RICHTIGEN STELLE<br />

KANN DEN PROZESS<br />

BESCHLEUNIGEN"<br />

Martina Heimerl,<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

Eine alte chinesische Lebensweisheit<br />

sagt: Wenn Du es eilig hast,<br />

gehe langsam. Der Beitrag zeigt:<br />

Bremsen an der richtigen Stelle<br />

kann den Prozess enorm beschleunigen.<br />

Das gilt für eine Produktions-<br />

oder eine Richt maschine,<br />

wie im ersten Fallbeispiel, aber<br />

auch im Einsatz in einem Hochleistungsrad.<br />

Beide Einsatzfälle veran ­<br />

schaulichen die hohe Flexibilität<br />

und Leistungsstärke der Ölbremsen<br />

und hydrau lischen Bremszylinder.<br />

"DIE KURVENFAHRTEN SIND<br />

AUCH DANK <strong>DER</strong> ÖLB REMSEN<br />

VON ACE SUPER, MEIN<br />

ICE-HANDBIKE IST<br />

ZU 100 % STABIL"<br />

Ad Aarts, Extremsportler<br />

und Handbike-Langstreckenfahrer,<br />

Berlicum,<br />

Niederlande<br />

Nach dem Einbau der gasbefüllten<br />

Ölbremse von ACE gelang es mir<br />

sofort, die Kurven in einem Eisstadion<br />

um 50 % schneller als bisher<br />

zu durchfahren. Auf Natureis<br />

erhoffe ich mir eine weitere<br />

Steigerung. Denn künstliches Eis ist<br />

härter und glatter als Natureis und<br />

die Kurven auf Natureisbahnen<br />

haben einen etwas größeren Radius<br />

und ermöglichen so mehr Tempo.<br />

Mein Saisonhöhepunkt ist ein 200 km<br />

langes Rennen unter freiem Himmel<br />

auf dem Weißensee in Österreich.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

DIE GANZE WELT <strong>DER</strong> GESCHWINDIGKEITSREGULIERUNG<br />

Die ACE Stoßdämpfer GmbH widmet der Geschwindigkeitsregulierung einen<br />

eigenen Produktbereich. Dieser besteht neben Industriegasfedern, Türdämpfern<br />

und Rotationsbremsen auch aus Ölbremsen und hydraulischen Bremszylindern.<br />

Allen gemeinsam ist, dass sie jeder Art von Bewegung eine neue Qualität<br />

verleihen. Dies gilt für das Heben und Senken eines Objekts genauso wie für<br />

dessen Vorschub oder auch für<br />

das sanfte Bremsen von<br />

rotierenden und linearen<br />

Bewegungen. Hydraulische<br />

Bremszylinder sind dabei<br />

wahre Multitalente. Ob als<br />

Antriebs-, als Ausgleichs- oder<br />

als Sicherheitselement<br />

genutzt, das Ein- und Ausfahrtempo<br />

dieser ACE-Lösungen<br />

ist stets präzise einstellbar.<br />

Dadurch lassen sich Verfahrgeschwindigkeiten<br />

steuern, in<br />

beiden Richtungen Gleichläufe<br />

regeln oder hin- und herschwenkende<br />

Massen<br />

ausgleichen. Je nach Modell<br />

liegen die Druck- und<br />

Zugkräfte zwischen 20 und<br />

50 000 N. Dabei sind die<br />

wartungsfreien, einbaufertigen<br />

Produkte in Körperdurchmessern<br />

von 12 bis 70 mm<br />

und in Hublängen von 10 bis<br />

zu 800 m lieferbar.<br />

HB-22-150-EE-NT-200N ein Sondermodell einer gasbefüllten Ölbremse von ACE. Wegen<br />

ihrer Ähnlichkeit zu den Bremszylindern werden aber solche Sonderlösungen bei den<br />

Ölbremsen auch unter der Produktbezeichnung HB geführt. Im Handbike von Ad Aarts<br />

haben sie die zuvor eingesetzten Industriegasfedern ersetzt. Mit denen war immerhin eine<br />

Kurvengeschwindigkeit von bis zu 14 km/h möglich. Ohne sie wäre seine Maschine auf<br />

dem glatten Untergrund in den Kurven kaum zu kontrollieren gewesen. Aber der Sportler<br />

wollte mehr. Aus diesem Grund wandte er sich an die ACE Stoßdämpfer GmbH, genauer<br />

gesagt an deren firmeneigenen Vertrieb in den Niederlanden. Der Experte vor Ort, Han<br />

Titulaer, schlug zwei Ölbremsen mit Trennkolben vor. Im Normalfall dienen Ölbremsen<br />

dazu, für eine konstante Vorschubgeschindigkeit entlang ihres Hubs zu sorgen, wenn es<br />

nicht zu hohen Aufprallgeschwindigkeiten kommt. Entsprechend der unterschiedlichen<br />

Größen decken die geschlossenen, hydraulischen und einstellbaren Bremsen große Kraftbereiche<br />

ab. Sie reichen von 50 bis 1 800 N. Normale Einsatzfälle dieser Maschinenelemente<br />

sind z. B. das Bohren von Feinblechen oder das Sägen von Aluminium- und Kunststoffprofilen,<br />

um beispielsweise Werkzeugbrüche zu vermeiden. Beim in den Niederlanden<br />

verwendeten Typ handelt es sich um das oben genannte Sondermodell einer gasbefüllten<br />

Ölbremse. Diese Lösung ist im vorliegenden Fall gut geeignet, da das Maschinenelement<br />

die Möglichkeit bietet, eine schiefe Ebene im Horizontalbereich wieder auszugleichen.<br />

Schließlich neigt sich der Sitz von Ad Aarts in Kurven um 10 bis 15°. Das anschließende Zurückstellen<br />

in den Horizontalbereich erlaubt die Kombination aus Ölbremsen und Gasbefüllung,<br />

weil die Ölbremsen in diesem Fall beim Einfahren dämpfen. Das Gas drückt die<br />

Kolbenstange danach mit einer Kraft von 200 N wieder nach draußen.<br />

Bereits ein erster Test zeigte, wie hervorragend die neue Kombinationslösung als Stabilisator<br />

funktioniert. Ad Aarts gelang es ad hoc, die Kurven in einem Eisstadion ohne<br />

Probleme mit 21 km/h in der Stunde und damit 50 % schneller als bisher zu durchfahren.<br />

Bilder: ACE Stoßdämpfer GmbH, Holland Mechanics BV, Ad Aarts<br />

www.ace-ace.de<br />

58 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

KOMPAKTE STAHL-LAMELLENKUPPLUNGEN<br />

Renk präsentiert die um neue Eigenschaften und Anwendungsbereiche erweiterte<br />

Baureihe der Raflex-Serie: Jetzt wird sowohl der niedrig- als auch der hochtourige<br />

Drehzahlbereich abgedeckt. Die Stahl-Lamellenkupplungen wurden funktional<br />

verbessert und um die DS-Varianten im Bereich von Low-Speed-Applikationen ergänzt.<br />

Im Vergleich zu den Vorgängermodellen sind die komplett überarbeiteten Stahl-Lamellenkupplungen<br />

dieser Serie noch leistungsfähiger. So ist die DS-Baureihe zum Beispiel<br />

kompakter bei verbesserter Leistungsdichte. In vielen Fällen kann dadurch die Kupplung<br />

kleiner ausgewählt werden. Ein weiterer Vorteil liegt im geringeren Gewicht der<br />

Baureihe, welches die Wellenenden der Maschinen weniger belastet. Standardmäßig<br />

können Dauerdrehmomente von bis zu 68 000 Nm, auf Anfrage bis zu 350 000 Nm,<br />

angeboten werden. Die neuen Lamellenkupplungen erfüllen je nach Baureihe die<br />

Vorgaben der API 610 bzw. 671. Auch der Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen<br />

gemäß ATEX 94/9/EG ist möglich. In der Ausführung DSP kann die Kupplung in werkseitig montierte Baugruppen gewuchtet<br />

werden, was die Reproduzierbarkeit einer hohen Wuchtgüte gewährleistet.<br />

www.renk.eu<br />

NEUE BAUGRÖSSE<br />

SCHLIESST<br />

DREHMOMENTLÜCKE<br />

Germany | USA | Mexico | China<br />

SEW-Eurodrive schließt bei<br />

seinen Stirnradgetrieben mit der<br />

Baugröße R127 eine Drehmomentlücke.<br />

Auch sie kann mit<br />

Motoren, Adaptern oder<br />

eintreibenden Deckeln kombiniert<br />

werden. Als Getriebemotor<br />

erreicht das Stirnradgetriebe mit<br />

Drehstrommotoren der Effizienzklassen<br />

IE1 bis IE3 oder in<br />

Verbindung mit synchronen<br />

Servomotoren ein Drehmoment<br />

bis 6 000 Nm. In zwei- oder<br />

dreistufiger Ausführung gibt es<br />

35 fein abgestufte Übersetzungen.<br />

Als Doppelgetriebe mit<br />

einem vorgeschalteten Stirnradgetriebe<br />

der Baugrößen R77<br />

können mit bis zu sechs<br />

Stirnradstufen Übersetzungen<br />

bis i=20 936 erreicht werden.<br />

Neben der Fußausführung ist<br />

auch eine Flanschausführung<br />

erhältlich. Für besonders hohe<br />

Querkräfte, z. B. in Mischern oder<br />

Rührwerken, gibt es eine<br />

Ausführung mit verlängerter<br />

Flanschwelle und verstärkter<br />

Abtriebswellenlagerung. Mit der<br />

neuen Größe kann die Wirtschaftlichkeit<br />

gesteigert oder<br />

eine Drehmomentreserve von<br />

bis zu 40 % geschaffen werden.<br />

www.sew-eurodrive.de<br />

Gear Technology. Worldwide.<br />

Planetary Gears.<br />

Designed to your needs.<br />

plg.imsgear.com<br />

Modulares<br />

Baukastensystem<br />

ø von 22 bis 120 mm<br />

in drei Produktlinien:<br />

IMS.baseline,<br />

IMS.techline und<br />

IMS.SDline<br />

IMS-Gear.indd 1 20.06.<strong>2017</strong> 14:06:07<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 59


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

ZWEI TYPEN<br />

FÜR SCHWERE FÄLLE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Beide bändigen große Kräfte zuverlässig. Und<br />

beide können einiges ab. Die Rede ist von<br />

hydraulischen und elektromechanischen<br />

Bremssystemen. In den unterschiedlichsten<br />

Anwendungen stehen sie ihren Mann – sogar<br />

in einer stillgelegten Zeche und tief unten auf<br />

dem Meeresgrund.<br />

Ob Verkehrs- oder Fördertechnik, Berg- oder Kranbau,<br />

On- oder Offshore: Beim Einsatz eines Bremssystems in<br />

einer industriellen Anwendung geht es nicht nur darum,<br />

große Kräfte zu bändigen. Auch widrigen Umwelteinflüssen<br />

wie Schlamm, Nässe, Sturm, Salz, klirrender Kälte oder glühender<br />

Hitze gilt es, dauerhaft standzuhalten. Die Windkraftindustrie stellt<br />

diesbezüglich besonders hohe Anforderungen und verlangt den<br />

Brems- und Verriegelungssystemen alles ab. KTR beliefert die Branche<br />

schon seit über einer Dekade mit hydraulischen und elektromecha-<br />

Autor: Dr. Norbert Partmann, Geschäftsführer KTR Brake Systems GmbH,<br />

Schloß Holte-Stukenbrock<br />

nischen Bremsen. Die hier gesammelten Erfahrungen lassen sich<br />

dabei optimal in andere Kernmärkte transferieren.<br />

HYDRAULISCH<br />

Die hydraulischen Bremssysteme basieren auf der klassischen Scheibenbremse<br />

und sind sowohl in aktiver als auch in federbetätigter<br />

Ausführung erhältlich. Schwimmsattelbremsen bieten den Vorteil<br />

weitgehend axialkraftfrei zu arbeiten, wodurch eine Schädigung des<br />

Triebstrangs ausgeschlossen ist – auch bei Installationsfehlern oder<br />

Fehleinstellungen. Die Bremsen erzeugen Klemmkräfte bis zu<br />

542 kN in der aktiven und 1 400 kN in der passiven Ausführung. Ihr<br />

verhältnismäßig geringes Gewicht und die kompakten Abmessungen<br />

ermöglichen ein umfassendes Einsatzspektrum und halten gleichzeitig<br />

die Transport-, Lagerungs- und Montagekosten gering. Der<br />

hohe Schutz vor Witterungseinflüssen, durch komplette Kapselung<br />

und integrierte Schmutzabstreifer, und die maximale Materialnutzung<br />

der Bremsbeläge reduzieren überdies den Wartungsaufwand.<br />

ELEKTROMECHANISCH<br />

Auch die elektromechanischen Bremsen gibt es bei KTR wahlweise<br />

als aktive oder passive Schwimmsattelbremse. Anders als bei ihrem<br />

hydraulischen Pendant erzeugen sie ihre Bremskraft auf rein elektromechanischem<br />

Weg und bringen damit Klemmkräfte bis zu<br />

65 kN bzw. 1 600 kN auf. Bei der aktiven Ausführung treibt ein Elek-<br />

60 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

01 An den Winden der Krananlage auf der Zeche Walsum<br />

kommen je zwei hydraulische Schwimmsattelbremsen mit<br />

einer Klemmkraft von je 160 kN zum Einsatz<br />

01<br />

02<br />

02 Beim Wechsel der Gezeiten fixieren<br />

elektromechanische Bremsen den Antriebsstrang<br />

der Atlantis-Turbine AR1500<br />

tromotor über einen Hebelarm ein Getriebe an, in der passiven Version<br />

hingegen wirkt er entgegengesetzt und löst die Bremse. Die<br />

elektromechanischen Bremsen sind in der aktiven Ausführung<br />

selbsthemmend. Das bedeutet, dass die Stromzufuhr abgeschaltet<br />

werden kann, wenn die Bremse zugefahren ist. Sollte die Stromzufuhr<br />

einmal unerwartet abfallen oder gar unterbrochen werden,<br />

bleibt die Bremskraft aufgrund der Selbsthemmung erhalten. Erforderliche<br />

Wartungsarbeiten wie Ölwechsel und Ölentsorgungen<br />

erübrigen sich aufgrund der wegfallenden Hydraulik.<br />

IN <strong>DER</strong> ZECHE<br />

Auf der Zeche Walsum in Duisburg wurde 2008 die Steinkohleförderung<br />

endgültig eingestellt. Doch Schächte mit bis zu über 1 000 m<br />

Tiefe kann man nicht einfach schließen. Man muss sie langfristig<br />

verwahren, um landschaftsverändernde Folgeschäden wie Auswaschungen<br />

in der Tiefe oder Tagesbrüche an der Oberfläche zu verhindern.<br />

In der stillgelegten Zeche müssen dafür jährlich gut<br />

20 Mio. m 3 Wasser über Tage gepumpt werden. Die altgedienten<br />

Schächte „Franz Lenze“ und „Wilhelm Roelen“ sind bereits dauerstandsicher<br />

verfüllt und mit vielen Hundert Meter Rohrleitungen<br />

ausgestattet. Am Schacht Wilhelm werden Tauchpumpen für die<br />

Brunnenwasserhaltung eingesetzt. Um das schwere Equipment<br />

sicher in die Teufe zu senken, kommt ein Spezialkran von Terex<br />

MHPS zum Zuge. In Zusammenarbeit mit ThyssenKrupp Mill<br />

Services & Systems wurde dafür eigens ein Zwei-Träger-Doppel-<br />

windenwerk der Marke Demag mit 250 t Traglast entwickelt und auf<br />

die Gegebenheiten von Schacht Wilhelm ausgerichtet. Die Hubeinheit<br />

stellt die Infrastruktur für das Einbringen von Pumpen und<br />

Rohrleitungen bereit. Etwa alle 10 m wird das nächste Rohrstück<br />

aufgesetzt, das heißt: Zwischen den Intervallen muss permanent<br />

sicher gebremst werden – auch wenn es regnet, schneit oder friert!<br />

DIE IN <strong>DER</strong> WINDKRAFT GESAM-<br />

MELTEN ERFAHRUNGEN LASSEN<br />

SICH IDEAL IN AN<strong>DER</strong>E MÄRKTE<br />

TRANSFERIEREN<br />

An den beiden Winden der Krananlage sind jeweils zwei passive<br />

Schwimmsattelbremsen mit einer Klemmkraft von je 160 kN angebracht.<br />

Die hydraulischen Scheibenbremsen fungieren im Regelfall<br />

als Halte- und im Fehlerfall als Notbremse. Die Bremsen werden<br />

durch Federkraft geschlossen und durch Hydraulik geöffnet. An<br />

jeder Winde ist daher ein Hydraulikaggregat integriert.<br />

AUF DEM MEERESGRUND<br />

Im Pentland Firth, der Meerenge zwischen der schottischen Nordküste<br />

und den Orkney-Inseln, sollen Meeresströmungen mit<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 61


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

Geschwindigkeiten von geschätzten 5 m/s vorkommen. An dieser<br />

energiereichen Stelle entsteht das größte Gezeitenkraftwerk der<br />

Welt. Das Vorhaben erstreckt sich in ca. 30 m Tiefe auf einer Grundfläche<br />

von über 10 km 2 und wird von der schottischen Projektierungsfirma<br />

MeyGen Limited realisiert. Der Bau des Turbinenfelds<br />

erfolgt in mehreren Phasen. In der ersten Ausbaustufe wurden zu<br />

Beginn des Jahres vier Unterwasserturbinen der Hersteller Atlantis<br />

Resources Limited und Andritz Hydro Hammerfest auf dem<br />

Meeresgrund installiert. Weitere 80 Turbinen sollen bis 2022 folgen<br />

und eine Gesamtleistung von 86 MW erzielen. Das Fernziel des<br />

Gezeitenprojekts liegt bei insgesamt 398 MW. MeyGen würde dann<br />

das derzeit weltweit größte Gezeitenkraftwerk von Sihwa-ho in<br />

Süd korea mit 254 MW überflügeln.<br />

Die AR1500 der Firma Atlantis Resources Limited ist eine von<br />

zwei Hochleistungsturbinen, die auf dem Boden der Meerenge<br />

verankert wurde. Die Turbine misst eine Gesamthöhe von 22,5 m.<br />

Ihre Gondel ist knapp 11 m lang und wiegt 150 t. An ihrer Spitze<br />

befinden sich drei verstellbare Rotorblätter mit einem Gesamtdurchmesser<br />

von 18 m. Die Turbinengondel ist auf dem Turm um<br />

360° drehbar gelagert. Um die Energie von Ebbe und Flut gleichermaßen<br />

zu nutzen, richtet ein Azimutlager mit einem Antriebsund<br />

Arretierungssystem die Gondeln bei jedem Gezeitenwechsel<br />

neu aus. Dafür wird der Antriebsstrang der Turbine fixiert. In der<br />

AR1500 kommen hierfür insgesamt drei elektromechanische<br />

Bremsen der Bauart EMB-STOP M-A-xx-F Lever von KTR zum Einsatz.<br />

Die aktiven Schwimmsattelbremsen, sogenannte Floater, erzeugen<br />

Klemmkräfte bis jeweils 125 kN. Sie sind direkt hinter dem<br />

Generator angeordnet und in der Regel geöffnet. Die Rotorbremsen<br />

schließen, sobald die Turbine beim Gezeitenwechsel in die neue<br />

Strömungsrichtung gedreht wird. Anschließend werden die Systeme<br />

wieder geöffnet und die Meeresströmung kann die Rotorblätter<br />

erneut antreiben. Die Bremsen sind als Haltebremsen ausgelegt,<br />

können in Ausnahmesituationen aber auch zur Notbremsung eingesetzt<br />

werden. Die elektromechanischen Systeme sind selbsthemmend,<br />

was bedeutet, dass die Stromzufuhr abgeschaltet werden<br />

kann, sobald die Bremsen zugefahren sind. Sollte die Stromzufuhr<br />

einmal unerwartet abfallen oder gar unterbrochen werden,<br />

bleibt die Anpresskraft aufgrund der Selbsthemmung<br />

erhalten. Im Umkehrschluss heißt das, dass die Bremsen keine<br />

elektrische Energie verbrauchen, wenn sie im geöffneten, betriebsbereiten<br />

Stand-by-Modus sind. Die unterbrechungsfreie<br />

Stromversorgung der AR1500 ermöglicht eine Aktivierung der<br />

Bremssysteme zu jeder Zeit.<br />

FÜR JEDEN ZWECK DIE RICHTIGE BREMSE<br />

Ob elektromechanisches oder hydraulisches System, die Vorgehensweise<br />

bei der Projektierung bleibt immer dieselbe: Die Bremsen<br />

werden auf die individuellen Gegebenheiten jeder Anwendung<br />

angepasst und aufeinander abgestimmt. Dazu kommen Temperaturberechnungen,<br />

Spannungsberechnungen in der Bremsscheibe,<br />

FEM-Analyse und Bremszeitberechnungen und schließlich die<br />

Inbetriebnahme der Anlage und Wartungsdienstleistungen im<br />

Lebenszyklus sowie Schulungen für die Wartungsteams.<br />

Bilder: Aufmacher + 01 KTR Systems GmbH, 02 Atlantis Resources Limited<br />

www.ktr.com<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"OB HYDRAULISCH O<strong>DER</strong><br />

ELEKTROMECHANISCH<br />

– UNSERE BREMSSYSTEME<br />

SIND SO AUSGELEGT, DASS<br />

SIE FLEXIBEL EINGESETZT<br />

WERDEN KÖNNEN"<br />

Dr. Norbert Partmann,<br />

Geschäftsführer KTR<br />

Brake Systems GmbH<br />

Bei der Wahl des richtigen<br />

Bremssystems gilt es, die unterschiedlichsten<br />

Aspekte wie<br />

Platzbedarf, Betätigungsart,<br />

Klemmkraft und Reaktionszeit bis<br />

hin zur Kundenpräferenz zu<br />

berücksichtigen. Deshalb sollte<br />

der Anwender unbedingt auf die<br />

Beratung der Bremsenspezialisten<br />

vertrauen. Sie stellen sicher,<br />

dass für jede Applikation die<br />

optimale Bremse zum Einsatz<br />

kommt.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

GEGENÜBERGESTELLT<br />

KTR-STOP<br />

EMB-STOP<br />

System Hydraulisch Elektromechanisch<br />

Bauarten<br />

- Festsattelbremse<br />

- Schwimmsattelbremse<br />

- Azimutbremse<br />

- Schwimmsattelbremse<br />

- Azimutbremse<br />

- Rotor Lock<br />

- Rotor Lock<br />

Betätigungsart Aktiv oder passiv Aktiv oder passiv<br />

Klemmkräfte<br />

Klemmkrafteinstellung<br />

- Bis 1 400 kN<br />

(passive Ausführung)<br />

- Bis 542 kN<br />

(passive Ausführung)<br />

- Vor Ort möglich<br />

- Geregelt (mittels Steuerung)<br />

- Bis 65 kN<br />

(passive Ausführung)<br />

- Bis 1 600 kN<br />

(passive Ausführung)<br />

- Ab Werk möglich<br />

- Geregelt (mittels Steuerung)<br />

Reaktionszeit Ab 0,1 Sekunden Ab 0,014 Sekunden<br />

Einsatztemperatur Von -40 °C bis +50 °C Von -40 °C bis +50 °C<br />

Platzbedarf<br />

Geringer Bauraum an der<br />

Bremsscheibe erforderlich<br />

Größerer Bauraum an der<br />

Bremsscheibe notwendig, dafür<br />

kein zusätzlicher Platzbedarf<br />

erforderlich<br />

Wartung Wartungsarm Nahezu wartungsfrei<br />

Einsatzgebiet<br />

Besonderheiten<br />

- Variabel<br />

- Besonders geeignet für raue<br />

Umgebungsbedingungen<br />

- on- und Offshore<br />

- Hohe Leistungsdichte<br />

- Geregelte Bremsvorgänge mittels<br />

elktronischer<br />

Steuerung möglich<br />

- Variabel<br />

- Besonders geeignet für raue<br />

Umgebungsbedingungen<br />

- on- und Offshore<br />

- Endmonate: Plug and Play<br />

- Geregelte Bremsvorgänge mittels<br />

elktronischer Steuerung möglich<br />

- Aktive Bremsen sind selbsthemmend,<br />

Bremskraft bleibt<br />

ernergielos erhalten<br />

62 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


GETRIEBE, KUPPLUNGEN, BREMSEN<br />

BREMSEN FÜR STELLANTRIEBE<br />

Die federkraftbetätigten, elektromagnetisch<br />

gelüfteten Bremsen der Baureihe XS von<br />

Warner Electric zeichnen sich durch hohe<br />

Leistungsdichte aus. Dank ihrer Konzeption<br />

als statisch geschlossene Haltebremsen<br />

eignen sich die Modelle auch als Notstopp-<br />

Lösung. Die Bremsen wurden speziell für<br />

Stellantriebe entwickelt, die den größten<br />

Teil der Zeit in ihrer Position verharren.<br />

Typische Anwendungen sind Verstellmechanismen<br />

von Flugzeug- oder Fahrzeugsitzen<br />

und medizintechnische Einrichtungen. Der<br />

Stellantrieb muss in der Lage sein, die<br />

Position auch dann zu halten, wenn sich die<br />

Last ändert oder die Spannungsversorgung<br />

ausfällt. Die Bremsen sind in sechs Baugrößen<br />

mit einem Durchmesser von 22, 29<br />

oder 33 mm erhältlich. Für jeden Durchmesser<br />

gibt es eine im Hinblick auf Gesamtlänge<br />

und Gewicht optimierte Variante sowie<br />

eine längere Version mit höherem Bremsmoment.<br />

Die Bremsen sind für die Aufnahme<br />

von Wellen mit einem Maximaldurchmesser<br />

von 3,5 4,5 bzw. 6 mm ausgelegt. Die<br />

Bremsspule wird serienmäßig mit 24-V-<br />

Gleichspannung versorgt.<br />

www.warnerelectric-eu.com<br />

DREI GETRIEBETYPEN: MEHR KRAFT AN <strong>DER</strong> WELLE<br />

Bis zu doppelt so<br />

hohe maximale<br />

Drehmomente<br />

liefern drei neue<br />

Typen der Getriebebaureihe<br />

G500 von<br />

Lenze. Die Kegelradgetriebe<br />

G500-B<br />

lassen sich in ihrer<br />

zwei- und dreistufigen<br />

Ausführung platzsparend in Maschinen integrieren, liefern fein gestufte Übersetzungen<br />

bis i=360 und ein Drehmoment bis 20 000 Nm. Die Stirnradgetriebe G500-H<br />

erreichen in zwei- und dreistufigen Ausführungen Drehmomente bis 14 000 Nm bei<br />

einer Übersetzung bis i=370. Die Flachgetriebe G500-S zeichnen sich durch ihre<br />

schmale Bauform aus. Das Drehmoment erreicht in zwei- und dreistufiger Ausführung<br />

19 000 Nm mit fein gestuften Übersetzungen bis i=500. Alle Typen sind so konstruiert,<br />

dass Motoren weniger Energie aufbringen müssen, weil die Verluste so gering sind: ihr<br />

Wirkungsgrad liegt über 94 %. So steigt die Energieeffizienz, während die Eigenerwärmung<br />

sinkt – was eine längere Gebrauchsdauer begünstigt. Passende IE3-Motoren<br />

bietet der Hersteller mit den Reihen M240-P und M550-P an.<br />

www.lenze.com<br />

SCHNELLHUBGETRIEBE FÜR HIGH-SPEED-POSITIONIERUNGEN<br />

Mit den Schnellhubgetrieben NG1/2/3 bietet ANT Antriebstechnik eine mechanische<br />

Alternative zu Servohydraulik-Lösungen für hochdynamische Positionier- und Handhabungsaufgaben.<br />

Mit der Baureihe lassen sich (elektro-)mechanische Systemlösungen<br />

zusammenstellen, die Hubkräfte von 30 kN und mehr entwickeln, und das mit<br />

Beschleunigungen bis 40 m/s 2 . Die Getriebe gibt es in drei Baugrößen. Für Hubgeschwindigkeiten<br />

bis 175 mm/s und Wirkungsgrade bis 40 % empfiehlt der Hersteller<br />

die Varianten mit Trapezgewindetrieben. Für Hubgeschwindigkeiten bis 1 000 mm/s<br />

und Wirkungsgrade von etwa 70 % gibt es Ausführungen mit Kugelgewindetrieben.<br />

Dabei ist die Baugröße NG1 für Hubkräfte bis 12 000 N und die Baugröße NG2 für<br />

Hubkräfte bis 30 000 N ausgelegt. Die Baugröße NG3 ist kundenspezifischen Sondereinsatzfällen<br />

vorbehalten, bei denen meist noch größere Hubkräfte anfallen. Mit ihren<br />

kubischen Gehäusen sind die Getriebe allseitig montierbar.<br />

www.ant-antriebstechnik.de<br />

komplett<br />

zuverlässig<br />

ökonomisch<br />

Verschlussschrauben, Entlüftungsventile und Ölschaugläser – EIN Abdichtungssystem<br />

für alle Einschraub- und konstruktionsbedingten Löcher im Getriebegehäuse. Komplett<br />

montiert und einsatzbereit.<br />

HN | DREHTEILE<br />

Unser Paket für die<br />

Antriebstechnik<br />

It’s our turn.<br />

heinrichs.de


ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

ROBUSTER<br />

UND<br />

PRÄZISER<br />

DREH<br />

Ob in Produktionsanlagen, in mobilen<br />

Maschinen oder auch in der Windkraft,<br />

Drehgeber spielen dort in den Antrieben eine<br />

entscheidende Rolle, wenn es um<br />

Effizienzsteigerung, Zuverlässigkeit und<br />

Langlebigkeit geht. Sie müssen vielfältigen<br />

Anforderungen entsprechen, eine hohe<br />

Widerstandsfähigkeit und Präzision aufweisen<br />

und dabei natürlich auch wirtschaftlich sein.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mit einer hohen Winkelgenauigkeit bis ±0,15° sorgen die<br />

Magres-Absolut-Drehgeber der Serie EAM580 und<br />

EAM360 von Baumer für effiziente Prozessabläufe und<br />

erleichtern die Auslegung in der Applikation. Dadurch<br />

spielen die magnetischen Drehgeber ihre Vorteile in puncto<br />

Robustheit auch in Bereichen aus, die bisher oft nur mit optischen<br />

Drehgebern gelöst werden konnten. Aufgrund des innovativen<br />

Designs und spezieller Abgleichverfahren zeichnet sich die magnetische<br />

Präzisionsabtastung durch stabile Messgenauigkeit, bezogen<br />

auf Temperatur, Drehzahl sowie Drehrichtungswechsel, aus.<br />

Die umfangreiche Produktfamilie bietet mit vielfältigen Mechanik-,<br />

Anschluss- und Schnittstellen-Varianten in den Baugrößen 58<br />

und 36 mm eine hohe Flexibilität für die Auswahl des passenden<br />

Drehgebers. Dabei ist der modulare Aufbau nicht nur der Schlüssel<br />

für die Wirtschaftlichkeit des Portfolios, sondern auch für die<br />

Autorin: Petra Reichle, Baumer IVO GmbH & Co. KG, Villingen-Schwenningen<br />

durchgängige Robustheit. So wurde z. B. bei den kompakten<br />

Baugrößen von 36 mm auf die gleichen groß dimensionierten Kugellager<br />

gesetzt, wie bei den 58-mm-Varianten. Eine weitere Besonderheit<br />

sind die lagerlosen Kit-Drehgeber, bei denen der Magnet als<br />

separate Komponente in der Applikation installiert wird. Durch die<br />

MAGNETISCHE DREHGEBER KOM-<br />

MEN IN ANWENDUNGEN, FÜR<br />

DIE BISHER OFT NUR OPTISCHE<br />

DREHGEBER IN FRAGE KAMEN<br />

Eliminierung des Lagers arbeiten diese praktisch verschleißfrei.<br />

Der große Luftspalt bis 2 mm, auch bei Multiturn-Varianten, sorgt<br />

für eine einfache Integration.<br />

Zusätzlich wurde auf neuste Kommunikationstechnologie gesetzt.<br />

U. a. unterstützen die Profinet-Varianten z. B. das Media<br />

Redundancy Protocol (MRP) und das Link Layer Discovery Protocol<br />

64 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


BUCHTIPP<br />

Dieses Buch erleichtert durch<br />

eine möglichst anschauliche und<br />

anwendungsorientierte Darstellung<br />

der Zusammenhänge dem Leser<br />

den Zugang zu dem interessanten<br />

Fachgebiet der elektrohydraulischen<br />

Antriebe und Steuerungen, ohne<br />

allerdings auf die notwendigen<br />

physikalischen und mathematischen<br />

Grundlagen zu verzichten.<br />

(LLDP) zur Nachbarschaftserkennung. Somit erhöhen sie die Zuverlässigkeit von<br />

Maschinen und Anlagen bzw. verkürzen Stillstandszeiten im Servicefall.<br />

EN 13849 KONFORME FIRMWARE<br />

Die Firmware der neuen Serie wurde entsprechend den Anforderungen der EN 13849<br />

entwickelt. Dadurch sind die Drehgeber als Standardkomponenten mit Embedded<br />

Software einsetzbar in zertifizierbare Gesamtsysteme bis PLd. Die notwendigen Informationen<br />

für eine effiziente Bewertung und Sicherheitsbetrachtung sind in einer<br />

Application Note erhältlich. Der EAM580 mit CANopen-Schnittstelle ist zusätzlich<br />

mit redundanter Abtastung verfügbar. Die Positionen werden über zwei Node IDs<br />

ausgegeben und müssen steuerungsseitig zur Plausibilisierung überprüft werden.<br />

ZUVERLÄSSIG UNTER EXTREMEN BEDINGUNGEN<br />

Besonders im rauen Außeneinsatz, in Anwendungen wie z. B. Nutzfahrzeugen oder<br />

Mobilkranen, müssen Drehgeber gegen vielfältige Belastungen gerüstet sein. Zu den<br />

speziellen Herausforderungen gehören starke Belastungen: Schock und Vibration,<br />

Staub, Schmutz, Wasser oder Frost. Durch eine Schockbeständigkeit bis 500 g und<br />

eine Vibrationsbeständigkeit bis 30 g ist eine gute Widerstandsfähigkeit gewährleistet.<br />

Grundlagen elektrohydraulischer<br />

Antriebe<br />

und Steuerungen<br />

von Prof. Dr.-Ing. Siegfried Helduser<br />

380 Seiten, zahlreiche Abbildungen,<br />

broschiert, ISBN 978-3-7830-0387-1<br />

€ 32,- (zzgl. Versandkosten)<br />

Online-Shop<br />

unter<br />

www.engineering-news.net<br />

Bitte bestellen Sie bei:<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz<br />

Telefon: 06131/992-0<br />

Telefax: 06131/992-100<br />

E-Mail: vertrieb@vfmz.de<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 65<br />

OUP_Buch_elektrohydraulische_Antriebe_60x265_2016_02.indd 16.02.2016 1 14:35:48


ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

01<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

01 Die neue Generation der Drehgeber<br />

bietet eine hohe Vielfalt an Ausführungen<br />

und ermöglicht wirtschaftliche Lösungen<br />

"UNSERE NEUE DREH-<br />

GEBERGENERATION<br />

KOMBINIERT ROBUST-<br />

HEIT MIT HÖCHSTER<br />

PRÄZISION"<br />

Katharina Blum,<br />

Produktmanagerin,<br />

Baumer Motion Control<br />

Die robusten magnetischen Magres<br />

Absolut-Drehgeber von Baumer<br />

haben sich weltweit unter härtesten<br />

Einsatzbedingungen bewährt. Die<br />

neue Generation EAM580 &<br />

EAM360 eröffnet nun interessante<br />

und vielfältige Möglichkeiten, da sie<br />

diese bewährte Robustheit mit<br />

höchster Präzision und modernster<br />

Kommunikationstechnologie<br />

kombiniert. Die EN 13849 konforme<br />

Firmware ermöglicht einen Einsatz<br />

in Sicherheitsfunktionen bis PLd.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Zudem bietet die Stahlhaube der magnetischen Drehgeber einen hohen Schutz vor<br />

externen Magnetfeldern.<br />

Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die groß dimensionierten Kugellager mit hohem<br />

Abstand für eine radiale und axiale Wellenlast von 80 bzw. 40 N. Der robuste Shaftlock-Flansch-Aufbau<br />

sichert mittels eines Anschlagbunds gegen ein axiales Einschlagen<br />

der Welle. Dies macht den Drehgeber unempfindlich gegenüber Installationsfehlern<br />

und sorgt für eine hohe Zuverlässigkeit.<br />

Teil der neuen Generation magnetischer Drehgeber ist die R-Serie EAM580R und<br />

EAM360R, die einen verlässlichen Dauerbetrieb auch unter extremen Bedingungen,<br />

speziell im Bereich mobile Automation, garantiert. Um den dort geltenden erhöhten<br />

Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit gerecht zu werden, wurde<br />

die Elektronik gemäß den Normen der ECE R10 ausgelegt und getestet. Standardmäßig<br />

weisen die Drehgeber eine Korrosionsfestigkeit bis C5-M auf und entsprechen der<br />

Schutzart IP67. Mit Litzenquerschnitten von 0,5 mm 2 ist eine ökonomische Konfektion<br />

von Automotive-Steckverbindern möglich.<br />

Ähnlich hohe Anforderungen gelten beim Einsatz in Windenergieanlagen. Speziell im<br />

Offshore-Bereich ist Zuverlässigkeit das entscheidende Kriterium, da ein Ausfall hohe<br />

Kosten verursachen kann. Das robuste Design sorgt für eine hohe Langlebigkeit auch<br />

unter schwierigsten klimatischen Bedingungen. Werden die Drehgeber redundant eingesetzt,<br />

z. B. bei der Regelung des Rotorblattanstellwinkels, spielt auch die Präzision eine<br />

Rolle, da Messdifferenzen beider Kanäle die Verfügbarkeit beeinflussen können. Hier<br />

bietet die Magres-Baureihe durch die hohe Winkelgenauigkeit von bis zu ± 0,15° eine<br />

präzise Lösung, die damit einen Beitrag zur Effizienz des Pitchsystems leistet.<br />

Aufgrund ihrer Robustheit kombiniert mit einer hohen Genauigkeit eignen sich die<br />

Drehgeber auch für ein breites Einsatzspektrum im industriellen Umfeld.<br />

INDUSTRIE-4.0-READY<br />

Die von Sensoren bereitgestellten Informationen spielen in der Industrie 4.0 eine zentrale<br />

Rolle, wobei die Herausforderung der Sensorhersteller darin besteht, die Vielfalt<br />

der Sensoren und Schnittstellen auf effiziente Weise Industrie-4.0-ready zu machen.<br />

Die Absolut-Drehgeber der Serie EAM580 unterstützen den Kommunikationsstandard<br />

OPC UA über Profinet. Dieser gewährleistet einen rückwirkungsfreien und sicheren<br />

Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen. Der offene und plattformunabhängige<br />

Standard ist einfach anpassbar an zukünftige Anforderungen.<br />

Bilder: Baumer<br />

www.baumer.com<br />

66 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

BEFESTIGUNGSELEMENTE FÜR<br />

WELLE-NABEN-VERBINDUNGEN<br />

Seit nunmehr 24<br />

Jahren bietet die<br />

BodaTec GmbH<br />

innovative Welle-Naben-Verbindungen<br />

"Made in Germany"<br />

an und entwickelt<br />

sein Angebot an<br />

ausgeklügelten<br />

Befestigungslösungen<br />

in Kooperation mit<br />

den Anwendern kontinuierlich weiter. Unter der Markenbezeichnung<br />

Boqa ist zwischenzeitlich ein umfangreiches Portfolio<br />

an zuverlässigen und einfach zu handhabenden Befestigungselementen<br />

entstanden, die den gestiegenen Qualitätsanforderungen<br />

heutiger Antriebe (hohe Anfahrdrehmomente, Reversivbetrieb<br />

etc.) gerecht werden.<br />

Neben der funktionellen Zuverlässigkeit bieten Boqa Befestigungselemente<br />

eine Reihe weiterer technischer, wie wirtschaftlicher<br />

Vorteile für den Anwender, z. B.: Sicherheit (die Welle-Naben-Befestigungen<br />

lösen sich nicht und rutschen nicht durch);<br />

platzsparend (äußerst günstiges Verhältnis zwischen Wellenund<br />

montierbarem Naben-Durchmesser); Präzision (Rundlaufgenauigkeit<br />

von 1/100 mm); Langlebigkeit (grundsätzlich aus<br />

Edelstahl gefertigt); Wirtschaftlichkeit (Varianzbandbreite<br />

reduziert Lagerkosten); einfache Handhabung (präzise positionierbar,<br />

leicht demontierbar); maßgeschneiderte Lösungen<br />

(einbaufertige Zahnscheiben-Baugruppen als Komplettlösung);<br />

Vielseitigkeit ( Wellen-Durchmesser 1,5 bis 32,00 mm als<br />

Standard).<br />

ZAHNRIEMEN OPTIMIEREN PUMPENTECHNIK<br />

Hochleistungszahnriemen<br />

von Contitech<br />

können laut Anbieter<br />

die Leistung, Installation<br />

und Instandhaltung von<br />

Pumpen in sensiblen<br />

Anwendungen verbessern.<br />

Sie kommen bei<br />

der Tornado-Drehkolbenpumpen-Serie<br />

T2<br />

von Netzsch zum<br />

Einsatz. Darin überträgt<br />

ein Riemen aus der<br />

Synchroforce-Familie<br />

das Drehmoment vom<br />

Motor auf die beiden<br />

Drehkolben und<br />

synchronisiert deren<br />

Rotation. Zugleich ermöglicht das Riemengetriebe eine robuste,<br />

wartungsarme Ausführung der Pumpe. Die Antriebsform der<br />

T2-Serie ermöglicht eine kompakte Ausführung bei geringem<br />

Gewicht und kurzer Einbautiefe. Das zeigt sich bei der T.Sano, einer<br />

Pumpe der T2-Serie für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie.<br />

Die pulsationsarme Drehkolbenpumpe ermöglicht eine präzise<br />

Dosierung bei der Befüllung von Wasser oder in die Wein Flaschen.<br />

Empfindliches Fördergut, sogar Schaumwein, kann schonend zur<br />

Filtrations- oder Abfüllanlage befördert werden. Die durch das<br />

Riemengetriebe kompakten Abmessungen der Pumpe erlauben<br />

auch den mobilen Einsatz.<br />

www.contitech.de<br />

www. boda-online.com<br />

KOMPAKTE UND ROBUSTE SCHLEIFRINGE<br />

Bei der Übertragung<br />

von Strom und<br />

Signalen in Kleinwindanlagen<br />

kann<br />

es zu einer Verdrehung<br />

der Kabel<br />

zwischen Plattform<br />

und Generator<br />

kommen. Um dies<br />

zu vermeiden,<br />

werden Schleifringe<br />

eingesetzt, die<br />

jedoch viel Bauraum<br />

beanspruchen und regelmäßig gereinigt werden müssen.<br />

Servotecnica fertigt für diesen Anwendungsbereich sehr<br />

kompakte Schleifringe aus hochwertigen Materialien, die für<br />

hohe Leistungen ausgelegt sind und eine äußerst geringe<br />

Abnutzung aufweisen. Die Schleifringe enthalten im Gegensatz<br />

zu herkömmlichen Drehübertragern keine wartungsintensiven<br />

Kohlebürsten. Der Hersteller verwendet stattdessen Bürsten und<br />

Ringe mit Goldbeschichtung, die eine optimale Übertragung von<br />

Leistung und Signalen garantieren. Die Schleifringe haben eine<br />

hohe Stabilität und sind gegen elektromagnetische Interferenzen<br />

und extreme Temperaturen geschützt. Der Schleifring SVTS<br />

A bietet Drehzahlen bis zu 250 min -1 (600 auf Anfrage) und ist in<br />

Größen von 12, 15, 22 und 25 mm erhältlich.<br />

www.servotecnica.de<br />

Klein, Präzise und Stark<br />

15 mm Miniatur-Linearaktuatoren & Schrittmotoren<br />

LE15<br />

LC15<br />

LE15 / ZBMR<br />

15mm Linearaktuatoren<br />

• Schrittmotorbasis<br />

• Captive und External Linear Ausführungen<br />

• Bis zu 17 N Kraft<br />

• 20 µm bis 100 µm pro Schritt, Mikroschritt fähig<br />

• Kundenspezifische Lösungen erhältlich<br />

www.HaydonKerk.de<br />

Phone: +49 9123 / 96 282 – 10


ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

ENERGIEMANAGEMENT FÜR<br />

GLEICHSTROMNETZE<br />

Für die Absicherung von<br />

Antrieben gegen Spannungsschwankungen,<br />

die Reduzierung<br />

von Lastspitzen und die<br />

netzunabhängige Nutzung<br />

generatorischer Energie<br />

bietet Michael Koch die<br />

Energiemanagementsysteme<br />

KTS an. Sie bringen Leistungen<br />

in der Spitze bis weit<br />

über 100 kW und bis 1,8 MJ<br />

Energie. Dafür sorgt eine auf<br />

die jeweilige Anwendung<br />

abgestimmte Kombination<br />

von Leistungselektronik,<br />

Superkondensator-Modulen<br />

und Peripherie. Direkt an den<br />

Gleichstromzwischenkreis<br />

des Antriebs angeschlossen,<br />

liefert das System Energie im<br />

Bedarfsfall unterbrechungsfrei und puffert generatorische<br />

Energie zyklisch. Darüber hinaus sind alle notwendigen Sicherungssysteme<br />

integriert, die Verdrahtung ist komplett. Ergänzende<br />

Komponenten für das System sind die Entladeeinheiten SDU<br />

zur Senkung der Speicherspannung im Wartungsfall und die 24-V-<br />

Notstrom-Energieversorgung NEV.<br />

www.bremsenergie.de<br />

Anschrift:<br />

Alles unter einem Dach!<br />

Druckguss Service Deutschland GmbH<br />

Wesloerlandstr. 112, 23568 Lübeck<br />

Tel: 0451/61999-0 • Fax: 0451/69255-4<br />

Elektrotechnik:<br />

→ Schaltschrankbau<br />

→ Regelungstechnik<br />

→ Programmierung SPS<br />

Schweißtechnik:<br />

→ Reparaturschweißen<br />

→ Plattieren u. Panzern<br />

→ Schweißkonstruktionen<br />

Hydraulik:<br />

→ Anlagenoptimierung<br />

→ Zylinderbau/-reparatur<br />

→ Aggregatbau<br />

Mechanik:<br />

→ Drehen bis 14.000mm<br />

→ Honen<br />

→ Lohnfertigung<br />

Service:<br />

→ Mobiles Fräsen/Spindeln<br />

→ Vermessungstechnik<br />

→ Vorbeugende<br />

Instandhaltung<br />

→ UVV - Prüfungen<br />

→ Fehlersuche<br />

Web:<br />

www.dgs-hl.de<br />

E-Mail: info@dgs-hl.de<br />

MINIATUR-DREHGEBER FÜR<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

Speziell für den<br />

Einsatz in<br />

mobilen<br />

Arbeitsmaschinen<br />

hat Turck<br />

den kompakten<br />

und verschleißfreien<br />

Miniatur-Drehgeber<br />

Ri360-<br />

QR20 entwickelt.<br />

Die<br />

neue Drehgeberserie<br />

in<br />

Schutzart<br />

IP68/IP69K<br />

übertrifft die<br />

e1/E1-Anforderungen<br />

und ist in einem kompakten Gehäuse mit den Maßen<br />

71 x 64 x 20 mm aufgebaut. Sie basiert auf dem berührungslosen<br />

Resonator-Messprinzip. Das Gehäuse umschließt den Positionsgeber<br />

komplett und deckt diesen nach außen vollständig ab.<br />

Alternativ kann der Geber auch oberhalb des Gehäuses positioniert<br />

werden. Dieses Konstruktionsprinzip verspricht hohe<br />

Montageflexibilität und bietet bei abgedeckter Montage neben<br />

Schutz vor Staub oder Feuchtigkeit auch mechanischen Schutz.<br />

Das Gehäuse ist zudem dauerhaft dicht. Selbst die oft problematischen<br />

potenziell undichten Stellen wie LED-Linsen entfallen, da<br />

der Drehgeber aus einem transluzenten Kunststoff besteht. Er<br />

bietet eine EMV-Störfestigkeit von 100 V/m und ist gegen<br />

leitungsgeführte Störungen nach DIN ISO 7637-2 oder SAE<br />

J113-11, dem sogenannten Load-Dump, geschützt.<br />

www.turck.com<br />

KISSSOFT-RELEASE MIT ETLICHEN NEUERUNGEN<br />

Ende April hat<br />

Kisssoft sein<br />

neues Kisssoft-<br />

Release<br />

03/<strong>2017</strong> mit<br />

etlichen<br />

Neuerungen<br />

vorgestellt.<br />

Unter<br />

anderem sind<br />

Zuverlässigkeitsberechnungen<br />

von<br />

Getrieben auf<br />

Systemebene<br />

möglich sowie<br />

eine vereinfachte<br />

Modellierung mittels vordefinierten Getriebestufen in<br />

Kisssys, außerdem die Nachrechnung von Fuß-Spannungen mit FE<br />

bei Stirnrädern. Die Variationsrechnung für die innere Geometrie<br />

der Lager ist in übersichtlicher Listenform verfügbar. Daneben<br />

ermöglicht das neue Release die Ermittlung der Unwuchtanregung<br />

bei der Schwingungsberechnung von Wellen. Eine kostenlose<br />

Testversion ist bei Kisssoft erhältlich.<br />

www.kisssoft.ag<br />

68 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong><br />

Druckguss.indd 1 28.06.<strong>2017</strong> 13:17:16


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VOLLGAS INS ZIEL<br />

MIT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Das Hobby von Sandy Geyer und ihren rund 60<br />

Teamkollegen: Gas geben! Mit dem WHZ Racing<br />

Team von der Westsächsischen Hochschule in<br />

Zwickau treten sie bei der Formula Student an.<br />

Bei der Konstruktion ihrer Rennwagen hilft<br />

ihnen eine Berechnungssoftware. Die Studentin<br />

berichtet…<br />

Seit der Gründung unseres WHZ Racing Teams 2006 hatten<br />

wir schon viele Erfolge. Unser Fuhrpark umfasst mittlerweile<br />

11 Rennfahrzeuge. In der Saison 2012/13 waren wir sogar auf<br />

Platz 3 der Weltrangliste.<br />

SOFTWARE …<br />

Im Bereich Powertrain sind wir zu acht. Für die Auslegung unserer<br />

Getriebekomponenten verwenden wir bereits seit vielen Jahren das<br />

Maschinenelemente-Berechnungsprogramm von Kisssoft. Eine<br />

Konstruktion ohne Kisssoft wäre für uns heute unvorstellbar. Mein<br />

Kollege Sven Schlifke, zuständig für das Planentengetriebe, nutzt<br />

die Software aktiv und weiß die Vorteile zu schätzen: „Ohne die<br />

Software müssten wir Verzahnungen, Lagerlebensdauer und<br />

Schraubverbindungen aufwendig per Hand berechnen.“<br />

Insgesamt sparen wir mit Kisssoft mehrere Wochen bis gar Monate<br />

Zeit bei der Entwicklung und Konstruktion der Bauteile. Da man bei<br />

Auslegungen und Nachrechnungen selten auf Anhieb das optimale<br />

Ergebnis erreicht, wiederholen sich manche Berechnungen mehrmals.<br />

Das kann zu einem sehr langwierigen Prozess führen. In der<br />

Formula Student entwickeln wir jedes Jahr ein neues Fahrzeug. Da<br />

für die Entwicklung und Konstruktion des Fahrzeuges nur rund<br />

16 Wochen zur Verfügung stehen, ist Zeit ein besonders kostbares<br />

Gut. Da leistet die Berechnungssoftware wertvolle Dienste.<br />

Außerdem erleichtert uns das Programm das Studium der KFZ-<br />

Technik und des Maschinenbaus, denn wir können die Software<br />

auch im Studium zur Berechnung von Maschinenelementen oder<br />

ganzen Maschinenbaugruppen einsetzen und uns so aufwändige<br />

Rechnungen mit Hand sparen.<br />

Unser aktuelles Fahrzeugkonzept basiert auf einem Allrad-<br />

Antrieb mit vier selbst entwickelten und gefertigten Radnabenmotoren.<br />

Um die hohen Drehzahlen der 38-kW-Elektromotoren an<br />

die Räder zu übertragen, ist eine Übersetzung des Motormoments<br />

durch ein Getriebe notwendig. Aufgrund des geringen Bauraums<br />

in den 10"-Felgen entwickeln wir auch die Getriebe selbst. Um die<br />

dafür notwendigen einfachen Planetengetriebe mit Stufenplanet<br />

70 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


KON_AG_<strong>2017</strong>_04_001 1 04.04.<strong>2017</strong> 12:04:25<br />

AM<br />

PULS<br />

<strong>DER</strong><br />

TECHNIK !<br />

<strong>DER</strong><br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

ANTREIBEN – STEUERN – BEWEGEN<br />

19073<br />

04 APRIL <strong>2017</strong><br />

AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />

20 I VORSPRUNG DURCH<br />

MECHATRONIK<br />

82 I ENGINEERING 4.0<br />

FRANK KRONMÜLLER<br />

SETZT AUF EIN BREITES<br />

SPEKTRUM AN<br />

KUPPLUNGSFORMEN<br />

TITELSTORY<br />

IN SCHWARZ UND WEISS<br />

DEN TRENDS<br />

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Informationen!<br />

SANDY GEYER,<br />

WHZ RACING TEAM <strong>DER</strong> WEST-<br />

SÄCHSISCHEN HOCHSCHULE,<br />

POWERTRAIN, FP11.17E, ZWICKAU<br />

6 Telefax: 06131-992/100<br />

@ E-Mail: vertrieb@vfmz.de<br />

Internet: www.engineering-news.net<br />

& Telefon: 06131-992/147<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 71<br />

KON_Aboanzeige_60x265_<strong>2017</strong>_04.indd 1 05.04.<strong>2017</strong> 17:16:59


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

02<br />

01<br />

01 Planetengetriebe mit Stufenplanet<br />

02 Verzahnungs- und Wellenauslegung<br />

der Motorwelle<br />

zu entwickeln, nutzen wir hauptsächlich die Verzahnungs- und<br />

Wellenberechnung von Kisssoft. Das Programm bietet ein breites<br />

Spektrum an Werkstoffen, das dem Konstrukteur die Materialauswahl<br />

erleichtert. Falls ein Material nicht vorhanden ist oder<br />

verändert werden muss, kann es eigenhändig in der Datenbank<br />

angelegt werden.<br />

Die im Modul „Wellenberechnung“ integrierte Lagerlebensdauer-Berechnung<br />

mit einer umfangreichen Datenbank an Wälzlagern<br />

sowie der Möglichkeit, mehrere Wellen in einer Berechnung<br />

zu modellieren, erleichtert und beschleunigt unsere Konstruktionsphase.<br />

Ein Vorteil ist hier auch, dass die zuvor berechneten Zahnräder<br />

mitimplementiert werden können.<br />

Neben der Auslegung der Getriebekomponenten setzen wir<br />

Kisssoft auch in anderen Bereichen der Entwicklung unseres Rennfahrzeugs<br />

ein: So wird zum Beispiel auch die Zahnstange der Lenkeinheit<br />

mit Hilfe der Software ausgelegt. Den verwendeten Titan-<br />

werkstoff hinterlegen wir dabei selbst in der Datenbank. Für die<br />

Berechnung der Rotorwelle im Motor und ihrer Eigenfrequenzen<br />

verwenden wir die Wellenberechnung.<br />

… UND KNOW-HOW<br />

Das Sponsoring von Kisssoft umfasst aber nicht nur die Softwarelizenz,<br />

sondern auch die Vermittlung von Know-how durch die<br />

Kisssoft-Experten: Mit den Eingaben, die uns in der Einführungsschulung<br />

von Kisssoft vermittelt wurden, und den definierten Sollsicherheiten,<br />

lassen sich die Zahnräder immer im optimalen Bereich<br />

zwischen Lebensdauer und Masseoptimierung auslegen.<br />

Bilder: WHZ Racing Team der Westsächsischen Hochschule<br />

www.kisssoft.ch<br />

72 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


ANTRIEBSELEMENTE UND SOFTWARE<br />

LASERSINTER-MATERIAL SPEZIELL<br />

FÜR ZAHNRÄ<strong>DER</strong><br />

Ein Lasersinter-Material speziell für die additive Fertigung von<br />

schmier- und wartungsfreien Zahnrädern ist Iglidur I6 von Igus.<br />

Dieser Werkstoff für das selektive Lasersintern (SLS) zeigt eine<br />

deutlich erhöhte Verschleißfestigkeit im Vergleich zu Standardmaterialien.<br />

Im hauseigenen Testlabor wurde ein Schneckenrad<br />

mit 5 Nm Drehmoment und 12 min -1 getestet. Dabei blieb das<br />

Zahnrad aus dem Standardmaterial PA12 nach 521 Zyklen stehen.<br />

Das Zahnrad aus dem neuen Werkstoff zeigte Herstellerangaben<br />

zufolge nach 1 Mio. Zyklen nur einen geringen Verschleiß und war<br />

noch voll funktionsfähig. Auch gegenüber gefrästen Zahnrädern<br />

konnte sich das Material behaupten. Tribologisch optimierte<br />

Zahnräder können über den 3D-Druckservice des Herstellers<br />

bestellt werden. Auf www.igus.de/3ddruckservice kann eine<br />

Step-Datei des Zahnrads hochgeladen, das neue SLS-Material<br />

ausgewählt und das Zahnrad in Auftrag gegeben oder ein<br />

Angebot angefordert werden.<br />

www.igus.de<br />

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong><br />

ACE Stoßdämpfer, Langenfeld37<br />

bodaTec, Wolfschlugen7<br />

Bosch Rexroth, Lohr13<br />

ContiTech, Hannover3<br />

CURRAX, Hamburg47<br />

Desch Antriebstechnik, Arnsberg49<br />

druckguss service, Lübeck68<br />

Faulhaber, Schönaich Halfcover<br />

Frizlen, Murr41<br />

GMN Paul Müller, Nürnberg39<br />

Hanning Elektro-Werke,<br />

Oerlinghausen33<br />

Harmonic Drive, Limburg25<br />

Haydon Kerk, F Elancourt67<br />

Hatz, Ruhstorf47<br />

Heidenhain, Traunreut 4.US<br />

Heinrichs & Co. KG,<br />

Dommershausen63<br />

HIWIN, Offenburg21<br />

IDAM AG, Suhl29<br />

Igus, Köln50<br />

IMS Gear, Donaueschingen59<br />

Kendrion, Villingen-Schwenningen55<br />

KISSsoft AG, CH-Bubikon55<br />

LEE, Sulzbach31<br />

maxon motor, München5<br />

Mayr, Mauerstetten18<br />

Merkes, Solingen53<br />

Oelhydraulik Hagenbuch,<br />

CH-Ebikon30<br />

Oswald Elektromotoren,<br />

Miltenberg27<br />

RK Rose+Krieger, Minden19<br />

Schmidt-Kupplung, Wolfenbüttel43<br />

Sieb & Meyer, Lüneburg9<br />

Siemens - Industry Sector, Bocholt35<br />

SLF, Fraureuth23<br />

Sumitomo, Markt Indersdorf57<br />

Tandler, Bremen17<br />

Tecnotion, München45<br />

Vogel, Oberboihingen51<br />

Wittenstein alpha, Igersheim 2.US<br />

WELLE-NABE-VERBINDUNGEN MIT HÖHEREN DREHMOMENTEN<br />

www.ringspann.de<br />

Mit seinem Produktkatalog <strong>2017</strong>/18 hat Ringspann die Baureihen der Welle-Nabe-Verbindungen<br />

nach der gleichen Berechnungsmethode zur präzisen Reibschluss-Ermittlung neu<br />

ausgelegt. Nun gibt es 25 Baureihen an reibschlüssigen Welle-Nabe-Verbindungen für<br />

Drehmomente von 0,16 bis 4 225 000 Nm. Mehrere Verbindungen steigen dadurch in höhere<br />

Leistungsklassen auf, z. B. viele Konus-Spannelemente. Die Mittelklasse-Baureihen RLK 110<br />

und RLK 13x verfügen nun über höhere übertragbare Drehmomente von bis zu 82 500 Nm.<br />

Dies ergibt sich durch höhere Anzugsmomente, die für die Spannschrauben zugelassen<br />

werden. Auch das Online-Berechnungstool wurde auf die neue Reibschluss-Berechnungsmethode<br />

umgestellt. Außerdem erweitern dreiteilige Schrumpfscheiben der Baureihe RLK 603<br />

S und die Premium-Elemente RLK TC mit besonders hoher Zentriergenauigkeit das Angebot.<br />

IMPRESSUM<br />

erscheint <strong>2017</strong> im 48. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />

Redaktion<br />

Chefredakteur: Dr. Michael Döppert (md), M.A.<br />

Tel.: 06131/992-238, E-Mail: m.doeppert@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Heimerl<br />

(mh), Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.heimerl@vfmz.de<br />

Redakteurin: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),<br />

Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz: Gisela Kettenbach,<br />

Tel.: 06131/992-236, E-Mail: g.kettenbach@vfmz.de,<br />

Angelina Haas, Melanie Lerch, Ulla Winter<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Doris Buchenau, Anette Fröder,<br />

Sonja Schirmer<br />

Chef vom Dienst<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Anzeigen<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Helge Rohmund, Anzeigenverwaltung,<br />

Tel. 06131/992-252, E-Mail: h.rohmund@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 47: gültig ab 1. Oktober 2016<br />

Leserservice:<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />

Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 13,50 (zzgl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement: Inland: € 95,- (inkl. Versandkosten)<br />

Ausland: € 111,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />

E-Mail: info@engineering-news.net,<br />

www.engineering-news.net<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Gesamtanzeigenleiterin: Beatrice Thomas-Meyer<br />

Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de<br />

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Vertrieb: Lutz Rach, Tel.: 06131/992-200,<br />

E-Mail: l.rach@vfmz.de<br />

Druck und Verarbeitung<br />

Limburger Vereinsdruckerei GmbH,<br />

Senefelderstraße 2, 65549 Limburg<br />

Datenspeicherung<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigten Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />

ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />

Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser<br />

Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim<br />

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Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und Abbildungen<br />

sind urheberrechtlich geschützt. Mit der Annahme<br />

des redaktionellen Contents (Texte, Fotos, Grafiken etc.)<br />

und seiner Veröffentlichung in dieser Zeitschrift geht das<br />

umfassende, ausschließliche, räumlich, zeitlich und inhaltlich<br />

unbeschränkte Nutzungsrecht auf den Verlag über. Dies<br />

umfasst insbesondere das Recht zur Veröffentlichung in<br />

Printmedien aller Art sowie entsprechender Vervielfältigung<br />

und Verbreitung, das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung<br />

und Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene Werbezwecke,<br />

das Recht zur elektronischen/digitalen Verwertung,<br />

z. B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen Systemen,<br />

zur Veröffentlichung in Datennetzen sowie Datenträger<br />

jedweder Art, wie z. B. die Darstellung im Rahmen von Internet-<br />

und Online-Dienstleistungen, CD-ROM, CD und DVD<br />

und der Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h. Nachdruckrechte<br />

einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit des redaktionellen<br />

Contents kann trotz sorgfältiger Prüfung durch<br />

die Redaktion nicht übernommen werden. Signierte Beiträge<br />

stellen nicht unbedingt die Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt<br />

eingesandte Manuskripte kann keine Gewähr übernommen<br />

werden. Grundsätzlich dürfen nur Werke eingesandt<br />

werden, über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt,<br />

und die nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung<br />

eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden.<br />

Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />

Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />

zur Feststellung der Verbreitung von<br />

Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 73


ANIK MIT DATEN<br />

STANDPUNKT<br />

IM<br />

MECHANIK MIT DATEN<br />

IM GEPÄCK<br />

Wie kommt die Mechanik, wie Maschinenelemente,<br />

Getriebe und Zahnstangen, in die Welt der Industrie<br />

4.0? Wie kann auf dem Weg dorthin Nutzen für<br />

Maschinenbauer und Maschinenbetreiber generiert<br />

werden? Das fragen wir uns bei Atlanta Antriebssysteme und<br />

brachten so neuen Schwung in die Entwicklung, weit über die<br />

klassische Produktentwicklung hinaus.<br />

Wir wollten und haben die größte internationale Messe der Welt,<br />

die Hannover Messe Industrie, genutzt, um mit unseren Kunden<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

MARCO KELLER<br />

ATLANTA ANTRIEBSSYSTEME,<br />

BIETIGHEIM-BISSINGEN<br />

UNSERE KUNDEN PROFITIEREN<br />

VON <strong>DER</strong> FÜLLE VON DATEN, DIE<br />

WIR ZU UNSEREN MASCHINEN-<br />

ELEMENTEN ZUR VERFÜGUNG<br />

STELLEN KÖNNEN<br />

die Ideen, die wir zum Thema Industrie 4.0 haben, zu diskutieren.<br />

Industrie 4.0 ist heute in aller Munde. Doch jeder versteht etwas<br />

anderes darunter. Wir von Atlanta haben uns deshalb gefragt, was<br />

Industrie 4.0 für unsere Arbeit und Produkte bedeutet. Und<br />

welchen Mehrwert wir unseren Kunden dadurch bieten können.<br />

Mit Industrie 4.0 machen wir aus einfachen Produkten intelligente<br />

Produkte.<br />

Zum Beispiel, indem wir den Flansch mit Sensoren ausstatten.<br />

So sind wir in der Lage, unterschiedlichste Werte über Motor,<br />

Getriebe und Kupplung auszulesen. Zum Beispiel die Temperatur,<br />

Schwingungen, Drehzahlen und Verschiebungen. Das liefert<br />

uns Informationen darüber, ob die Maschine oder unser Getriebe<br />

reibungslos läuft – oder eben nicht. So können unsere Kunden<br />

Abweichungen bemerken und Wartungsmaßnahmen einleiten,<br />

schon bevor etwas ernsthaft kaputt geht. Und das Beste: Der<br />

Flansch hat keine Auswirkungen auf die anderen Komponenten<br />

und ist somit mit nahezu allen Motoren und Getrieben kompatibel!<br />

Auch ein 2D-Matrixcode macht unsere Produkte zukünftig noch<br />

„schlauer“. Durch das Einscannen mithilfe einer App sind weitere<br />

Hintergrundinformationen, wie Katalogdaten und Montageanleitungen<br />

zu den einzelnen Produkten, ganz einfach abrufbar. Die<br />

hinterlegten Informationen ermöglichen auch einen eins-zu-eins-<br />

Austausch (Klon-Anfrage) jedes einzelnen Produkts, inklusive aller<br />

individuellen Abweichungen.<br />

Die Messdaten der Zahnstangen sammeln wir in einer Cloud,<br />

das hat noch einen weiteren Vorteil: Zum Beispiel bei Zahnstangen,<br />

die produktionsbedingt immer auch Abweichungen in der<br />

Länge aufweisen können (Gesamtteilungsfehler). Diese Abweichungen<br />

sind ebenfalls als Daten gespeichert, sodass eine App<br />

mit Hilfe des Matrixcodes die Fertigungstoleranz jeder einzelnen<br />

Zahnstange erfassen kann. So lässt sich automatisch die optimale<br />

Reihenfolge für die Montage von Zahnstangen ermitteln, um die<br />

Abweichungen der einzelnen Zahnstangen auf der Wegstrecke<br />

und im Ganzen wieder auszugleichen.<br />

Wir hatten auf der Hannover Messe Zeit, diese Ideen mit den<br />

Kunden zu diskutieren. Hier gab es interessante Gespräche und<br />

auch weitere Anregungen. Das Fazit lautet, dass wir mit unseren<br />

Ideen gerade in Bezug auf die Messdaten der Zahnstange auf dem<br />

richtigen Weg sind, nämlich die Daten die in unserem Hause sowieso<br />

schon zur Verfügung stehen, dem Kunden so zur Ver fügung<br />

zu stellen, dass dieser daraus einen Vorteil für seine Anlagen<br />

erzielen kann.<br />

Nun geht es für uns darum, diese Ideen möglichst schnell auch<br />

umzusetzen, damit der Kunde wirklich davon profitiert.<br />

www.atlantagmbh.de<br />

74 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong>


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 7-8/<strong>2017</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 01. 08. <strong>2017</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 17. 07. <strong>2017</strong><br />

01<br />

02<br />

03<br />

04<br />

<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />

IM INTERNET<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

ALS E-PAPER<br />

www.engineering-news.net<br />

REDAKTION<br />

m.doeppert@vfmz.de<br />

WERBUNG<br />

a.zepig@vfmz.de<br />

IN SOZIALEN NETZWERKEN<br />

www.Facebook.com/DerKonstrukteur<br />

www.twitter.com/derkonstrukteu<br />

01 Sensoren, Leistungssteller und PID-Regler sind unverzichtbare<br />

elektronische Bausteine für die Realisierung der Smart Factory für<br />

die Kunststoffverarbeitung.<br />

Bild: Gefran<br />

02 Kommen in der Automatisierungstechnik oder in mobilen<br />

Arbeitsmaschinen Wegsensoren zum Einsatz, sprechen häufig<br />

schlagkräftige Argumente für magnetostriktive Sensoren.<br />

Bild: ATP Hydraulik<br />

03 Schwere Lasten einfach bewegen – Lineartechnik für die einfache<br />

Handhabung auch großer Bauteile.<br />

Bild: Rodriguez<br />

04 Mit maßgeschneiderten, kaltgerollten Kugel- und Gleitgewindetrieben<br />

kann hohe Funktionalität und maximale Energieeffizienz<br />

erreicht werden.<br />

Bild: Eichenberger<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>ASB</strong>/<strong>2017</strong> 75


Genauigkeit konsequent<br />

weiterentwickelt<br />

Absolute Längen- und Winkelmessgeräte von HEIDENHAIN setzen seit Jahren Maßstäbe für die Genauigkeit von<br />

Werkzeugmaschinen. Das wird auch bei den neuesten Generationen unserer Messgeräte so sein. Heute sind diese<br />

Produkte diagnosefähig, verfügen über weitere Schnittstellenvarianten und sind mit Funktionaler Sicherheit inklusive<br />

mechanischem Fehlerausschluss ausgestattet. Auf diese Weise haben wir bewährte Produkte konsequent weiterentwickelt,<br />

damit sie für die Anforderungen im modernen Maschinenbau bestens gerüstet sind.<br />

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 83292 Traunreut, Deutschland Tel. +49 8669 31-0 www.heidenhain.de<br />

Winkelmessgeräte Längenmessgeräte Bahnsteuerungen Positionsanzeigen Messtaster Drehgeber<br />

76 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 1-2/<strong>2017</strong>

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