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DER KONSTRUKTEUR 10/2017

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19073<br />

<strong>10</strong> OKTOBER <strong>2017</strong><br />

AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />

28 I ULTRASCHALL FÜR<br />

DEN ROBOTER<br />

88 I 3D-DRUCK VERÄN<strong>DER</strong>T<br />

DIE KONSTRUKTION<br />

VON RISIKOBEURTEILUNG<br />

BIS CE-ZERTIFIZIERUNG:<br />

SIEGFRIED MAIER VERLÄSST SICH<br />

AUF KOMPETENZ UND EXPERTISE<br />

EINES QUALIFIZIERTEN PARTNERS<br />

TITELSTORY<br />

MESSERSCHARF<br />

UND TROTZDEM SAFE<br />

DerKonstrukteur.de


Manometer<br />

LEO 5<br />

mit LoRaWAN<br />

ISM<br />

Band<br />

Funk-<br />

Manometer<br />

Sender und<br />

Remote-Display<br />

GSM-2<br />

mit Pegelsonde<br />

Serie36XiW<br />

LoWPoWeR<br />

PReSSuRe SeNSoRS<br />

oPtimizeD foR<br />

InTERnET<br />

OF ThInGS<br />

Schnittstellen-<br />

Konverter<br />

K-114 BT<br />

für digitale +analoge<br />

Druckmessgeräte<br />

GSM-2 Box<br />

mit Drucktransmitter<br />

Serie23SY<br />

Manometer<br />

LEO 5<br />

mit Bluetooth<br />

classic<br />

RFID<br />

Datenlogger<br />

Serie21DC<br />

RFID<br />

Drucktransponder<br />

Serie21D<br />

Funk-<br />

Drucktransmitter<br />

mit Bluetooth<br />

smart<br />

KELLER unplugged!<br />

Das Internet der Dinge beginnt mit einem Sensor.<br />

Drucktransmitter und Pegelsonden mit digitalen Schnittstellen sind wie geschaffen für IoT-Lösungen.<br />

Niedrige Versorgungsspannungen und optimierter Stromverbrauch, ideal für batteriebetriebene Funk-Lösungen.<br />

Druckbereiche: 0,3…<strong>10</strong>00 bar / ATEX-Zertifizierung / Druck- und Temperaturinformationen<br />

D-Linie Drucktransmitter<br />

I 2 C-Interface bis 5mKabel<br />

1,8…3,6 V(optimiert für Knopfzellen)<br />

20 μW @1S/s und 1,8 V<br />

Gesamtfehlerband ±0,7 %FS @-<strong>10</strong>…80 °C<br />

X-Linie Drucktransmitter<br />

RS485-Interface bis 1,4 km Kabel<br />

3,2…32 V(optimiert für 3,6 VLithium-Zellen)<br />

<strong>10</strong>0 μW @1S/min und 3,2 V<br />

Gesamtfehlerband ±0,1 %FS @-<strong>10</strong>…80 °C<br />

sps ipc drives I Halle 3A I Stand 419<br />

keller-druck.com


EDITORIAL<br />

RADIKAL UMDENKEN<br />

Das Thema additive Fertigung bringt einen Umbruch in der Konstruktion.<br />

Ja, der Konstrukteur kann seine Prototypen nun im Handumdrehen selbst<br />

in 3D ausdrucken, direkt im eigenen Büro – das ist genial und schafft<br />

Flexibilität! Aber das ist nur ein Aspekt. Mit der Weiterentwicklung der<br />

verschiedenen Technologien der additiven Fertigung steigen Qualität und<br />

Funktionalität der Druckprodukte. Nicht nur ein Modell kann ausgedruckt<br />

werden, sondern das fertige Teil selbst. Im Bereich der Kleinserien ist das<br />

heute Realität – und wenn die Wirtschaftlichkeit, sprich die Fertigungsgeschwindigkeit,<br />

gesteigert werden kann, steht auch einer Massenproduktion<br />

nichts im Wege. Das bedeutet für den Konstrukteur einen grundlegenden<br />

Wandel. Ging es früher meist darum, die Grenzen zu berücksichtigen,<br />

die bisherige Herstellungsverfahren der Konstruktion gesetzt<br />

haben, ist nun die Herausforderung, die Möglichkeiten der neuen Produktionsverfahren<br />

voll auszuschöpfen. So radikal, wie sich die generative<br />

Fertigung von den konventionellen Verfahren unterscheidet, so radikal<br />

muss der Konstrukteur umdenken! Neue Ansätze sind gefragt, und<br />

Gelerntes muss über Bord geworfen werden. Das bedeutet<br />

einerseits neue Freiheiten, aber auch neue Grundsätze<br />

und Konstruktionsrichtlinien. Dabei wird Software<br />

zunehmend zum Partner des Konstrukteurs und hilft<br />

ihm, die neuen Wege zu gehen. Auch die Natur<br />

gewinnt für den Konstrukteur an Bedeutung – und<br />

zwar als Vorbild: Sie hat oft die beste Lösung, und<br />

ihre komplexen, stabilen und leichten Strukturen<br />

lassen sich generativ wunderbar nachbilden.<br />

Wir haben dem spannenden Thema in<br />

dieser Ausgabe das Special gewidmet.<br />

Tauchen Sie ab Seite 80 mit uns ein in die<br />

faszinierende Welt des 3D-Druck.<br />

NÄHERUNGS-<br />

SENSOREN<br />

Magneto-induktive Abstandssensoren<br />

zur berührungslosen<br />

linearen Wegmessung<br />

Wählbare Messbereiche bis 55 mm<br />

Hohe Grundempfindlichkeit und<br />

Temperaturstabilität<br />

Geeignet zur Drehzahlmessung<br />

Frei definierbare Schaltpunkte<br />

Verschiedene Sonderausführungen:<br />

Edelstahl | Kunststoff | OEM<br />

Martina Heimerl<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

m.heimerl@vfmz.de<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

www.micro-epsilon.de/mds


INHALT<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03 Editorial: Radikal umdenken<br />

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

08 Konstruktion 2025: Ideen und Prozesse managen<br />

<strong>10</strong> Whiteboard: Virtuell – Dr. Georg Wünsch: In der<br />

virtuellen und realen Welt zuhause<br />

12 Standpunkt: Verändert industrieller 3D-Druck<br />

die Konstruktion?<br />

<strong>10</strong><br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

14 TITELSTORY<br />

Schutztürsystem und Sicherheitsschalter:<br />

Messerscharf und trotzdem safe<br />

18 Industriestoßdämpfer: Freier Fall<br />

24 Linearachsen: Hohe Taktrate<br />

28 Sensoren: Ultraschall für den Roboter<br />

36 Inkremental-Drehgeber: Zuverlässige Mitarbeiter<br />

im Stall<br />

40 Drucktransmitter: Auf dem Prüfstand<br />

46 5 Trends: Herausforderungen für die<br />

elektrische Verbindungstechnik<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

48 Bremsen: Die Liebsten in sicheren Händen<br />

52 Motoren: Zart schmelzen – smart laufen<br />

56 Feedback für mechatronische Servotechnik<br />

WERKSTOFFTECHNIK<br />

70 Hochleistungskeramik: Faszinierende<br />

Eigenschaftsvielfalt<br />

74 Schutzelemente: Sauber abgedichtet<br />

76 Topologie-Optimierung: Lastgerecht konstruiert<br />

ANZEIGE<br />

40<br />

TITELBILD<br />

Pilz GmbH & Co. KG<br />

Ostfiltern<br />

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


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

80 Die 3D-Druck-Challenge<br />

84 Integrierte Konstruktionsprozesse:<br />

Fritteuse der Zukunft<br />

88 Wie verändert 3D-Druck die Konstruktion?<br />

90 Bauteiloptimierung: Herr über den Erfolg<br />

94 Fertigungsverfahren: Additiv – von der Rolle<br />

<strong>10</strong>6 Ausgezählt: 4 Mal 3D-Druck<br />

80<br />

SERVICE<br />

78 Inserentenverzeichnis<br />

<strong>10</strong>7 Impressum<br />

<strong>10</strong>7 Vorschau<br />

<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

98 STW: „Everything as a Service!"<br />

<strong>10</strong>2 E-T-A: Von der Mechanik zur Digitalisierung<br />

ELATECH ® Polyurethan Zahnriemen<br />

Designed for Performance,<br />

Engineered for Excellence.<br />

Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung ist es<br />

Elatech® gelungen, die Zahnscherfestigkeit AT<strong>10</strong><br />

- PU Riemens<br />

um bis zu 17% zu steigern<br />

Damit ist unser AT<strong>10</strong> Riemen der leistungsstärkste<br />

am Markt.<br />

• längere Lebensdauer<br />

• schmalerer Riemen bei gleicher Antriebsleistung<br />

Zahnscherfestigkeit (%)<br />

140<br />

120<br />

<strong>10</strong>0<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

AT<strong>10</strong><br />

AT<strong>10</strong> - Next<br />

+17%<br />

www.elatech.com<br />

Besuchen Sie uns: MOTEK - Halle 8 - Stand 8419<br />

Elatech.indd 1 30.11.2016 14:03:40<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 5


THOMAS PETER<br />

ist Konstrukteur bei SMC<br />

Deutschland. Bei dem Hersteller<br />

pneumatischer und elektrischer<br />

Automatisierungstechnik<br />

entwickelt er im Team auf<br />

Kundenanforderungen<br />

zugeschnittene<br />

Produktkonzepte.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Seit wann begeistern Sie sich für<br />

Konstruktion?<br />

Wir hatten zu Hause eine kleine Bastlerwerkstatt<br />

und mein Vater hat mir schon<br />

früh gezeigt, was sich mit Erfindungsreichtum<br />

lösen lässt. Das hat mich begeistert.<br />

Beim Basteln lernte ich schnell, dass es<br />

sinnvoll ist, Ideen konstruktiv zu planen,<br />

bevor man das erste Werkzeug in die Hand<br />

nimmt. Eine Erfahrung, die ich dann zu<br />

meinem Beruf gemacht habe.<br />

Und das fasziniert Sie auch bei Ihrer Arbeit<br />

mit Pneumatik?<br />

Das stimmt. Mich begeistert immer wieder,<br />

was sich mit Druckluft alles machen lässt<br />

– besonders auch in Kombination mit Elektrotechnik.<br />

Bei SMC entwickeln wir innovative<br />

Lösungen, speziell für die Anforderungen<br />

der Kunden. Oft kommt es dabei<br />

auf Ideenreichtum und das Zusammenspiel<br />

von Theorie und Praxis an. Wenn wir<br />

im Team Prototypen entwickeln, beginnen<br />

wir mit innovativen Ideen, die wir dann im<br />

Labor bzw. in der Werkstatt zur Fertigungsreife<br />

bringen.<br />

Haben Sie ein Softwaretool, mit dem Sie<br />

am liebsten arbeiten?<br />

Mein CAD-System! Damit kann ich hochkomplexe,<br />

technische Zusammenhänge<br />

schnell darstellen, berechnen und<br />

simulieren.<br />

Was würden Sie gerne einmal<br />

konstruieren?<br />

Mir geht es nicht darum, ein spezielles<br />

Produkt zu entwickeln. Ich möchte innovative<br />

Lösungen für die Kunden erarbeiten,<br />

die aktuelle technische Herausforderungen<br />

gestalten. Um was es dabei geht, ergibt sich<br />

von der Anforderung selbst.<br />

THOMAS PETER<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong>, SMC DEUTSCHLAND<br />

GMBH, EGELSBACH<br />

DIE KREATIVE ARBEIT<br />

VON <strong>DER</strong> ERSTEN SKIZZE<br />

BIS ZUM FERTIGEN<br />

SERIENPRODUKT<br />

FASZINIERT MICH<br />

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


FMB-SÜD 2018: AUSSTELLER-ANMELDUNG<br />

LÄUFT SCHON<br />

Für die regionale<br />

Maschinenbau-<br />

Zuliefer-Messe<br />

FMB-Süd, die im<br />

Februar 2018 zum<br />

zweiten Mal in<br />

Augsburg stattfindet,<br />

vermeldet<br />

der Veranstalter<br />

Clarion bisher rund<br />

80 Firmen, die sich<br />

als Aussteller<br />

angemeldet haben.<br />

Christian Enßle, Portfolio-Manager von Clarion, spricht von<br />

„einem marktgerechten Mix aus Unternehmen der Region und<br />

überregionalen Zulieferern, die sich verstärkt den Wirtschaftsraum<br />

der Technologieachse Süd erschließen möchten“. Zur ersten<br />

FMB-Süd waren 144 Unternehmen gekommen, für die zweite<br />

Auflage rechne man mit rund 180 Ausstellern. Erneut Kooperationspartner<br />

ist der Cluster Mechatronik & Automation. In ihm<br />

engagieren sich knapp 180 Unternehmen und Forschungseinrichtungen<br />

des Maschinenbaus und der Automatisierungstechnik.<br />

Auch das neu gegründete Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrum in<br />

Augsburg, das vom Fraunhofer-Institut für Gießerei-, Compositeund<br />

Verarbeitungstechnik geleitet wird, wird sich präsentieren.<br />

www.clarionevents.de<br />

www.fmb-sued.de<br />

MIT ELEKTRISCHER VERBINDUNGSTECHNIK<br />

AUF WACHSTUMSKURS<br />

Helukabel setzt<br />

den weltweiten<br />

Ausbau seines<br />

Vertriebsnetzes<br />

fort und ist nun<br />

auch auf dem<br />

mittel- und<br />

südamerikanischen<br />

Kontinent<br />

mit Tochtergesellschaften<br />

vertreten. Marc Luksch, Geschäftsführer von Helukabel: „Unser<br />

Ziel ist es, nah am Kunden zu sein. Aber auch durch die gestiegene<br />

Nachfrage nach unseren Produkten war jetzt der richtige<br />

Zeitpunkt, eigene Präsenzen in Mexiko und Brasilien zu eröffnen.“<br />

So sind alleine in Mexiko 1 900 deutsche Unternehmen aktiv und<br />

es wird nachhaltig in die Automobil- und Lebensmittelindustrie<br />

investiert. Beides sind Kernmärkte von Helukabel und der neue<br />

Standort nördlich von Mexiko City bietet eine gute Infrastruktur<br />

zur Versorgung der Industrieregionen. Die Verfügbarkeit vor Ort<br />

war auch der Grundstein für den neuen Standort bei São Paulo in<br />

Brasilien. Viele internationale Großkunden des Kabelspezialisten<br />

sind seit Jahren in Brasilien aktiv und auch die lokale Wirtschaft<br />

hat etablierte Unternehmen hervorgebracht, die von Helukabel<br />

versorgt werden. Mit den neuen Standorten ist Helukabel nun in<br />

29 Ländern vor Ort vertreten.<br />

www.helukabel.com<br />

MOTEK STUTTGART<br />

9.–12. Oktober <strong>2017</strong><br />

Halle 6, Stand 6331<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 <strong>10</strong>00 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- (<strong>10</strong>24 Impulse) und Absolut-Version (4096 Schritte).<br />

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

sterilisierbar.maxonmotor.de


KONSTRUKTION 2025<br />

IDEEN UND<br />

PROZESSE<br />

MANAGEN<br />

Haben Sie ein Rezept, um neue Produkte zu<br />

entwickeln, die den Zukunftsanforderungen des<br />

Markts entsprechen?<br />

Das „Rezept“ für neue Produkte haben wir nicht.<br />

Aber wie bei der Erschaffung eines guten Menüs<br />

haben wir eine Anleitung, einen Chefkoch und<br />

viele gut ausgebildete, kreative Mitarbeiter. Dieses<br />

Team prüft in den drei Phasen unseres Ideenmanagements<br />

die Attraktivität und die Machbarkeit der<br />

diversen eingereichten Vorschläge, bewertet und<br />

verdichtet diese und startet letztendlich die neuen<br />

Projekte.<br />

Wer oder was sind dabei die Innovationstreiber?<br />

Die Innovationstreiber sind, abhängig von den<br />

Produkten, den Kunden, den Märkten und den<br />

Gesetzen, Normen und Richtlinien, sehr unterschiedlich.<br />

Gleichzeitig spielt auch die Zeit eine<br />

wesentliche Rolle. Wenn sich neue Normen andeuten,<br />

neue Anforderungen auftreten oder der Lebenszyklus<br />

eines Produkts den Zenit überschritten<br />

hat, steigt der Bedarf an neuen Ideen. Dies vorherzusagen<br />

oder lange im Voraus zu planen, ist schwierig,<br />

wenn nicht gar unmöglich.<br />

Was sehen Sie heute und in Zukunft als besondere<br />

Herausforderung im Produktentwicklungsprozess?<br />

HARTMUT HOFFMANN,<br />

GESCHÄFTSFÜHRER<br />

RK ROSE+KRIEGER GMBH, MINDEN<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Die Entwicklung hin zu immer kürzeren Produktentwicklungszyklen<br />

hebt bei mechatronischen<br />

Systemen die Anforderung der interdisziplinären<br />

Zusammenarbeit zwischen der mechanischen-,<br />

der elektronischen- und der Software-Entwicklung<br />

auf eine neue Stufe. Dies geht heute nur noch mit<br />

geeigneten IT-gestützten Engineering-Tools. Aber<br />

auch in der reinen Mechanik steigen die Risiken,<br />

weil nicht immer ausreichend Zeit für notwendige<br />

Tests vorhanden ist. Unsere Kunden erwarten jedoch<br />

von uns ein ausgereiftes zuverlässiges Produkt.<br />

Wir können nicht Produkte in den Markt<br />

bringen und unsere Kunden die Fehler herausfinden<br />

lassen, wie dies bei manchen Softwareprogrammen<br />

der Fall ist. Um dies zu erreichen benötigen<br />

wir qualifizierte Mitarbeiter, die wir vielfach<br />

selbst ausbilden müssen. Das ist für mich eine der<br />

größten Herausforderungen der Zukunft.<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

DIE ENTWICKLUNG HIN<br />

ZU IMMER KÜRZEREN<br />

PRODUKTENTWICKLUNGS-<br />

ZYKLEN HEBT DIE<br />

ANFOR<strong>DER</strong>UNG <strong>DER</strong><br />

INTERDISZIPLINÄREN<br />

ZUSAMMENARBEIT AUF<br />

EINE NEUE STUFE<br />

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


SPS IPC DRIVES: EIGENE HALLE FÜR IT<br />

Weil im Zuge der digitalen<br />

Transformation IT und<br />

Automation immer<br />

stärker zusammenwachsen,<br />

bekommt das<br />

Thema „Software & IT in<br />

der Fertigung“ ab diesem<br />

Jahr eine eigene Halle bei<br />

der SPS IPC Drives, und<br />

zwar die zentral gelegene<br />

Halle 6. Vom kleinen Start-up bis zu Microsoft, Eplan, SAP<br />

und Kaspersky Lab stellen dort Lösungsanbieter aus aller<br />

Welt aus. Themenbezogene Sonderschauflächen wie der<br />

Gemeinschaftsstand „Automation meets IT“, Vorträge und<br />

Produktpräsentationen erweitern das Angebot. „Es liegt in<br />

der Natur der digitalen Transformation, dass jeder<br />

Automatisierer und Produzent erheblichen Bedarf an<br />

Software, Cloud-Diensten und immer häufiger an Mixed<br />

Reality und künstlicher Intelligenz hat. Die Gespräche und<br />

der Bedarf haben eine Qualität und eine Quantität<br />

erreicht, dass ein eigener Stand für <strong>2017</strong> eine logische<br />

Konsequenz war“, sagt Oliver Niedung, IoT-Sales-Specialist<br />

bei Microsoft.<br />

sps-messe.de<br />

SCHNELLER ZUGRIFF AUF KOMPONENTEN<br />

Mit der überarbeiteten<br />

Internetpräsenz von IMI<br />

Precision Engineering<br />

können Ingenieure und<br />

Instandhalter schneller<br />

und einfacher auf<br />

Ersatzteile oder<br />

Komponenten zugreifen.<br />

Die auch für mobile<br />

Endgeräte geeignete<br />

Webseite ist in 34<br />

Ländern und 20 Sprachen verfügbar. Sie bietet flexiblen Zugriff auf<br />

mehr als <strong>10</strong>0 000 Produkte und technische Informationen. Zu den<br />

neuen Serviceleistungen und Funktionen gehören z. B. die Möglichkeit,<br />

per Live-Chat direkt Anfragen an das technische Expertenteam zu<br />

stellen oder Kataloge und Datenblätter online abzurufen. Mit dem<br />

Onlinekonfigurator für Pneumatikzylinder können Antriebe auch für<br />

spezielle Anforderungen, z. B. mit Hochtemperaturdichtungen oder in<br />

Sonderhublängen, ausgelegt und die entsprechenden CAD-Daten<br />

heruntergeladen werden. Mit Webstore-Zugangsdaten sind Preise und<br />

Lieferzeiten, Bestellungen und Angebote direkt abrufbar. Ergänzend<br />

wurde die IMI Norgren Express App eingeführt.<br />

www.imi-precision.com<br />

www.imi-precision.com/de<br />

VOM GETRIEBELIEFERANTEN ZUM SYSTEMANBIETER<br />

Nabtesco Precision<br />

Europe in Düsseldorf<br />

feiert sein 25-jähriges<br />

Bestehen. Die<br />

Tochterfirma vertreibt<br />

die Präzisionsgetriebe<br />

des japanischen<br />

Konzerns in ganz<br />

Europa. Die präzisen<br />

Zykloidgetriebe<br />

finden Abnehmer z. B. in der Robotik, im Maschinen- und Anlagenbau<br />

oder in der Fahrzeugtechnik. Über 7 Mio. Getriebe des<br />

Herstellers sind derzeit weltweit im Einsatz. In den zweieinhalb<br />

Jahrzehnten hat sich die europäische Tochter vom Getriebelieferanten<br />

zum Systemanbieter für vollständige, kundenspezifische<br />

Antriebslösungen gewandelt. Im Rahmen dieser Strategie, die das<br />

Unternehmen seit einiger Zeit verstärkt verfolgt, baut es seine<br />

elektrische und steuerungstechnische Expertise am Kompetenz-<br />

Center in Düsseldorf aus. So können Kunden ganz individuelle,<br />

angepasste Antriebslösungen und Veredelungen erhalten. Die<br />

Firma liefert komplett vormontierte Teilsysteme – vorgeprüfte<br />

und praktisch wartungsfreie Systeme mit abgestimmten Systemkomponenten<br />

aus einer Hand.<br />

www.nabtesco.de<br />

Magnetische<br />

Heavy-Duty Winkelsensoren<br />

POSIROT ® PRAS4 / PRAS6<br />

• Für raue Umwelt, Hygieneanwendungen, Unterwassereinsatz<br />

• Lasergeschweißte, hermetisch dichte Gehäuse<br />

• Messbereich 0° bis 360°<br />

• Berührungslos oder mit <strong>10</strong> mm-Welle<br />

• Schock-, vibrations- und schmutzunempfindlich<br />

• Schutzart bis IP68/IP69<br />

Tel. +49 8123 986-0<br />

www.asm-sensor.de


WHITEBOARD<br />

VIRTUELL<br />

DR. GEORG WÜNSCH –<br />

IN <strong>DER</strong> VIRTUELLEN UND<br />

REALEN WELT ZUHAUSE<br />

Waren Sie mit Ihrer<br />

Dissertation der Zeit voraus?<br />

Wie wurden Sie zum<br />

Firmengründer?<br />

Wie ist Ihr Verhältnis zu sozialen<br />

Medien und IT-Systemen?<br />

… und speziell zur Künstlichen<br />

Intelligenz (KI)?<br />

Welche Leidenschaften sind Ihre<br />

Anker in der realen Welt?<br />

Welche Ihrer Ideen würden Sie<br />

besonders gerne umsetzen?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Bild 1: phonlamaiphoto/Fotolia.de<br />

Bild 2: stadtratte/Fotolia.de<br />

Bild 3: sdecoret/Fotolia.de<br />

Bild 4: zapp2photo/Fotolia.de<br />

Bild 6: Piumadaquila/Fotolia.de<br />

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


DR. GEORG WÜNSCH<br />

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

MACHINEERING GMBH & CO. KG, MÜNCHEN


MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

?<br />

STANDPUNKT<br />

Die additive Fertigung (AM) zeigt dort ihre Stärken, wo<br />

die konventionelle Fertigung an Grenzen stößt. Die<br />

Technologie gewährt ein hohes Maß an Designfreiheit,<br />

Funktionsoptimierung und -integration. Das Ergebnis<br />

sind höchst komplexe Strukturen, die gleichzeitig extrem leicht<br />

und stabil sind. Ein weiterer Vorteil sind schnelle Durchlaufzeiten:<br />

Von der Idee über die Vorserie bis zum Serienprodukt<br />

muss es nicht mehr Monate dauern, sondern nur noch Wochen.<br />

Um die zahlreichen Möglichkeiten der Technologie in einem<br />

Bauteil voll auszunutzen, sollte bereits in der Konstruktion<br />

„additiv“ gedacht werden.<br />

Ein Konstrukteur hat beim Lösen seiner Aufgabe immer im<br />

Kopf, wie das Teil, die Baugruppe oder die Maschine letztlich<br />

auch gefertigt werden können. Erst wird für das definierte<br />

Problem eine Funktionslösung gefunden; im Anschluss folgt<br />

die Form. Vor diesem Hintergrund ist es umso wichtiger, dass<br />

die Möglichkeiten von AM bekannt und verstanden sind. Die<br />

Technologie ermöglicht einen „design-driven-manufacturing -<br />

process“ bei dem die Konstruktion die Fertigung bestimmt – und<br />

nicht umgekehrt. Für Konstrukteure bedeutet das in erster Linie<br />

neue Möglichkeiten, Funktionen zu realisieren, die so bis jetzt<br />

nicht möglich waren.<br />

Um Konstrukteuren die Arbeit zu vereinfachen, gibt es heute<br />

AM Design Checks, die anhand des zur Verfügung stehenden<br />

industriellen 3D-Druckers die Bauteilgeometrie analysieren und<br />

überprüfen können, wie die konstruierten Teile am besten additiv<br />

gefertigt werden. Hier sind z. B. Ausprägungen wie Wandstärke,<br />

Lochdurchmesser oder Hohlräume wichtige Indikatoren. Auch<br />

die Frage nach den geforderten Material- und Oberflächeneigenschaften<br />

ist elementar. An dieser Stelle verzahnt sich CAD und<br />

CAM. Heute bieten immer mehr der CAD/CAM-Systemanbieter<br />

AM-Umgebungen an, die sowohl bei der Konstruktion (z. B. Topologieoptimierung)<br />

als auch bei der Fertigung (z. B. Supportstrukturen)<br />

unterstützen.<br />

Wichtig für den Konstrukteur sind neben der FEM-Simulation<br />

auch AM-spezifische Simulationen, die vorhersagen können,<br />

wie sich ein Bauteil verhält, wenn es z. B. mit einem bestimmten<br />

additiven Fertigungsverfahren gebaut wird. Für den Fertigungsinge<br />

nieur ist die Verzugs- und Eigenspannungssimulation des<br />

VERÄN<strong>DER</strong>T<br />

INDUSTRIELLER<br />

3D-DRUCK DIE<br />

KONSTRUKTION?<br />

AM-Teils ein wichtiges Hilfsmittel um zu definieren, wie das Bauteil<br />

orientiert werden muss und wo Supportstrukturen benötigt<br />

werden. Hier greift die integrierte AM-Simulationssoftware. Der<br />

Anwender kann das Bauteil quasi virtuell erfahren und so verschiedene<br />

Optionen virtuell ausprobieren.<br />

Die meisten der CAX Anbieter bieten heute eine einheitliche<br />

Umgebung an, in der konstruiert, simuliert und die Fertigungsvorbereitung<br />

durchgeführt werden kann. Hinzu kommt, dass sie<br />

über Integrationsschnittstellen verfügen, um ihre AM-Applikation<br />

zu erweitern. Ab Mitte <strong>2017</strong> wird beispielsweise die EOS-Software<br />

EOSPrint zur Datenaufbereitung in Siemens NX als Plugin verfügbar<br />

sein. Durch die direkte Anbindung der EOS-Systeme in<br />

Siemens NX kann der Konstrukteur ein Produkt in einer einzigen<br />

Software-Umgebung für die additive Fertigung vorbereiten.<br />

Das gestattet eine nahtlose Aktualisierung von Konstruktionsdaten<br />

und vermeidet Fehlerquellen, die durch die Dateikonvertierung<br />

entstehen können. Dank einer solchen Integration sind<br />

die Prozessschritte von der digitalen Bauteilkonstruktion bis zur<br />

eigentlichen additiven Fertigung so miteinander verbunden, dass<br />

dies im Ergebnis zu einer schnelleren, einfacheren und zuverlässigeren<br />

Produktion führt.<br />

www.eos.info<br />

MARTIN STEUER<br />

BUSINESS DEVELOPMENT MANAGER,<br />

<strong>DER</strong> EOS GMBH ELECTRO OPTICAL<br />

SYSTEMS<br />

VON <strong>DER</strong> FERTIGUNGS-<br />

GETRIEBENEN KONSTRUKTION<br />

ZUR KONSTRUKTIONS-<br />

GETRIEBENEN FERTIGUNG<br />

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


Bis zu 2<strong>10</strong> N<br />

Greifkraft<br />

Elektrischer<br />

Kleinteilegreifer EGP<br />

Bis zu 125 mm<br />

Nutzhub<br />

Das kompakt elektrische<br />

Linearmodule ELB<br />

Bis zu 1.000 mm<br />

Länge<br />

Säulenaufbausystem SAS<br />

für den individuellen<br />

Systemaufbau<br />

09.-12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong> I Stuttgart<br />

Halle 7 I Stand 7218<br />

© <strong>2017</strong> SCHUNK GmbH & Co. KG<br />

Alles für Ihre<br />

Montageautomation<br />

Über 1.500 Komponenten für die<br />

Handhabung und Montage.<br />

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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

TITELSTORY<br />

MESSERSCHARF<br />

UND TROTZDEM SAFE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ein angetriebener Dorn, schwere Rollen in<br />

Bewegung, Messer, die rotieren: Die Maschinen<br />

von Brodbeck zum Wickeln, Veredeln oder Teilen<br />

von Hülsen aus Papier, Pappe oder Kunststoff<br />

riechen nach Gefahr. Ein Schutztürsystem und<br />

ein codierter Sicherheitsschalter sorgen im<br />

Verbund mit einem konfigurierbaren<br />

Steuerungssystem für Sicherheit.<br />

Autor: Siegfried Maier, Konstruktions leiter,<br />

Adolf Brodbeck GmbH + Co. KG, Metzingen<br />

Die ungefähr 50 kg schwere Papphülse von rund 2 m Länge<br />

mit einem Außendurchmesser von 750 mm rotiert auf<br />

einem angetriebenen Dorn. Zwei außen aufliegende Führungsrollen<br />

unterstützen die Antriebsbewegung und<br />

sorgen für schwingungsfreie Rotation und Stabilität. Von einem<br />

horizontal verfahrbaren Unterbett-Schlitten senkt sich ein rotierendes<br />

Kreismesser auf die Papphülse hinab. Im Sekundentakt zerlegt<br />

das Schneidwerkzeug die Hülse in handliche Abschnitte mit vorab<br />

definierten Breiten. Ein Ausstoßer schiebt die einzelnen Ringe vom<br />

Dorn in den bereitgestellten Container.<br />

FLEXIBLE SCHNEIDMASCHINE SPART<br />

WERKZEUGWECHSEL<br />

Die Uni 75 ist eine etwa 4 x 2 und in der Höhe 2,5 m messende<br />

universelle Eindorn-Maschine. Diese absolviert gerade ihre finalen<br />

Prüf- und Testläufe, bereits in wenigen Tagen wird sie beim Auftraggeber<br />

ihre Alltagstauglichkeit unter Beweis stellen müssen. „Mit<br />

dieser Maschine können unsere Kunden ohne Werkzeugwechsel<br />

mit ein und demselben Dorn Hülsen mit Durchmessern von 70 bis<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

750 mm Außendurchmesser gratfrei schneiden. Schnell, flexibel<br />

und bevorzugt geeignet für kleine und mittlere Losgrößen“, erläutert<br />

Siegfried Maier, Konstruktionsleiter bei Brodbeck.<br />

Über ein an der Längsseite angebrachtes Rolltor gelangen die<br />

Rohhülsen auf den Dorn. Nach Eingabe der Abschnittslänge über<br />

das Display erkennen Sensoren den Anfang und die Wandstärke<br />

der Hülse automatisch. Die gemessenen Werte werden direkt an die<br />

DAS SICHERE SCHUTZTÜRSYSTEM<br />

BIETET SICHERE ZUHALTUNG<br />

UND SICHERE VERRIEGELUNG<br />

IN EINEM GERÄT<br />

Steuerung übermittelt, eine Zerstörung der Kreismesser durch<br />

Fehlbedienung ist ausgeschlossen. Von Zahnstangen angetrieben<br />

fahren die Führungsrollen an die Hülse, auf der Zufuhrseite wird<br />

der Dorn über ein Gegenlager stabilisiert.<br />

Mit seinen Standard- und Sondermaschinen zum Wickeln,<br />

Veredeln oder Teilen von Hülsen aus Papier, Pappe oder Kunststoff<br />

gilt das mittelständische Familienunternehmen aus dem schwäbischen<br />

Metzingen international als Technologieführer. Mit einem<br />

ausgeprägten Qualitäts- und Servicebewusstsein genießt Brodbeck<br />

in der Branche einen guten Ruf. Kunden sind Papierfabriken,<br />

Hülsen-, Folienhersteller, Druckereien sowie die Textilindustrie.<br />

AUTOMATISIERUNG UND SICHERHEIT<br />

KEIN WI<strong>DER</strong>SPRUCH<br />

Wo Achsen rotieren, Massen in Bewegung und Schneidwerkzeuge<br />

in Aktion sind, folgt die Frage nach der Sicherheit für Mensch und<br />

Maschine auf dem Fuße. Insbesondere bei der Materialzu- und abfuhr<br />

muss bei einigen der Brodbeck-Maschinen der Mensch in den<br />

Prozess eingreifen. Sicherheitseinrichtungen dürfen aber weder die<br />

Bedienbarkeit noch die Produktivität der Maschine beeinträchtigen<br />

oder gar zu Manipulationen anregen.<br />

Brodbeck und Pilz blicken auf eine langjährige konstruktive<br />

Zusammenarbeit zurück. Standen zu Beginn konventionelle<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 15


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01 Pilz bietet sichere Schutztürsysteme zur Abtrennung trennender<br />

Schutzeinrichtungen, die gemäß EN ISO 14119 Stillsetzen und das<br />

Wiederanlaufen (Verriegelung) sicher verhindern<br />

02 Die konfigurierbaren Steuerungssysteme Pnozmulti 2 verfügen<br />

über Erweiterungsmodule, die den Anschluss an alle gängigen<br />

Feldbussysteme ermöglichen<br />

03 Das Profinet-Modul des konfigurierbaren Steuerungssystems<br />

Pnozmulti 2 von Pilz gewährleistet eine effiziente Diagnose<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Pnoz-Schaltgeräte für die sichere Überwachung von Not-Halt und<br />

Schutztüren im Mittelpunkt, kommen heute zunehmend flexible<br />

Lösungen zum Einsatz. „Innovative Maschinenhersteller wie Brodbeck<br />

sind stets an effizienten, reproduzierbaren Lösungen interessiert,<br />

die sich auch auf andere Maschinen und Projekte übertragen<br />

lassen“, sagt Timo Lurf, Vertriebsingenieur bei Pilz.<br />

REDESIGN VERLANGT MO<strong>DER</strong>NES<br />

SICHERHEITSKONZEPT<br />

01<br />

02<br />

03<br />

Ziel war ein komplettes Maschinen-Redesign der Uni 75 auf den aktuellsten<br />

Stand der Technik. Mit allen Konsequenzen bis hin zu modernen<br />

Steuerungs-, Parametrierungs- und Visualisierungs-<br />

lösungen. Bei der sicheren Zuhaltung von vier Schutztüren war<br />

neueste Technologie gefragt: Der Risikobeurteilung folgend darf<br />

ein mutwilliges oder versehentliches Öffnen der Schutztüren im<br />

laufenden Betrieb keinesfalls möglich sein. Potenzielle Gefahren<br />

gehen vor allem vom angetriebenen Dorn, den Führungsrollen,<br />

vom Kreismesser sowie von den rotierenden Papphülsen aus.<br />

Beim Ausschiebevorgang muss eine sicher reduzierte Geschwindigkeit<br />

gewährleistet sein. „Dabei müssen die Schutztüren einer<br />

mechanischen Beanspruchung z. B. durch ein aufprallendes<br />

Hülsensegment standhalten. Zur Verifikation der funktionalen<br />

Sicherheit wurde die EN ISO 13849-1 angewandt. Beginnend mit<br />

der Risikobeurteilung über die Ermittlung des Performance Levels<br />

bis zur finalen CE-Zertifizierung sind zahlreiche Aspekte zu<br />

beachten“, erklärt Timo Lurf. Und Siegfried Maier ergänzt: „Das<br />

kann ein kleines mittelständisches Unternehmen alleine gar nicht<br />

stemmen, da verlassen wir uns gerne auf die Kompetenz und<br />

Expertise eines qualifizierten Partners wie Pilz.“<br />

VERRIEGELUNG UND SICHERE ZUHALTUNG<br />

IN EINEM GERÄT<br />

Am Anfang stand die Suche nach einem geeigneten Produkt für die<br />

sichere Türzuhaltung. Pilz brachte sein neues Schutztürsystem<br />

Psenmlock als Lösung ins Spiel: Das robuste und kompakte Gerät<br />

passt für alle 40-mm-Profilkonstruktionen und bietet eine<br />

extrem hohe Zuhaltekraft von 7 500 N. „Wir haben Psenmlock im<br />

Rahmen einer Pilotanwendung getestet. Überzeugt hat es uns nicht<br />

nur deshalb, weil es sichere Verriegelung und sichere Zuhaltung in<br />

einem Gerät bietet. Komfortabel sind vor allem die herausragenden<br />

Einbau- und Diagnosefeatures, sodass wir die Türsicherung künftig<br />

bei all unseren Maschinen einsetzen werden“, sagt Frank Stiefel,<br />

Konstrukteur bei Brodbeck. Das spart darüber hinaus Lagerkosten<br />

und vereinheitlicht Wartung und Service.<br />

GERÄT FÜR ALLE EINBAULAGEN<br />

Bei den Standard- und Sondermaschinen von Brodbeck kann die<br />

Einbaulage der Türsicherungen durchaus unterschiedlich ausfallen.<br />

Das Schutztürsystem Psenmlock bietet den Vorteil, dass die<br />

LEDs an drei Seiten angebracht und damit für Diagnosezwecke in<br />

jedem Fall gut ablesbar sind. Ein flexibel gelagerter Betätiger sorgt<br />

zudem für einen hohen Toleranzausgleich – für den Fall, dass eine<br />

Tür mal absacken sollte. Technisch wird die sichere Zuhaltung über<br />

eine zweikanalige Ansteuerung realisiert. Das System eignet sich<br />

ganz besonders für Maschinen mit gefährlichem Nachlauf (z. B. rotierende<br />

Spindeln, Messer etc.), bei denen eine sichere Zuhaltung<br />

unumgänglich ist. Die Position des Rolltors überwacht der codierte<br />

Sicherheitsschalter Psencode von Pilz. Er dient sowohl der Stellungsüberwachung<br />

von trennenden Schutzeinrichtungen nach<br />

EN 60947-5-3 als auch der einfachen Positionsüberwachung. So<br />

kann Psencode je nach Ausführung auch auf kleinstem Raum<br />

h öchsten Schutz vor Manipulation gewährleisten (Schlüssel-Schloss-<br />

Prinzip). Mit dem Safety Calculator Pascal, ebenfalls von Pilz, wurde<br />

für sämtliche Sicherheitsfunktionen der einzelnen Schutztüren und<br />

Schutzhauben ein Performance Level (PL) d verifiziert. Die an der<br />

Uni 75 eingesetzten Pilz-Komponenten sind bis zum höchsten<br />

PL e nach EN ISO 13849-1 einsetzbar.<br />

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


KLEINSTEUERUNG FÜR ALLE ERFOR<strong>DER</strong>LICHEN FUNKTIONEN<br />

Als zentrale Instanz zur Überwachung der sicheren Signale kommt in der Uni 75 das konfigurierbare<br />

Steuerungssystem Pnozmulti 2 mit den entsprechenden Modulen zum Einsatz. Das<br />

Basisgerät Pnoz m B0 stellt 20 sichere Eingänge und 4 sichere Halbleiterausgänge zur Verfügung.<br />

Das lediglich 45 mm schmale Modul ist jederzeit flexibel erweiterbar. Über Profinet ist<br />

Pnozmulti 2 mit bidirektionaler Kommunikation an die Maschinensteuerung angebunden.<br />

Mit dem Softwaretool Pnozmulti Configurator ist die Konfiguration der Sicherheitsschaltung<br />

per Drag-and-Drop schnell und einfach realisierbar. „Im Pnozmulti 2 sind alle für unsere Maschine<br />

erforderlichen Funktionen angelegt. Mit dem bedarfsbezogenen Ansatz und der Flexibilität<br />

bei der Projektierung haben wir bislang sehr gute Erfahrungen gemacht. Daher wird das<br />

flexible Steuerungssystem auch in fast all unseren Maschinen verbaut“, sagt Frank Stiefel.<br />

Schlussendlich legt Brodbeck großen Wert auf Qualität und zuverlässigen Kundenservice.<br />

Nach Ansicht von Siegried Maier nach wie vor das beste Rezept für eine langfristige und<br />

stabile Kundenbindung: „Unsere Kunden wollen keine Maschinen, sondern überzeugende<br />

Lösungen, einschließlich kompetenter Beratung und zuverlässigem Service.“ Ein Ansatz,<br />

den Brodbeck und Pilz gemeinsam verfolgen.<br />

Lineare und rotative<br />

Antriebssysteme<br />

für schnell taktende<br />

Applikationen<br />

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BEI <strong>DER</strong> SICHEREN ZUHALTUNG<br />

UNSERER MASCHINE IST NEUESTE<br />

TECHNOLOGIE GEFRAGT<br />

SIEGFRIED MAIER,<br />

Konstruktionsleiter, Adolf Brodbeck GmbH+Co.KG, Metzingen<br />

9. – 12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

Stuttgart<br />

Halle 8, Stand 8515<br />

www.idam.de<br />

Ein mutwilliges oder versehentliches Öffnen der Schutztüren im<br />

laufenden Betrieb darf keinesfalls möglich sein. Deshalb haben wir Pilz<br />

ins Boot geholt: Bei der Risikobeurteilung, der Ermittlung des Performance<br />

Levels und der finalen CE-Zertifizierung haben wir auf die Kompetenz und<br />

Expertise von Pilz zurückgegriffen.


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

HOHE<br />

TAKTRATE<br />

Lasertechnologie, Mikroelektronik<br />

und Software beherrschen heute<br />

viele industrielle Prozesse. Aber<br />

letztlich kommt es auch in diesen<br />

auf mechanische Komponenten<br />

an – wie hier auf die Lineartechnik<br />

beim Leiterplatten-Handling in<br />

einer Laserschneidanlage.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Bislang dominierten mechanische Verfahren das Trennen<br />

von Leiterplatten aus dem Fertigungsnutzen. Doch die immer<br />

feineren Konturen beim Vereinzeln komplexer elektronischer<br />

Baugruppen setzen dem klassischen Sägen, Stanzen<br />

oder Fräsen der Platinen immer öfter Grenzen. Die hohen mechanischen<br />

Belastungen beim Trennen können die SMD-Bauteile,<br />

Lötverbindungen oder das Substrat beeinträchtigen. Häufige<br />

Layoutänderungen und geringe Losgrößen erfordern eine flexible<br />

Fertigungsautomation, bei der sich Laserschneidsysteme als die<br />

bessere Alternative herauskristallisiert haben.<br />

Die neue Laserschneidanlage von IC-Automation arbeitet mit<br />

extrem kurzer Pulsdauer: „Die Energie wirkt nur für Sekundenbruchteile<br />

auf das Material – was die thermischen Beeinträchtigungen<br />

stark reduziert“, wie Andreas Friesenecker, Konstruktionsingenieur<br />

bei IC-Automation in Mainz betont. „Da der Lichtblitz sehr<br />

kurz ist, erfolgt der punktuelle Abtrag Mikrometer für Mikrometer,<br />

ohne dass sich das bearbeitete Bauteil erwärmt, schmilzt oder starke<br />

Verbrennungen an den Schneidrändern aufweist.“<br />

LINEARACHSEN FÜR KOMPLEXE<br />

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

Entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis haben nicht nur die Leistungsdichte<br />

des Laserstrahls und die Einwirkdauer auf den Leiterplattenwerkstoff,<br />

sondern auch die Performance des Transports. „Das systematische<br />

Handling mit linear verfahrbaren Shuttlebooten zum Beund<br />

Entladen der Nutzen steht für den hohen Automatisierungsgrad<br />

unserer Anlage“, so Friesenecker. Um die zuverlässige Nutzenzuführung<br />

zu gewährleisten, entschied sich der Ingenieur von IC-Automation<br />

für eine einbaufertige Linearachse aus der Uniline-Serie von Rollon.<br />

Die Achsen werden in industriellen Anwendungen bevorzugt für<br />

Be- und Entladeabläufe in Mehrachsportalen, Verpackungsmaschinen<br />

oder Schneidmaschinen eingesetzt. Auch bei verschiebbaren<br />

Paneelen, Lackieranlagen, Schweißrobotern oder Sondermaschinen<br />

sind sie anzutreffen. Martin Graw, Vertriebsingenieur bei der<br />

Rollon GmbH, sieht in diesem über Jahre erworbenen Verständnis<br />

für komplexe Anforderungen in der Lineartechnik einen der Hauptgründe<br />

für Frieseneckers Wahl.<br />

Die Linearachsen von Rollon bestehen aus innenliegenden Laufrollenführungen<br />

im biegesteifen Aluminiumprofil. Nuten an den<br />

Außenseiten der Strangpressprofile ermöglichen eine einfache Montage<br />

und das Befestigen aller Zubehörteile. Wahlweise bewegen sich auf den<br />

Profilen ein oder mehrere Läufer mit Geschwindigkeiten bis maximal<br />

GARANT FÜR DIE PERFORMANCE<br />

DES TRANSPORTS IST DIE<br />

EINGEBAUTE LINEARTECHNIK<br />

9 m/s. Der Antrieb erfolgt über einen stahlverstärkten Polyurethan-<br />

Zahnriemen. Längsdichtungen und Bürsten am Ein- und Austritt des<br />

Zahnriemens schließen das System vollständig ab. „Mit diesem Aufbau<br />

ist die lastaufnehmende Führungsschiene in der Laserschneidanlage<br />

bestmöglich vor Schmutz und Beschädigung geschützt“, wie Martin<br />

Graw hervorhebt. Zur Inbetriebnahme des einbaufertigen Systems ist<br />

lediglich die Verbindung mit einem Motor oder Getriebe über eine<br />

Voll- oder Hohlwelle erforderlich. Einfaches Aneinandersetzen der<br />

Führungsschienen ermöglicht Hübe bis mehrere Tausend Millimeter.<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

01 Die Linearachsen<br />

bestehen aus innenliegenden<br />

Laufrollenführungen<br />

im biegesteifen<br />

Aluminiumprofil<br />

02<br />

02 Die einbaufertige<br />

Linearachse ist ein<br />

wesentlicher Bestandteil<br />

des linearen Transportsystems<br />

zum Be- und<br />

Entladen der Nutzen<br />

EINE MESSE. EIN ZIEL. ZWEI STÄDTE.<br />

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Intensive Arbeitsatmosphäre<br />

Hohe Kontaktdichte


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

03 In dem begrenzten<br />

Innenraum des Nutzentrenners<br />

punktet die<br />

verbaute Achse durch<br />

kompakte Bauweise 03<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

LINEARACHSEN<br />

– SCHNELL IM<br />

TRANSPORT VON<br />

PLATINEN<br />

Immer feiner werdende Schnittmuster<br />

beim Vereinzeln komplexer<br />

elektronischer Baugruppen erfordern<br />

neue Wege in der Fertigung.<br />

Der Einsatz von Laserimpulsen hat<br />

bedeutende Vorteile bei Schnelligkeit,<br />

Präzision und Flexibilität. Erst<br />

recht in Kombination mit dem<br />

optimalen Handling der Leiterplatten<br />

stimmt das Ergebnis beim Nutzentrennen.<br />

Bei der von IC-Automation<br />

gebauten Anlage übernimmt diese<br />

Aufgabe eine einbaufertige<br />

Linearachse von Rollon. Die Führungsschiene<br />

der Uniline-Serie<br />

ermöglicht hohe Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bei verschleißarmem<br />

Betrieb.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

HOHE BELASTUNGSWERTE AUF BEGRENZTEM RAUM<br />

Mit einer Grundfläche von 2 m 2 ist der gesamte Nutzentrenner nur unwesentlich<br />

größer als das eigentliche Lasertrennmodul. Im Inneren garantiert ein luftgelagertes<br />

Granitbett mit Direktantrieben die absolute Positioniergenauigkeit für den<br />

Schneidvorgang. Die berührungslos arbeitende Inline-Messtechnik stellt sicher,<br />

dass Höhenschwankungen und Verdrehungen der Bauteile ausgeglichen werden.<br />

Ein integriertes Kamerasystem ermittelt dazu die genaue XY-Position der Leiterplatte,<br />

sodass sich die Bauteile präzise mit weniger als <strong>10</strong> µm Abweichung positionieren<br />

lassen. Der Einsatz eines konfokalen Sensors zur berührungslosen Höhenmessung<br />

ermöglicht eine materialunabhängige Genauigkeitseinstellung der Fokussierebene<br />

im Mikrometer-Bereich.<br />

Der begrenzte Raum im Inneren des Nutzentrenners stand auch bei der Auswahl<br />

der passenden Linearachse im Mittelpunkt. Andreas Friesenecker entschied<br />

sich für den Typ E aus der Uniline-Serie in der Baugröße 55. Bei diesem Modell ist<br />

die Festlagerschiene (T-Schiene) liegend in das Aluprofil montiert, während die<br />

Loslagerschiene (U-Schiene) zur Momentenabstützung außen an das Profil angeflanscht<br />

ist.<br />

Neben der kompakten Bauweise überzeugten ihn auch die mechanischen Eigenschaften<br />

der Achse, allen voran das hohe Drehmoment. Die robuste Ausführung<br />

E55 der Uniline punktet hier mit hohen Belastungswerten. Sie verkraftet Querkräfte<br />

von 2175 N und ein Moment von 54,4 Nm um die Z-Achse. Dank des Zahnriemenantriebs<br />

transportiert die Achse die Shuttleboote mit einer Höchstgeschwindigkeit<br />

von 1 m/s. Dabei beträgt die lineare Führungsgenauigkeit 0,8 mm.<br />

Das Fazit von Andreas Friesenecker: „Als Spezialist für Mess- und Steuerungsanlagen<br />

sowie Systemkomponenten zur Optimierung von Fertigungsprozessen haben<br />

wir darauf geachtet, dass die Laserschneideanlage mit entsprechender Lineartechnik<br />

ausgestattet wird. Kernpunkt beim Einsatz der Rollon-Achse ist für uns der verschleißarme<br />

Betrieb, da die Achse mit hoher Taktrate arbeitet. Weil der Bauraum<br />

begrenzt war, sollte die Antriebseinheit zudem flexibel einsetzbar und kompakt<br />

ausgestaltet sein. Die Achsen der Uniline-Serie von Rollon sind dafür unter technischen<br />

Gesichtspunkten optimal geeignet und zeichnen sich durch ihre Wirtschaftlichkeit<br />

aus.“<br />

Bilder: Aufmacher, Bilder 01 und 02 ic-automation; Bild 03 Rollon<br />

www.rollon.de<br />

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


CovestroDeutschland AG,D-51365 Leverkusen ·COV00082755<br />

INVENTING<br />

COSTEFFICIENCY<br />

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Räder undRollenvon Flurförderzeugenmüssen jeden TagSchwerstarbeitleisten.<br />

Extreme Lasten undäußereEinflüssebeanspruchen dasMaterialpermanent.Genau<br />

hier vereintdas Hochleistungs-ElastomerVulkollan® seit mehr als 50 Jahren höchste<br />

mechanischeBelastbarkeit mit höchster dynamischerTragfähigkeit.Das Ergebnis:<br />

Vulkollan®ermöglicht in derErstausrüstungund beiErsatzteilendeutlichreduzierte<br />

Wartungskostenund wesentlich längereLaufzeiten.<br />

Vulkollan®ist eine eingetrageneMarke der Covestro Gruppe, einem weltweit führenden<br />

Herstellervon Hightech-Polymerwerkstoffen.Gemeinsam mit unserenKunden<br />

schaffenwir immerwieder Innovationen fürmehr Nachhaltigkeitund verbesserte<br />

Wirtschaftlichkeit.Was dürfen wirfür Sieentwickeln?<br />

Mehr Informationen erhalten Siebei elastomers@covestro.com<br />

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VIELSEITIGE STOSSDÄMPFER FÜR HÄRTESTE UMGEBUNGEN<br />

Die Industriestoßdämpfer vom Typ<br />

Magnum von ACE erfüllen hohe<br />

Ansprüche. Ob als selbsteinstellende<br />

oder einstellbare Elemente, ob aus<br />

Stahl oder Edelstahl – alle Modelle<br />

sind mit modernster Dämpfungstechnik<br />

ausgestattet. Versehen mit<br />

einem gehärteten Führungslager und<br />

einem integrierten Festanschlag,<br />

verspricht der Hersteller für sie selbst<br />

in schwierigsten Umgebungen eine<br />

lange Gebrauchsdauer. Ein wichtiger Vorteil sind ihre hohen Energieaufnahmen bei<br />

kompakter Bauform, wobei sie je nach Ausführung mit Gewinden in den Größen M33,<br />

M45 und M64 erhältlich sind. Der Hersteller übernimmt die Auslegung, um maßgeschneiderte<br />

Lösungen anzubieten. Damit Anwender hinsichtlich des zulässigen<br />

Temperaturbereiches keine Kompromisse eingehen müssen, sind zudem spezielle<br />

High- und Low-Temperature-Serien entwickelt worden. Sie erlauben einen Einsatz bei<br />

Extremtemperaturen von -50 bis +150 °C.<br />

www.ace-ace.de<br />

SCHNELL ZUM INDIVIDUELLEN SPINDELHUBTISCH<br />

Für seine Drylin-Spindelhubtische hat<br />

Igus einen Online-Konfigurator<br />

entwickelt, der die Auslegung und<br />

Bearbeitung von schmierfreien<br />

Lineartischen nach Kundenwunsch<br />

ermöglicht. Alle einbaufertigen<br />

Spindelhubtische von Baugröße 08 bis<br />

30 können damit auslegt werden. Im<br />

ersten Schritt bestimmt der Nutzer<br />

seine Umgebungsparameter, die<br />

gewünschte Spindel- und Gewindeart<br />

sowie das Material der Komponenten.<br />

Danach ist es möglich, sowohl den Schlittentyp als auch Mehrschlittensysteme sowie<br />

den Antriebszapfen zu konfigurieren. Schlüsselflächen und Nuten in verschiedenen<br />

Toleranzklassen und Wunschlängen sind schnell gestaltet. Der Anwender erhält u. a.<br />

eine 3D-Ansicht, eine bemaßte technische PDF-Zeichnung und ein 3D-CAD-Modell, mit<br />

denen er sein Projekt schon vor Erhalt des Produktes weiterplanen kann. Gewicht,<br />

Lieferzeit und Preis der zusammengestellten Teile werden dabei automatisiert mit<br />

ausgegeben. Der Link zum Konfigurator lautet: www.igus.de/drylin-sht-konfigurator.<br />

www.igus.de<br />

www.universal-robots.de<br />

KOLLABORATIVE ROBOTIK AUS<br />

DEM BAUKASTEN<br />

Universal Robots (UR) zeigt mit seinem Entwickler-Ökosystem<br />

Universal Robots+ wie einfach, vielseitig und individuell<br />

komplette Automationslösungen bereits heute<br />

mittels Plug-and-play-Komponenten realisiert werden<br />

können. Zusätzlich bietet der dänische Pionier im Bereich<br />

kollaborativer Robotik die Online-Schulungsplattform<br />

Universal Robots Academy. „Unser Ziel ist es, alles rund<br />

um kollaborative Robotertechnologie so einfach implementierbar<br />

und flexibel zu gestalten, dass wirklich jeder<br />

mit ihr umgehen kann. Und zwar im Handumdrehen und<br />

ohne tiefgreifende Programmierkenntnisse“, sagt<br />

Helmut Schmid, Geschäftsführer der Universal Robots<br />

(Germany) GmbH und General Manager Western Europe.<br />

22 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

TMPG.indd 1 15.09.<strong>2017</strong> 08:34:47


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

FLUIDFREIE SICHERHEITSBREMSEN<br />

Für Anwendungen,<br />

bei<br />

denen keine<br />

Kompressoren<br />

oder<br />

Aggregate für<br />

Druckluft<br />

oder Ölhydraulik<br />

zur<br />

Verfügung<br />

stehen bzw.<br />

diese nicht<br />

gewünscht<br />

sind, hat Mayr eine elektromagnetische Ausführung der Roba-Linearstop-Sicherheitsbremsen<br />

entwickelt. Gerade in der Medizintechnik<br />

oder Lebensmittelindustrie sorgt diese fluidfreie Version<br />

für eine saubere Bremslösung. Diese Linearbremsen sind dafür<br />

konzipiert, schwerkraftbelastete Vertikalachsen abzusichern. Bei<br />

Stromausfall oder Not-Aus halten sie die Achsen in jeder beliebigen<br />

Position und schützen so Personen und Material vor Schäden.<br />

Die elektrischen Leitungen lassen sich kostengünstig und leicht<br />

verlegen, Komponenten wie Wegeventile, Schnellentlüftungsventile<br />

und Druckschläuche bzw. Rohrleitungen entfallen. Die<br />

Bremsen arbeiten nach dem Fail-safe-Prinzip, d. h. sie sind im<br />

energielosen Zustand geschlossen. Die kompakte Bremseinheit<br />

kann auch einfach in bereits bestehende Maschinen- und<br />

Anlagenkonstruktionen integriert werden.<br />

www.mayr.com<br />

FLEXIBLE PROZESSE IN DIGITALEN ZEITEN<br />

Viele Lösungen für<br />

eine vernetzte<br />

Fabrik bietet<br />

Schmalz an. Für die<br />

Automobilindustrie<br />

z. B. bietet das<br />

Unternehmen<br />

flexible Endeffektoren<br />

an, die mit dem<br />

Mix von bisherigen<br />

Antrieben und<br />

Hybrid- und<br />

Elektromotoren<br />

umgehen können.<br />

Die Vakuum-Erzeuger sind in allen Feldbussen sichtbar und<br />

können via IO-Link parametriert werden. Seine mechatronischen<br />

Komponenten und Systeme rüstet der Hersteller sukzessive mit<br />

NFC aus. Wichtige Daten werden damit direkt aus dem Prozessor<br />

eines Feldgeräts ausgelesen und am Smartphone zur Verfügung<br />

gestellt. Eine neue Service-App des Unternehmens liest Daten aus<br />

den Smart Field Devices aus. Zudem gibt es ab Herbst ein<br />

Lizenzmodell für eine schreibende Version der App. Mit dieser<br />

lassen sich der Vakuum- und Druckschalter VSi, der elektrische<br />

Vakuum-Erzeuger ECBP oder das Compact-Terminal SCTMi via<br />

Mobilgerät parametrieren. Unter der Marke Sicon entsteht eine<br />

plattformunabhängige Box als Gateway für Prozess- und Anwendungsdaten.<br />

www.schmalz.com<br />

Precision Line –WPSFN<br />

Mit Präzision um die Ecke: WPSFN<br />

kraftvoll, vibrationsarm, kompakt.<br />

Neugartauf der Motek!<br />

09.–12. Oktober <strong>2017</strong> in Stuttgart<br />

Halle 8, Stand 8406<br />

Unser neues Präzisions-Winkelgetriebe<br />

für konstruktive Anforderungen an höchste Genauigkeit<br />

Als kürzestes spiralbogenverzahntes Winkelgetriebe<br />

mit Flansch-Abtriebswelle und Hohlwelle verbindet das<br />

WPSFN ein hohes Drehmoment mit maximaler Laufruhe:<br />

das Ergebnis sind hochpräzise, kraftvolle Antriebslösungen.<br />

Daniel Baum, Konstruktion &Entwicklung<br />

NeugartStandardgetriebe<br />

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www.neugart.com


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FREIER<br />

FALL<br />

3 – 2 – 1 – Klappe auf: Per Raketenstart wird der<br />

Badegast im freien Fall in die Röhre geschickt<br />

und jagt dann mit bis zu 50 km/h die Rutsche<br />

hinunter. Die TurboRocket ist Nervenkitzel pur.<br />

Aber welche Rolle spielen dabei<br />

Industriestoßdämpfer?<br />

Die Aquarena GmbH aus Jettingen konzipiert und baut seit<br />

1982 innovative Rutschanlagen und Kinder-Erlebniswelten.<br />

Das Unternehmen hat schon über 2 800 dieser Wasser-<br />

Attraktionen realisiert, die europaweit in Schwimmbädern<br />

und Freitzeitanlagen, aber auch auf Kreuzfahrtschiffen für jede<br />

Menge Spaß sorgen. Mit zu den beliebtesten Attraktionen gehört<br />

dabei die TurboRocket, eine Hochgeschwindigkeitsrutsche für den<br />

maximalen Nervenkitzel, in der die Gäste Geschwindigkeiten bis<br />

50 km/h erreichen. Für den richtigen Kick von Anfang an sorgt hier<br />

der Raketenstart, bei dem die Badegäste ihre wilde Fahrt mit einem<br />

freien Fall in die Röhrenrutsche beginnen.<br />

DIE KLAPPE AUFFANGEN<br />

Für den Freifallstart stehen die Badegäste in der Startkabine auf einer<br />

Edelstahlklappe, die schlagartig nach unten weggezogen wird. Die<br />

schwere Stahlklappe wird dabei von starken Federn weggeklappt,<br />

um sicherzustellen, dass die Badegäste bei ihrem Fall unter keinen<br />

Umständen mit ihr in Berührung kommen können. Um anschließend<br />

den Schwung der Stahlklappe so aufzufangen, dass sie nicht<br />

wieder zurückschwingen kann, und um Beschädigungen an der<br />

Konstruktion zu verhindern, haben die Konstrukteure zwei Industriestoßdämpfer<br />

eingesetzt.<br />

Diese Stoßdämpfer sind hohen Belastungen ausgesetzt, denn die<br />

Klappe wiegt mit verschiedenen Anbauten mehr als 30 kg. Die Zugfedern<br />

beschleunigen sie wegen der hohen Sicherheitsanforderungen<br />

mit rund 1,6 g, also mit mehr als dem Eineinhalbfachen der<br />

Erdbeschleunigung. So ist sichergestellt, dass die Klappe schneller<br />

wegschwenkt, als der Benutzer fallen kann.<br />

HOHE DAUERBEANSPRUCHUNG<br />

Die Stoßdämpfer müssen bei jedem Startvorgang eine hohe Energie<br />

absorbieren, und bei bis zu vier Starts pro Minute, bei Öffnungszeiten<br />

von bis zu <strong>10</strong> h täglich und teils ganzjährigem Betrieb in den<br />

Schwimm bädern summiert sich das zu einer gewaltigen Belastung<br />

für die Dämpfer.<br />

Die ursprünglich eingesetzten Fabrikate waren diesen Zuverlässigkeitsanforderungen<br />

nicht lange gewachsen. Schon nach weniger<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

genommen werden musste, bis ein Servicetechniker das Problem<br />

beheben konnte.<br />

Auf der Suche nach einer besseren Lösung stieß der Betreiber<br />

auf die PowerStop-Dämpfer der Zimmer Group. „Bei diesen<br />

Dämpfern war die Qualität einfach schon auf den ersten Blick zu<br />

erkennen“, sagt Dipl.-Ing. Mario Gabelica, Technischer Leiter bei<br />

Aquarena. „Die Funktionsweise der Wendelnut hat mich sofort<br />

überzeugt, und das hochwertige Gehäuse, die saubere Verarbeitung<br />

und die solide Auslegung der Mutter haben mir gezeigt, dass<br />

wir es hier mit sehr zuverlässigen Dämpfern zu tun haben.“<br />

Der gute Eindruck setzte sich nach den ersten Gesprächen mit<br />

den Dämpfungsspezialisten der Zimmer Group fort. „Auf der Basis<br />

der Konstruktionszeichnungen haben wir unserem Kunden in einem<br />

Beratungsgespräch zunächst einmal empfohlen, die Dämpfer<br />

näher am Drehpunkt der Klappe zu montieren, um die Aufprallgeschwindigkeit<br />

zu reduzieren“, erinnert sich Stefan Heiland (B.Eng.),<br />

Produktmanager bei der Zimmer Group. „Diese Veränderung hat<br />

die Aufprallgeschwindigkeit von 5,8 m/s auf 2,4 m/s reduziert und<br />

damit auch die Übertragung von Schwingungen in die gesamte Rutschenkonstruktion<br />

deutlich verringert.“<br />

als drei Monaten fielen teilweise die geräuschdämpfenden Aufprallköpfe<br />

aus Kunststoff ab, oder die Dämpfer fuhren nicht<br />

mehr in ihre Ausgangsposition zurück. Ursache hierfür war vor<br />

allem der Chlorgehalt des Wassers, der die Führungen der<br />

Dämpfer angriff und zum vorzeitigen Ausfall führte. Der Betreiber<br />

benötigte also dringend Ersatz, denn der Ausfall eines Dämpfers<br />

führte dazu, dass die Raketenrutsche jedes Mal außer Betrieb<br />

SOFTWARE ERLEICHTERT DÄMPFERAUSLEGUNG<br />

Bei der gemeinsamen Auslegung der Dämpfer zeigte sich auch, wie<br />

leicht die Online-Konfigurationssoftware (www.zimmer-group.de/<br />

de/pdti) der Zimmer Group zu nutzen ist und wie einfach gerade die<br />

Auswahl der Lastfälle ist. Schon nach der Eingabe einiger weniger Parameter<br />

war klar, dass hier zwei Dämpfer M25 x 1,5 S zum Einsatz<br />

kommen sollten. Zusätzlich sind die Dämpfer mit einem fertig eingestellten<br />

Endanschlag ausgerüstet und brauchen daher vor Ort nur<br />

noch auf Maß eingebaut zu werden.<br />

Die Dämpfer selbst bestehen standardmäßig aus Edelstahl und<br />

sind damit dauerhaft chlorresistent. Auch für die Anschlaghülse zur<br />

Einstellung des Hubs wurde Edelstahl gewählt, und der fest verschraubte<br />

Aufprallkopf verhindert zuverlässig, dass Teile in die<br />

Rutschbahn gelangen können.<br />

Die Dämpfer sind für eine hohe Energieaufnahme bei<br />

kurzem Hub ausgelegt, sodass die Wendelnut eine optimale<br />

DIE STOSSDÄMPFER SIND HOHEN<br />

BELASTUNGEN AUSGESETZT


-<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

"KLUGE<br />

KONSTRUKTION<br />

IST UNSCHLAG-<br />

BAR!"<br />

Martina Heimerl,<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

Robuste, zuverlässige und langlebige<br />

Komponenten sind die eine Sache.<br />

Wenn man durch eine Umpositionierung<br />

der Dämpfer die Aufprallgeschwindigkeit<br />

mehr als halbieren<br />

und damit die Belastung für die<br />

Maschinenelemente und die<br />

Schwingungen in der gesamten<br />

Konstruktion deutlich reduzieren<br />

kann, ist das eine andere. Hochwertige<br />

Komponenten sind wichtig, aber<br />

kluge Konstruktion ist unschlagbar!<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

WENDELNUT STATT DROSSELBOHRUNGEN<br />

Herkömmliche Industrie-Stoßdämpfer arbeiten nach dem Prinzip der<br />

Drosselbohrungen. Hierbei liefern Löcher die zur Dämpfung nötige Drosselung<br />

einer Ölströmung. Die Charakteristik wird erzeugt, indem die über den<br />

Hub angeordneten Öffnungen durch den einfahrenden Kolben nach und nach<br />

verschlossen werden. Doch aus diesem Sachverhalt heraus entsteht eine<br />

stufenförmige Charakteristik, wodurch Schwingungen hervorgerufen werden.<br />

Diese Vibrationen führen zu Schäden im System und zu einem unstetigen<br />

Abbremsen der Masse. Um diese Nachteile zu beseitigen, entwickelten die<br />

Konstrukteure von Zimmer die Wendelnut-Technologie. Hierbei sorgt eine auf<br />

dem Kolben umlaufende Wendelnut für einen stetigen Drossel - verlauf. Da<br />

sich gleich zeitig die Nut nach oben hin verjüngt, wird eine konti - nuierliche<br />

Dämpfungscharakteristik erzeugt. Durch dieses Prinzip kann ein schwingungsarmes<br />

Dämpfen und ein ruckfreies Abbremsen einer bewegten Masse<br />

erreicht werden. Gleichzeitig werden durch die optimale Auslastung in jeder<br />

Kolbenposition höchste Energieaufnahmen bei geringem Platzbedarf erzielt.<br />

01<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Auslastung und damit eine maximierte Energieaufnahme<br />

aufweist. Die hohe Qualität und die sorgfältige Dimensionierung<br />

schlagen sich direkt in der Zuverlässigkeit nieder. Die<br />

neuen Dämpfer von der Zimmer Group sind jetzt schon deutlich<br />

länger im Einsatz, als das Austauschintervall für die alten<br />

Dämpfer betrug. Ein weiterer Kunde hat die Dämpfer sogar<br />

schon ohne jegliche Probleme eineinhalb Jahre im Einsatz.<br />

Diese hohe Lebensdauer der Dämpfer vermeidet ungeplante<br />

Wartungsmaßnahmen.<br />

ANWEN<strong>DER</strong> RUNDUM ZUFRIEDEN<br />

„Wir sind mit den Dämpfern und der Lieferperformance von der<br />

Zimmer Group so zufrieden, dass wir sie nun schrittweise in allen<br />

unseren Bädern und Anlagen nachrüsten“, bekräftigt Dipl.-Ing.<br />

Mario Gabelica. „Und auch bei unserer nächsten Innovation,<br />

02<br />

01 Einer der PowerStop-Stoßdämpfer<br />

an der Startkabine der TurboRocket<br />

02 Das Innenleben des PowerStop-Dämpfers<br />

mit Wendelnuttechnologie<br />

dem neuen EagleDiver, werden wir die bewährten Dämpfer der<br />

Zimmer Group verwenden. Bei dieser Attraktion wird ein<br />

kleines Becken ausgekippt, in dem der Benutzer mit einem<br />

Schwimmring sitzt. Um die Bewegung des Beckens zu stoppen,<br />

werden auch hier die PowerStop-Dämpfer zum Einsatz kommen,<br />

denn wir wollen in unseren Anlagen ausschließlich Komponenten<br />

mit der besten verfügbaren Qualität verwenden. Mit<br />

den PowerStop-Industriestoßdämpfern haben wir alles, was wir<br />

uns wünschen können: eine zuverlässige Dämpfung, die in<br />

unseren Freitzeitanlagen ein völlig ungedämpftes Freizeit -<br />

ver gnügen garantiert.“<br />

Bilder: Zimmer Group GmbH und Aquarena GmbH<br />

www.zimmer-group.de<br />

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


SUPER<br />

SÖRVICE<br />

Falsche Versprechen erkennen Sie sofort. Auch bei<br />

Zahnriemen? Oder beim dazugehörigen Service? Setzen Sie<br />

auch hier auf die Qualität der führenden Hersteller. Ihr Mulco-<br />

Partner hat für Ihre Anwendung die richtigen Polyurethan-<br />

Zahnriemen und Komponenten parat, kann schnell liefern und<br />

steht Ihnen bei individuellen Antriebskonstruktionen mit<br />

Rat und Tat zur Seite. Versprochen: www.mulco-service.de<br />

www.mulco.de


ULTRASCHALL<br />

FÜR DEN ROBOTER<br />

Die Zukunft der automatisierten Produktion wird<br />

schneller, effizienter und vernetzter sein. Dafür bedarf es<br />

ganzheitlicher Lösungsansätze, die eine gefahrlose<br />

Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter möglich<br />

machen. Sensoren fällt hier eine Schlüsselrolle zu.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Der funktional sichere Ultraschall safety ist eine Weltneuheit.<br />

Gemeinsam mit der Kuka AG, die für ihre maßgeschneiderten<br />

Automatisierungslösungen bekannt ist, wurde mit<br />

diesem Ultraschallsensor eine auf dem Markt einzigartige<br />

Vorentwicklung zur Absicherung eines spitzen Werkzeuges eines<br />

Kuka LBR IIWA im Mensch-Roboter-Kollaborations-Umfeld (MRK)<br />

realisiert.<br />

Die Anforderungen an eine sichere Werkstück- bzw. Werkzeugabsicherung<br />

sind hoch. Die Krafteinwirkung und der Druck auf<br />

einen Menschen, der den Dorn eines Greifers oder Akkuschraubers<br />

berührt, liegen oberhalb des zulässigen Grenzwerts der Norm ISO/<br />

TS 15066. Die Absicherung des Schraubers muss daher berührungslos<br />

sein. Gleichzeitig darf der automatisierte Arbeitsprozess<br />

nicht beeinträchtigt werden.<br />

ULTRASCHALLSENSORIK IST DIE BASIS<br />

Die gemeinsame Lösung von Mayser und Kuka basiert auf dem Einsatz<br />

der Ultraschallsensorik. Die Neuentwicklung Ultraschall safety<br />

von Mayser erkennt sowohl Menschen als auch nicht leitfähige Objekte,<br />

berührungslos und unbeeinflusst von Schmutz, Fremdschall,<br />

Luftströmungen und Feuchtigkeit.<br />

Das besondere Merkmal der Ultraschallsensoren von Mayser sind<br />

die beiden sehr kleinen Ultraschallwandler, die flexibel und geometrisch<br />

unabhängig von der Elektronik positioniert werden. Sie können<br />

direkt auf dem Roboter oder Greifer platziert werden und deren<br />

Umgebung flächig und sicher überwachen. Die Wandler können<br />

aber auch dezentral angeordnet werden. Die Sensoren messen in<br />

<strong>DER</strong> NEU ENTWICKELTE<br />

ULTRASCHALLSENSOR MACHT<br />

INDUSTRIE 4.0 SICHER<br />

einem elliptischen Schallfeld und erfassen selbst kleine Objekte.<br />

Zudem ermöglicht eine Teach-in-Funktion das Einlernen der kompletten<br />

Messumgebung als Standardumgebung. Dadurch reagiert<br />

das System nur auf Abweichungen vom Sollzustand.<br />

Der sichere Ultraschallsensor ist weltweit eine neuartige Entwicklung,<br />

da er aufgrund seiner zwei Kanäle auch für den Personenschutz<br />

zugelassen ist. Das war für Kuka für die Werkzeug absicherung<br />

eines Kuka LBR IIWA ausschlaggebend, um sich für die


-<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

02<br />

01<br />

gemeinsame Vorentwicklung mit dem mittelständischen Unternehmen<br />

Mayser zu engagieren.<br />

HÖHERE GESCHWINDIGKEITEN UND TAKTZEITEN<br />

Die beiden Wandler des Ultraschall safety bauen zwei Schutzfelder um den<br />

Roboter auf. Das größere Schutzfeld lässt schnelle Bewegungen des Werkzeugarms<br />

zu. Nähert sich der Schrauber einem Werkstück, wird das kleinere Schutzfeld<br />

aktiviert. Dabei verlangsamt der Roboter seine Bewegung, sodass eine<br />

Person rechtzeitig erkannt und eine Berührung mit dem Werkzeug ausgeschlossen<br />

wird. Die Zusammenarbeit von Roboter und Mensch ist gefahrlos möglich.<br />

Die Lösung von Mayser und Kuka für den LBR IIWA bietet ein komplettes<br />

System zur Absicherung von MRK-Arbeitsplätzen und damit eine bessere Ergonomie<br />

für Mitarbeiter. Diese können bei schweren Arbeiten effizient<br />

unterstützt werden. Gleichzeitig sind höhere Geschwindigkeiten und Taktzeiten<br />

des Roboters möglich. Durch die Zertifizierung des fehlersicheren,<br />

zweikanaligen Ultraschall safety nach ISO 13849-1:2015 Kategorie 3 PL d ist<br />

die Weltneuheit seit Februar <strong>2017</strong> für den Personenschutz zugelassen.<br />

Bilder: Mayser, Kuka<br />

01 Roboterhersteller und Entwickler des Sensorspezialisten<br />

arbeiteten bei der Implementierung der<br />

Ultraschall-Sicherheitstechnik eng zusammen<br />

02 Ultraschall-Sensorik zur Absicherung des<br />

Werkzeugs bei der Mensch-Roboter-Kollaboration<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

"MENSCH-ROBOTER-<br />

KOLLABORATION IST<br />

EINE HERAUSFOR-<br />

<strong>DER</strong>UNG FÜR DIE<br />

SENSORIK"<br />

Dr. Michael Döppert,<br />

Chefredakteur<br />

www.mayser.com/de<br />

Man kann durchaus sagen, dass das<br />

Thema Mensch-Roboter Kollaboration<br />

(MRK) einer der zurzeit großen<br />

Innovationstreiber im Maschinenbau<br />

ist. Es führt zu neuen Konstruktionsund<br />

Designansätzen in der Robotik,<br />

und auch die Maschinensicherheit<br />

bedarf hier neuer Betrachtungen,<br />

Regelungen und vielleicht auch<br />

angepasster Lösungen. Damit liegt das<br />

Augenmerk der MRK besonders auf<br />

der Sensorik, die die sichere Kooperation<br />

gewährleistet und letztlich auch<br />

entscheidend zur wirtschaftlichen<br />

Anwendung beitragen wird. Was die<br />

Fledermaus kann, kann jetzt auch der<br />

Roboter – per Ultraschall Gefahren<br />

und Hindernisse sicher erkennen.<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 29


Besuchen<br />

Sie uns auf der<br />

Motek<br />

Halle 8<br />

Stand 8123<br />

KOMBINIERTER ROTATIONS- UND WINKELAUSGLEICH<br />

Als Winkelausgleichseinheit für Roboter kombiniert<br />

die AGE-W von Schunk einen simultanen Rotationsund<br />

Winkelausgleich um alle drei Achsen. Damit<br />

ermöglicht sie ein schnelles, präzises Handling von<br />

Teilen, deren Lage nicht exakt definiert ist. Beim<br />

Griff in die Kiste, bei der Be- und Entladung von<br />

Werkzeugmaschinen oder in Handhabungs- und<br />

Montageanwendungen, die Ungenauigkeiten in der<br />

Bauteillage aufweisen, verschafft das Modul dem<br />

Frontend die erforderliche Nachgiebigkeit. Greifer<br />

und andere Aktoren, die über sie mit dem Roboter<br />

verbunden sind, können ihre Position mit ihrer Hilfe<br />

an die Lage des Werkstücks anpassen, ohne dass der<br />

Prozess im Detail über ein Vision-System erfasst und die Greifstrategie exakt berechnet werden<br />

muss. Wird die Einheit starr geschaltet, gewährleistet die Verriegelung über eine Kugelmechanik<br />

eine Zentriergenauigkeit von ± 0,09 mm. Eine Abfrage der Verriegelung ist mit induktiven<br />

Näherungsschaltern möglich.<br />

www.schunk.com<br />

KOLLABORIERENDE ROBOTER<br />

Unsereneue ALB-Serie:<br />

Leichter.<br />

Schonender.<br />

Blickle.<br />

Hier ist Ergonomie inklusive:<br />

Mit der neuen ALB-Serie<br />

schützen Sie Ihre Mitarbeiter.<br />

Schwere Lasten einfacher<br />

bewegen –das stehtfür<br />

unsere Entwicklungsingenieure<br />

an erster Stelle.<br />

Das beste Beispiel: die neue,<br />

wegweisende ALB-Serie.<br />

Durchdachte Materialauswahl<br />

und die speziell konstruierte<br />

Laufbelagsform reduziert den<br />

Rollwiderstand um bis zu<br />

40 Prozent. Das schont den<br />

Menschen, minimiert Ausfallzeiten<br />

und macht die Arbeit<br />

zum effizienten Vergnügen.<br />

www.blickle.com<br />

Der kollaborierende Roboter Motoman HC<strong>10</strong> von<br />

Yaskawa ist mit einem MRK-Greifer und einem Schraub-<br />

Automaten in MRK-Ausführung ausgestattet. Die<br />

Steuerung der Anlage mit neuen Sicherheitstrittmatten<br />

erfolgt über ein Vipa 17“-Touch-Panel. Sicherheit im<br />

direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der<br />

Roboter durch eine sechsfache Kraft- und Momentenüberwachung.<br />

Ebenfalls neu im Portfolio des Unternehmens sind die<br />

beiden kompakten und schnellen Motoman-Modelle<br />

GP12 mit 12 kg und GP25 mit 25 kg Tragkraft. Die<br />

6-Achser wurden für besonders schnelle Füge-,<br />

Verpackungs- und allgemeine Handhabungsapplikationen<br />

entwickelt. Sie sind die schnellsten ihrer Klasse und<br />

bei den Handgelenksachsen in Schutzklasse IP67<br />

ausgeführt. Ihr schlankes Design ermöglicht es dem Manipulator, tief in Arbeitsbereiche einzutauchen,<br />

und ihre glatten Oberflächen erleichtern die Reinigung.<br />

www.yaskawa.eu.com<br />

MEHR STABILITÄT BEI GROSSEN O<strong>DER</strong> UNGLEICHEN LASTEN<br />

Für Vorrichtungen, bei denen große oder<br />

ungünstig verteilte Lasten wiederholt<br />

und gleichmäßig bewegt werden<br />

müssen – z. B. große Sonnenkollektoren<br />

oder schwere Motorhauben von<br />

Baumaschinen – hat Thomson die<br />

elektromechanischen Linearaktuatoren<br />

Electrak HD entwickelt. Mit ihnen<br />

können die Lasten auf bis zu vier<br />

Aktuatoren verteilt werden. Werden<br />

mehrere mit Synchronisierungsoption<br />

ausgestattete Einheiten installiert,<br />

ergibt sich daraus ein stabilerer und möglicherweise schnellerer Hub. Es ist keine zusätzliche<br />

Führung erforderlich. Realisiert wird diese Synchronisierung durch die Einbettung der gesamten<br />

Last-Koordinierung in einen einzelnen elektromechanischen Aktuator, der dann mit bis zu drei<br />

weiteren, ähnlich ausgestatteten Aktuatoren in Reihe verschaltet wird. Im Betrieb erkennt die<br />

Systemelektronik Geschwindigkeitsänderungen, die auf ungleich verteilte Last hindeuten, und<br />

beseitigt so Ruckeln oder sonstige negative Auswirkungen.<br />

www.thomsonlinear.com<br />

30 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

Blickle.indd 1 21.09.<strong>2017</strong> 07:51:25


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

DREHTISCH FÜR RADARANLAGE<br />

Mit dem DT232<br />

hat Steinmeyer<br />

einen Drehtisch<br />

für Überwachungsaufgaben<br />

gebaut.<br />

Das Unternehmen<br />

konstruierte<br />

für einen<br />

Kunden ein<br />

System, um mit<br />

einem Radarsensor<br />

ein<br />

Überwachungsgerät zu realisieren. Die Aufgabe erforderte<br />

einen kontinuierlich laufenden, flachen Drehtisch mit<br />

großem Durchlicht. Um einen langjährigen Dauerbetrieb zu<br />

gewährleisten, wurde ein Direktantrieb gewählt. Man<br />

integrierte den Motor und das Winkelmesssystem in eine<br />

selbstentwickelte Leiterplattenbaugruppe. Die Magnetanordnung<br />

ist im Drehteller integriert. Als Lager kommen<br />

Drahtlager mit einem eigens entwickelten Nachschmierkonzept<br />

zum Einsatz. Das Gehäuse besitzt Festkörperstrukturen,<br />

die eine Montage auf unebenen Flächen ermöglicht. Das<br />

System ist mit externe oder im Gehäuse integrierte Controller<br />

konfigurierbar. Steinmeyer Mechatronik plant, mit weiteren<br />

Projekten seine Kapazitäten für OEM-Entwicklung und<br />

Fertigung auszubauen.<br />

www.steinmeyer.com<br />

KONSTRUKTIONSPROZESSE OPTIMIEREN<br />

MIT HANDLINGKONFIGURATOREN<br />

Mit zwei<br />

Handlingkonfiguratoren<br />

von<br />

Afag kann man<br />

sich Einzelmodule<br />

konfigurieren<br />

und<br />

zusätzlich<br />

individuelle<br />

Handlingsysteme<br />

selbständig<br />

aus dem Sortiment zu Systemen zusammenstellen lassen. Dafür<br />

stehen viele Standardmodule zur Verfügung: elektrisch oder<br />

pneumatisch angetrieben, mit Linearmotor, Spindel- oder<br />

Riemenantrieb. Mit dem Konfigurator sucht man sich das<br />

geeignete System aus und konfiguriert es über den Button CAD,<br />

bis es sämtliche Anforderungen erfüllt. Mit über 20 Basissystemen<br />

lassen sich individuelle Systeme konfigurieren. Dazu<br />

kommen Peripherieelemente wie Greifer, Drehmodule und<br />

Konsolen. Die einzelnen Schritte werden in einem 3D-Modell<br />

dargestellt. Nach der Generierung des CAD-Modells gibt es ein<br />

PDF-Datenblatt für das konfigurierte System zum Download . Die<br />

Spezialisten von Afag überprüfen die Auslegung und erstellen auf<br />

die speziellen Kundenanforderungen hin ein Angebot.<br />

Der Link lautet: ttp://eps.partcommunity.com/3d-cad-models.<br />

www.afag.com<br />

28. Internationale Fachmesse<br />

für Elektrische Automatisierung<br />

Systeme und Komponenten<br />

Nürnberg, 28. – 30.11.<strong>2017</strong><br />

sps-messe.de<br />

Ihre kostenlose Eintrittskarte<br />

sps-messe.de/tickets<br />

Answers for automation<br />

Elektrische Automatisierung und Digitale Transformation


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ZUFÜHRSYSTEM FÜR GRÖSSERE TEILE<br />

Ein 3-Achsen- Zuführsystem<br />

für Roboter-,<br />

Montage- und<br />

Palettier-Anwendungen<br />

haben Asyril und<br />

Rhein-Nadel Automation<br />

(CRNA) gemeinsam<br />

entwickelt. Der<br />

Asycube 530 für die<br />

flexible Vereinzelung<br />

größerer Bauteile<br />

erweitert das<br />

Spektrum auf Teile bis zu einer Größe von 150 mm. Durch<br />

elektromagnetische Schwingspulen können die Bauteile auf der<br />

Pickfläche effizient verteilt und mithilfe strukturierter Vibrationsplattformen<br />

gezielt ausgerichtet werden. Die Vibrationsparameter<br />

der Zuführplattform lassen sich über das HMI für jedes Teil<br />

einlernen. Rezepte zur Vereinzelung von Teilen lassen sich in<br />

weniger als fünf Minuten erstellen. Das neue Modell schließt sich<br />

dem Asycube 50, 80 und 240 an. Jede Zahl der Geräteserie<br />

repräsentiert die Diagonale der Pickfläche. Als Ergänzung bietet<br />

Asyril das Bilderkennungssystem SmartSight an. Mit dem<br />

Robo-Flex-P-Zuführsystem bietet RNA außerdem eine Komplettlösung<br />

an, die auf der Vibrationstechnologie von Asyril aufbaut.<br />

www.asyril.com<br />

INDUSTRIEHUBSÄULE MIT NEU ENTWICKELTER<br />

ALUMINIUM- KOPFPLATTE<br />

Baumeister & Schack präsentiert die<br />

neue Generation seiner Industriehubsäule<br />

Hexalift. Eine neu entwickelte<br />

Aluminium- Kopfplatte mit geänderter,<br />

variabler Kabelführung und<br />

steckbarem Anschlusskabel inkl.<br />

Zugentlastung ersetzt die bisher<br />

verwendete Stahl-Kopfplatte mit<br />

fixem Kabelausgang. Die neue,<br />

werkseitig montierte Kopfplatte wird<br />

in zwei Varianten, mit und ohne<br />

Montagelaschen, angeboten. Die<br />

optionale Ausführung mit Montagelaschen<br />

macht die stirnseitige<br />

Anbindung an Profilsysteme einfacher, auf eine separate Montageplatte<br />

kann dabei verzichtet werden. Die neuen, ab 2018<br />

verfügbaren Versionen ermöglichen die Führung des Anschlusskabels<br />

an zwei bzw. drei Positionen und bieten zudem ein<br />

schnelles Austauschen des Anschlusskabels. Die neue Generation<br />

gibt es auch in einer ESD-Version, im Einsatz in höhenverstellbaren<br />

Montagearbeitsplätzen werden so elektronische Bauelemente<br />

vor elektrostatischen Entladungen geschützt.<br />

www.baumeister-balingen.de<br />

EIN GRIPPER FÜR TEILE ALLER ART<br />

Die Vakuum-Saugkästen der Serie eT-Gripper von Eurotech<br />

handhaben Werkstücke mit unterschiedlichsten Materialien,<br />

Maßen und Oberflächen. Sie können die verschiedenen Lasten<br />

ohne Umrüstung nacheinander aufnehmen – sogar sägeraue,<br />

verstaubte Teile. Daher eignen sie sich besonders für Sägewerke<br />

und die Holz- und Möbelindustrie. Selbst das gleichzeitige<br />

Heben mehrerer unterschiedlicher Teile ist mit ihnen möglich.<br />

Der Saugkasten wird entweder mit einer Saugmatte oder<br />

mehreren Faltenbalgsaugern ausgestattet, um sich der Last<br />

anzupassen. Die Saugkästen können an Robotern, in Portalen<br />

oder an Hebegeräten eingesetzt werden, z. B. zum Packen,<br />

Beschicken, Palettieren, Kommissionieren oder Sortieren. Sie<br />

bestehen aus Leichmetallprofilen und können einfach geöffnet<br />

und gereinigt werden. Durch ihren modularen Aufbau ist ein<br />

nachträgliches Umrüsten von Saugerteppich auf Saugmatte<br />

oder umgekehrt möglich.<br />

www.euro-tech-vacuum.de<br />

SCHNELLER UND GENAUER RUNDTISCH<br />

Eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit sowie eine<br />

überdurchschnittliche Dynamik auch bei hohen Lasten ermöglicht<br />

der Rundtisch RT3A250 von Föhrenbach mit einem Drehteller von<br />

250 mm Durchmesser. Sein Direktantrieb zeichnet sich durch hohe<br />

Steifigkeit, höchste Genauigkeit und optimales Drehvermögen<br />

aus. Das System kommt ohne Wandlungs- und Übertragungselemente<br />

aus. Dass zudem das Umkehrspiel entfällt, bietet insbesondere<br />

bei kurztaktigen Bewegungsabläufen eine hohe Agilität.<br />

Neben dem Lager entfallen auch alle Verschleißteile wie Getriebe<br />

oder Kupplungen, die zu den neuralgischen Punkten von Positioniersystemen<br />

mit klassischen Antriebsformen zählen. Dies führt<br />

zu einem reduzierten Wartungsaufwand, erhöhter Verfügbarkeit<br />

und längerer Standzeit. Dazu hat der Direktantrieb sehr geringe<br />

Einbaumaße und bietet eine hohe Bewegungsflexibilität. Extrem<br />

schnelle und langsame Bewegungen sind laut Anbieter mit nur<br />

einem Antrieb gleichermaßen zuverlässig möglich.<br />

www.foehrenbach.com<br />

Wir machen Details<br />

zu starken Lösungen<br />

Bei Schlüsselfunktionen kommt es auf zuverlässige<br />

und belastbare Lösungen an. Weltweit sind daher<br />

in der Verbindungstechnik die vielfältigen Produkte<br />

von KVT-Fastening im Einsatz.<br />

1<br />

Telefon +49 7306 782 - 0<br />

info-DE@kvt-fastening.com<br />

www.kvt-fastening.de<br />

Proven Productivity<br />

KVT.indd 1 23.02.<strong>2017</strong> 11:59:44<br />

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


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

SCHWERE LASTEN KOMFORTABEL MONTIEREN MIT<br />

DREH-KIPP-MANIPULATOREN<br />

Mit dem kompakten High-Tech-Manipulator Centrick erweitert die<br />

Roemheld Gruppe ihr bisheriges Angebot an Dreh-Kipp-Lösungen für<br />

höhere Lasten deutlich nach oben. Mit ihm lassen sich Bauteile bis zu einem<br />

Gewicht von 2 000 kg komfortabel bewegen – und mithilfe eines Stark-<br />

Spannsystems sekundenschnell und sicher fixieren. Möglich wird das<br />

Manövrieren großer Lasten durch eine spezielle Anordnung der Gelenkarme,<br />

mit denen das Werkstück nahe an seinem Schwerpunkt bewegt wird. Das<br />

erhöht die Standsicherheit und erlaubt einen Kippwinkel von bis zu 90°,<br />

ohne dass sich die Arbeitshöhe wesentlich ändert. Zudem können Bauteile<br />

endlos und stufenlos gedreht werden. Innerhalb von Sekunden können<br />

Werkstücke mit einem Spannsystem spielfrei und zentrisch am Drehflansch<br />

fixiert werden. Eine Sicherheitsabfrage mit pneumatischer Spann- und<br />

Lösekontrolle ist integriert. Bedienen lässt sich Centrick über Handtaster.<br />

Für den Einsatz in der Serienproduktion ist als Ausstattungsoption eine<br />

programmierbare Steuerung mit Touchpanel-Bedienung erhältlich.<br />

www.roemheld-gruppe.de<br />

OPTIMIERTES SORTIEREN UND<br />

TRANSPORTIEREN<br />

Der Schweizer Fördertechnikspezialist Montech hat eine<br />

Anwendung entwickelt, die aus einem Längstransfersystem<br />

und einem Vakuum-Transportband besteht.<br />

Diese kundenspezifische Lösung transportiert und<br />

sortiert CDs oder andere flache Werkstücke: Das Vakuum-<br />

Transportband legt die CDs nach der vorausgegangenen<br />

Kategorisierung ab und ein umlaufendes Transfersystem<br />

führt die CD-Stapel weg. Dabei handelt es sich um einen<br />

endlos laufenden Prozess – ansaugen, transportieren,<br />

ablegen –, der keine unproduktive Rückfahrt hat und mit<br />

dazu beiträgt, den Prozess des Sortierens zu optimieren.<br />

Die Lösung ist aus modularen Standardkomponenten<br />

konzipiert und funktioniert autonom. Das Vakuum-Transportband<br />

hat eine Geschwindigkeit von 5 m/s und erhöht<br />

somit die Produktivität des Prozesses.<br />

www.montech.com<br />

KOMPONENTEN FÜR<br />

ROBOTER-SYSTEME<br />

EK<br />

DIE KUPPLUNG.EINFACH<br />

UNSCHLAGBAR 2–25.000NM.<br />

Eine große Auswahl von Komponenten<br />

für Robotersysteme führt der<br />

Distributor Distrelec. Zu den Sensoren<br />

gehört z. B. der hochempfindliche<br />

Bewegungssensor THT 5 von Panasonic<br />

zur Erkennung von Personen. Zu<br />

den Antriebssystemen gehört z. B. der<br />

Trinamic Hybrid-Motor QSH4218, der<br />

für Mikroschritte optimiert ist. Zur<br />

Kontrolle auch von wichtigen<br />

industriellen Anwendungen eignet<br />

sich die Einachsen-2-Phasen-Schrittmotorsteuerung<br />

Trinamic TMCM-<strong>10</strong>2.<br />

Bei den Single-Board-Computern und<br />

SPS gibt es sowohl Ready-made-Lösungen<br />

für Schnittstellen als auch<br />

individuelle aktive und passive<br />

Komponenten. Für die Kontrolle und<br />

Steuerung der Umgebung des<br />

Robotiksystems liefert der Distributor<br />

Komponenten für HMIs wie Industrie-<br />

Displays, Kontrollleuchten und<br />

Panel-Schalter. Als günstige Einstiegsoption<br />

gibt es Roboterkits und<br />

passende Sensoren, z. B. die modulare<br />

Elektronikplattform Grove von<br />

Seeed Studio. Der Motor Robot-Kit-<br />

Pro-MX4 eignet sich besonders für<br />

Bildungszwecke.<br />

www.distrelec.de<br />

Besuchen Sie uns!<br />

Halle 4, Stand 390<br />

WIR FREUEN UNS AUF SIE!


KARTESISCHES ROBOTERSYSTEM: EINFACHER UND SCHNELLER<br />

Wir sind Hersteller für:<br />

Steuer- und Regelungstechnik,<br />

Ventile, Pumpen,<br />

Zylinder und Hydrauliksysteme,<br />

wie zum Beispiel<br />

unsere Premium Kompakthydraulik<br />

mit Drehwelle<br />

Das zwei- und dreiachsige kartesisches Robotersystem der<br />

IK2- und IK3-Serie von IAI Industrieroboter basiert auf den<br />

neuen Linearsystemen der RCP6-Serie. Es verfügt über<br />

hochauflösende batterielose Absolut-Encoder. Damit<br />

entfallen Referenzfahrten, ein Home-Sensor und Batteriewartungen,<br />

und nach einem Not-Aus kann problemlos<br />

wieder angefahren werden. Die Roboter, die in der Variante<br />

IK2 sowohl in X/Y- als auch in Y/Z-Achskombination<br />

erhältlich sind, können in 396 Aufbauoptionen ausgewählt<br />

werden. Bei allen diesen Systemen liegt die Wiederholgenauigkeit<br />

bei ± 0,01 mm. Vertikal eingesetzte Achsen können zudem mit einer Bremse ausgestattet<br />

werden. Mit einer Powercon-Steuerung hat die neue Generation eine deutlich erhöhte Höchstgeschwindigkeit,<br />

was die Zykluszeiten reduziert. Zudem können über die Multiachssteuerung elektrische<br />

Greifer oder Rotationsachsen integriert werden und ein voll einsatzfähiges 4- oder 5-Achssystem<br />

angeboten werden.<br />

www.iai-gmbh.de<br />

ELEKTROKETTENZUG MIT ZYLIN<strong>DER</strong>STEUERUNG<br />

FÜR DIE HANDHABUNGSTECHNIK<br />

Kito, Anbieter von elektrischen und manuellen Hebezeugen, präsentiert seinen Kito C<strong>DER</strong>2 Elektrokettenzug<br />

mit Zylindersteuerung. Dieser ist besonders für die Automatisierung von immer wiederkehrenden<br />

Transportabläufen geeignet und findet seinen Einsatz hauptsächlich in der Handhabungstechnik,<br />

also z. B. überall dort, wo viele Bauteile im kleinen Traglastbereich schnell die<br />

Position wechseln müssen. Das Transportieren und Positionieren von leichten Lasten über kurze<br />

Wege lässt sich durch die Zylindersteuerung schnell und benutzerfreundlich umsetzen.<br />

www.drehwellenhydraulik.de<br />

www.kito.net<br />

LINEAR-ROBOTER: GROSSE LEISTUNG FÜR KLEINE SPRITZGIESSMASCHINEN<br />

Lupold.indd 1 13.09.<strong>2017</strong> 13:40:42<br />

www.sepro-group.de<br />

Der Success 5 ist der kleinste Linear-Roboter von Sepro. Er bietet durch die 3-Achs-Servotechnik<br />

eine starke Leistung und eine hohe Genauigkeit für einfache Pick-and-place- und<br />

Stapelanwendungen. Er ist auf Spritzgießmaschinen bis 80 t einsetzbar und entweder<br />

mit pneumatischer R1-Rotation (0–90°) oder R3-Rotation (0–90 oder 0–180°) ausgestattet.<br />

Auch kann er mit einem Ausquerhub mit 1 000 oder 1 500 mm konfiguriert<br />

werden. Er verfügt über einen Entformhub von 400 mm und einen Vertikalhub von<br />

1 000 mm bei bis zu 3 kg Traglast. Dazu bietet er viele Sonderausstattungen und<br />

-funktionen, z. B. ein gleichzeitiges Verfahren aller drei Achsen. Die Y-Achse ist freigeschaltet,<br />

was die Programmierung für Auswerfer-Synchronentnahme vereinfacht.<br />

Vakuum- und Druckluftkreise ermöglichen die präzise Entnahme und Positionierung von<br />

Teilen zur Anguss entnahme und für weitere Aufgabenstellungen bereit. Schnellwechselkupplungen<br />

sorgen für schnelle Greiferwechsel.<br />

Hält 20 mal länger* mit<br />

Hochleistungskeramik<br />

*mindestens - Maschinenbauteile aus Keramik. Verschleißfest,<br />

mit Antihaftwirkung und elektrisch neutral.<br />

Mehr unter doceram.com


BAUREIHEN VON LINEAREINHEITEN<br />

ERWEITERT<br />

Von den Lineareinheiten RK Monoline und EP(X)II von<br />

Rose+Krieger gibt es neue Baugrößen. Die EP(X)II-Doppelrohr-<br />

Einheiten gibt es nun auch in Baugröße 30. Die Serie eignet sich<br />

für das gelegentliche bis mehrfach tägliche Verfahren und<br />

Positionieren mittlerer bis hoher Lasten in beliebiger Einbaulage.<br />

Sie kompensieren hohe Biegemomente bei der Hand- und<br />

Motorverstellung. Für sie verspricht der Hersteller höchste<br />

Präzision und niedrige Toleranzen der Montageflächen zueinander.<br />

In der jungen Baureihe RK Monoline gibt es nun<br />

neben 40 und<br />

80 auch die<br />

Baugröße 120<br />

mit geführtem<br />

Zahnriemenantrieb<br />

oder ohne<br />

Antrieb als<br />

mitlaufende<br />

Momentenunterstützung.<br />

Diese ist bis<br />

9 400 N<br />

belastbar und<br />

erreicht<br />

Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bis <strong>10</strong> m/s,<br />

bei zulässigen<br />

Beschleunigungen<br />

bis 20 ms².<br />

www.rk-rose-krieger.com<br />

VERMESSUNGSSYSTEM MACHT ROBOTER<br />

FIT FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

Preccon hat sein Roboter-Vermessungssystem<br />

IMS (Integrated<br />

Measurement System)<br />

weiter optimiert. Das System,<br />

das u. a. in der Automatisierungs-<br />

und Automobilbranche<br />

im Einsatz ist, erfasst exakt<br />

den Zustand von Robotern<br />

inklusive Roboterwerkzeugen<br />

und ihrer Umgebung und<br />

ermöglicht eine selbst -<br />

ana lytische Prüfung und ein<br />

automatisiertes Korrigieren.<br />

Ab sofort ist das Konfigurationsmenü<br />

in der Steuerung<br />

über den Webbrowser verfügbar.<br />

So hat man aus seinem<br />

Leitsystem direkten Zugriff auf die Steuerung und kann z. B.<br />

Software-Updates eigenständig installieren oder Backups erstellen.<br />

Bei Wieder-Inbetriebnahme nach Daten-Recovery ist keine<br />

Neuinitialisierung des Roboters mehr erforderlich. Durch Praxiserfahrung<br />

und einen optimierten Algorithmus ist eine genauere<br />

Ergebnisbewertung möglich. Das System ist erstmals auch für<br />

Scara-Roboter erhältlich. Damit werden einfache Industriero boter<br />

zu intelligenten Robotik-Lösungen der Industrie 4.0.<br />

www.preccon.com<br />

FOKUSSIERT<br />

…auf das Wesentliche<br />

Kein Werkzeug ist so perfekt und vielseitig<br />

wie die Hand, die es bedient.<br />

Deshalb ist optimale Handhabung der<br />

Maßstab für die Entwicklung und den<br />

Einsatz eines Bedienteiles.<br />

Bedienteile<br />

Gute Teile >> gutes Design.<br />

36. Motek – Internationale Fachmesse für<br />

Produktions- und Montageautomatisierung<br />

09.–12. OKTOBER <strong>2017</strong> · STUTTGART<br />

www.halder.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

ZUVERLÄSSIGE MITARBEITER<br />

IM STALL<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Anwendung im Stallreinigungsroboter<br />

veranschaulicht schon auf den ersten Blick<br />

eindrucksvoll die Robustheit der Inkremental-<br />

Drehgeber. Von enorm robust bis hoch genau<br />

reicht deren Einsatzspektrum. Sie arbeiten<br />

zuverlässig und sind in vielerlei Hinsicht<br />

beeindruckend.<br />

In immer mehr landwirtschaftlichen Betrieben hält die Automatisierung<br />

Einzug. Dazu gehören auch Stallreinigungsroboter.<br />

Schon früh morgens schleichen sie als erste, leise surrend durch<br />

die Stallgassen. Sie schieben elektrisch angetrieben oft stundenlang<br />

die Hinterlassenschaften der tierischen Bewohner beiseite,<br />

bzw. in die Spalten des Bodens. Gemächlich, mit kontrollierter Geschwindigkeit<br />

und ohne mechanische Führung folgen sie sensorgesteuert<br />

programmierten Bahnen. Sie halten Laufflächen, sprich<br />

Mistgänge bis in die kleinsten Ecken sauber und trocken. Das ist<br />

einerseits zum Vorteil für die Klauengesundheit der Kühe und spart<br />

andererseits stundenlange Handarbeit. Je nach Betriebsgröße sind<br />

das mehrere Stunden pro Tag, mal 365 Tage im Jahr.<br />

Was die im Branchenjargon auch Entmistungsroboter oder Slurry<br />

Robots genannten Geräte zu zuverlässigen Mitarbeitern im Stall<br />

macht, ist eine robuste Sensortechnologie. Hier stellen die Umgebungs-<br />

und Betriebsbedingungen vor allem für die eingesetzten<br />

Drehgeber außergewöhnliche Herausforderungen dar. „Um diesen<br />

zu entsprechen, gehört unter anderem die hohe Schutzart zur Ausstattung,<br />

die wir mit den neuen ENI58IL bis immerhin IP68, quasi<br />

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


Besuchen Sie uns:<br />

Halle 5, Stand 5220<br />

am 09. - 12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

domiLINE<br />

aus dem Standardprogramm leicht angepasst liefern können“, erklärt Stefan Horvatic,<br />

Leiter Produktmanagement bei der Pepperl+Fuchs Drehgeber GmbH. Die generelle<br />

Robustheit der ENI58IL resultiert allerdings aus der innovativen BlueBeam-Technologie<br />

und damit einhergehend aus den sich ergebenden Möglichkeiten im mechanischen Aufbau.<br />

OPTISCHE ABTASTUNG MIT BLAULICHT-LEDS<br />

BlueBeam-Drehgeber sind Drehgeber mit optischer bzw. photoelektrischer Abtastung.<br />

Dabei wird eine rotierende Codescheibe mit einem radialen Strichgitter als Maßverkörperung<br />

eingesetzt. Die Rotation der Codescheibe sorgt für eine periodische Modulation<br />

des Lichtstroms aus einer Sende-LED. Die Intensität wird durch ein Sensorelement<br />

detektiert und in elektrische Signale umgewandelt. Dem bisherigen Stand der Technik<br />

entsprechend wird hierbei mit Infrarotlicht gearbeitet.<br />

In den neuen BlueBeam-Drehgebern ENI58IL setzt Pepperl+Fuchs nun speziell entwickelte<br />

Blaulicht-LEDs ein. „Das blaue Licht der neuen Sende-LEDs weist bei gleicher<br />

Spaltbreite eine verringerte Beugung gegenüber dem längerwelligen Infrarotlicht auf<br />

und kann deshalb schärfer abbilden“, erklärt Horvatic.<br />

In Verbindung mit modernen Abtastchips, mit feineren und flacheren Strukturen, ist<br />

die Eindringtiefe des blauen Lichts in den Chip kürzer. Dies erhöht den Wirkungsgrad<br />

Vielfalt ohne Ende!<br />

Dieses Einstell-Schlittensystem<br />

wird jeder individuellen<br />

Anforderung gerecht.<br />

Jede Achs-Konfiguration<br />

ist denkbar. Ob X-Y, X-Z,<br />

X-Y-Z oder X-Y-Y-Y oder,<br />

oder, oder...<br />

www.ief-werner.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

"UNSERE BLUEBEAM-DREH-<br />

GEBER VERFÜGEN ÜBER DIE<br />

<strong>DER</strong>ZEIT HÖCHSTE AM MARKT<br />

VERFÜGBARE<br />

SIGNALGÜTE"<br />

Stefan Horvatic, Leiter<br />

Produktmanagement,<br />

Pepperl+Fuchs<br />

Drehgeber GmbH<br />

Mit ihrer BlueBeam-Technologie<br />

bieten unsere neuen ENI58IL-Inkremental-Drehgeber<br />

eine enorme<br />

Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten.<br />

Sie beeindrucken mit hoher<br />

Genauigkeit und Dynamik und<br />

verbinden dies mit einer bemerkenswerten<br />

Robustheit. Die hier<br />

beschriebene Applikation in<br />

Stallreinigungsrobotern beweist<br />

einmal mehr die enorme Leistungsfähigkeit<br />

und Robustheit dieser<br />

Drehgeber.<br />

www.mayr.com<br />

der Lichtquelle so stark, dass viel schärfere Konturen vom Abtastchip<br />

erzeugt werden. Das Resultat ist eine höhere Auflösung, eine<br />

stark verbesserte Signalamplitude und ein deutlich verringerter<br />

Flankenjitter. „Im Vergleich zu der im Markt üblichen Abtastung<br />

mit Infrarotlicht erreichen wir mit der BlueBeam-Technologie eine<br />

deutlich verbesserte Signalgüte und aufgrund des zuverlässigeren<br />

Tastverhältnisses eine wesentlich höhere Auflösung“, bestätigt<br />

Horvatic.<br />

Zur außergewöhnlich hohen absoluten Genauigkeit der ENI58IL<br />

trägt auch die technologiebedingt mögliche Umsetzung enger Fertigungstoleranzen<br />

bei. Dies geschieht in einer eigens dafür eingerichteten<br />

Fertigungslinie mit einem modernen One-Piece-Flow-<br />

System. Hier wird beispielsweise auch in einem innovativen Produktionsschritt<br />

jede Codescheibe exakt justiert.<br />

GENAUIGKEIT VEREINT MIT ROBUSTHEIT<br />

Generell zeichnet sich jeder Drehgeber, der die One-Piece-Flow-<br />

Fertigung bei Pepperl+Fuchs verlässt, durch einen robusten Aufbau<br />

mit verblockten Lagereinheiten aus. Das ermöglicht dauerhaft hohe<br />

Lagerlasten und verhindert das Auspressen der Kugellager, was für<br />

eine zuverlässige Funktion und eine erhöhte Lebensdauer sorgt.<br />

Die im Umfeld der zwar meist sanftmütigen aber dennoch höchst<br />

lebendigen, oft unruhigen und in ihren Bewegungen unkalkulierbaren<br />

Tiere geforderte hohe Schock- und Vibrationsresistenz der<br />

ENI58IL, ist indes ein genereller Vorteil der BlueBeam-Technologie:<br />

Mit blauem Licht sind die Signale unter hohen mechanischen Einwirkungen<br />

stabiler, da die Abtastung mehr Toleranzen verzeiht. Die<br />

Erschütterungsfestigkeit (Schock 300 g, 6 ms und Vibration 30 g,<br />

<strong>10</strong> …2000 Hz) entspricht zwar nominal dem Marktstandard, ist jedoch<br />

in Anbetracht der hohen Präzision bemerkenswert.<br />

Ebenfalls von Vorteil für das schlammige, feuchte und ammoniakhaltige<br />

Stallmilieu ist das standardmäßig aus einem seewasserbeständigen<br />

Aluminium bestehende Gehäuse der Drehgeber mit<br />

IM VERGLEICH ZUR ABTASTUNG<br />

MIT INFRAROTLICHT ERREICHT<br />

DIE TECHNOLOGIE MIT BLAUEM<br />

LICHT EINE DEUTLICH<br />

VERBESSERTE SIGNALGÜTE<br />

58 mm Durchmesser. Die in solchen Applikationen weit über die<br />

Standardanforderungen hinausgehende Schutzart (IP68) ist dank<br />

des modularen Designs und der One-Piece-Flow-Fertigung mit nur<br />

geringer Anpassung schnell verfügbar.<br />

Die ENI58IL-Inkremental-Drehgeber gibt es in Voll-, Hohl- und<br />

Steckwellen-Varianten mit verschiedensten Flanscharten für den<br />

internationalen Einsatz. Alle Wellenversionen sind in drei Varianten<br />

mit Klemm-, Synchro- oder Quadratflansch sowie mit allen<br />

gängigen axialen und radialen Gerätesteckern (M23, M12- oder<br />

MS- Stecker) bzw. Anschlusskabel erhältlich.<br />

www.pepperl-fuchs.com<br />

Besuchen Sie uns auf der Motek, Halle 8 Stand 8409<br />

Heute schon ausgerastet?<br />

EAS ® -High-Torque Sicherheitskupplungen:<br />

Der präzise, zerstörungsfreie Überlastschutz<br />

für Schwermaschinen<br />

Ihr zuverlässiger Partner<br />

Mayr.indd 1 12.09.<strong>2017</strong> 09:41:16<br />

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


MAGNETISCHE ABSOLUT-DREHGEBER<br />

FÜR PRÄZISES POSITIONIEREN<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

Baumer präsentiert die neue Generation seiner magnetischen Magres-<br />

Absolut-Drehgeber EAM580 und EAM360. Mit einer Winkelgenauigkeit<br />

bis 015° gewährleistet sie Zuverlässigkeit und präzises Positionieren,<br />

für eine optimale Prozesskontrolle in Anwendungen, die bisher oft nur<br />

mit optischen Drehgebern gelöst werden konnten. Die Produktfamilie<br />

bietet mit vielfältigen Mechanik-, Anschluss- und Schnittstellen-Varianten<br />

in Baugröße 58 und 36 mm Flexibilität für die Auswahl des passenden<br />

Sensors. Durch ihren kompakten Aufbau ermöglicht sie zudem den<br />

Einsatz in Anwendungen mit engsten Einbauräumen. Der EAM580 mit<br />

Profinet unterstützt neueste Kommunikationsstandards und ist mit OPC UA für Anforderungen von Industrie 4.0 gerüstet. Die Firmware<br />

der neuen Serie wurde entsprechend den Anforderungen der EN13849 entwickelt. Die Drehgeber sind mit redundanter Abtastung<br />

verfügbar und geben über CANopen zwei Positionswerte aus, die steuerungsseitig zur Plausibilisierung überprüft werden können.<br />

www.baumer.com<br />

SAFETY-HUB SCHAFFT<br />

GANZHEITLICHES<br />

KONZEPT<br />

Balluff bietet mit Safety over<br />

IO-Link Anlagenherstellern ein<br />

ganzheitliches Automatisierungs-<br />

und Sicherheitskonzept.<br />

Es setzt auf die Standards<br />

IO-Link und Profisafe und ist zur<br />

Sensorebene hin offen und ist<br />

auch in bestehende Anlagen<br />

einfach zu integrieren. An das<br />

sichere E/A-Modul, den gelben<br />

Safety-Hub, lassen sich per<br />

M12-Standardkabel nicht nur<br />

Sicherheitskomponenten aus<br />

dem Programm des Herstellers<br />

wie Sicherheitslichtvorhänge,<br />

Sicherheitsschalter, Not-Halt-<br />

Taster etc. anschließen,<br />

sondern auch Safety-Devices<br />

anderer Hersteller. Selbst<br />

simple Standard-Sensorik und<br />

-Aktorik kann angebunden<br />

werden, was einen separaten<br />

Hub in vielen Fällen überflüssig<br />

macht. Der Safety-Hub wird<br />

einfach an einen IO-Link-Port<br />

eines IO-Link-Masters angeschlossen.<br />

WIR SIND<br />

HERSTELLER<br />

LOKAL. SCHNELL. FLEXIBEL.<br />

„SMC Deutschland bietet ein außergewöhnlich umfangreiches<br />

Produktspektrum. Unsere große Fertigungstiefe,<br />

eine hochmoderne lokale Produktion und hervorragend<br />

qualifizierte Mitarbeiter sichern unseren Kunden schnell<br />

verfügbare Produkte und individuelle Lösungen.“<br />

Marius Pulter, Manager Production, Egelsbach<br />

www.smc.de • www.smc-iac.de<br />

Motek: Halle 8, Stand 8412<br />

COMPAMED: Halle 8b, Stand H04<br />

www.balluff.de


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

AUF DEM<br />

PRÜFSTAND<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Motoren für Nutzfahrzeuge, Bau- und<br />

Landwirtschaftsmaschinen sowie für den Einsatz<br />

in Industrie und Marine müssen höchste<br />

Qualitätsanforderungen erfüllen. Ein Hersteller<br />

testet deshalb seine Motoren an insgesamt 30<br />

Prüfständen auf Herz und Nieren. Speziell<br />

angepasste Drucktransmitter kommen hier zum<br />

Einsatz und helfen den Ingenieuren, die Motoren<br />

noch effizienter zu machen.<br />

Die FPT Motorenforschung AG im Schweizerischen Arbon<br />

entwickelt Motoren für die Fahrzeuge und Maschinen<br />

des Powertrain Segments von CNH Industrial. Rund<br />

220 Mitarbeiter realisieren vor Ort die Produkte für Nutzfahrzeuge,<br />

Bau- und Landwirtschaftsmaschinen sowie für den<br />

Einsatz in Industrie und Marine.<br />

„Die Motoren, die wir in unserem Werk entwickeln und prüfen,<br />

erfüllen höchste Qualitätsanforderungen hinsichtlich Material,<br />

Emissionen und Effizienz. Um diesen Anforderungen gerecht zu<br />

werden, müssen wir auf unseren Prüfständen die Motoren auf alle<br />

Variablen testen, die Einfluss auf die Funktionsfähigkeit haben.<br />

Dafür brauchen wir genaue Messgeräte, die auch unter den speziellen,<br />

teilweise stark wechselnden und rauen Bedingungen innerhalb<br />

des Motors exakte und zuverlässige Ergebnisse liefern“, sagt Rainer<br />

Linsenmeyer, Leiter des Bereichs Test Engineering / Electronic<br />

Measurement bei der FPT Motorenforschung AG in Arbon.<br />

AUF DIE FORSCHUNGSANFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

ABGESTIMMT<br />

AUFGRUND <strong>DER</strong> MESSERGEBNISSE<br />

KÖNNEN DIE INGENIEURE NOCH<br />

EINMAL IN DAS DESIGN EINGREIFEN<br />

Die FPT Motorenforschung legt die Schwerpunkte der Entwicklung<br />

auf die Reduktion der Abgasemissionen, die hohe Leistungsdichte,<br />

die niedrigen Kraftstoffverbrauche, die lange Lebensdauer sowie die<br />

maximale Zuverlässigkeit. Die Effizienz eines Motors hängt stark davon<br />

ab, wie drosselfrei die Luft in den Verbrennungsraum hineinund<br />

die Abgase wieder herausströmen können. Der Druckbereich<br />

liegt dabei unter <strong>10</strong> bar. Wichtig ist vor allem eine hohe Genauigkeit<br />

und Dynamik der Messung, die mit absoluten Sensoren durchgeführt<br />

wird. Um diese besonderen Anforderungen der Motorenprüfung<br />

zu erfüllen, hat Keller AG die Serie M5 entwickelt. Diese Sensoren<br />

sind an verschiedenen Stellen des Motors bei der Prüfung im<br />

Einsatz. Für eine gute Analyse der Druckverhältnisse bzw. Druckverluste<br />

ist es wichtig, an der Einlassseite so nah wie möglich an den<br />

einzelnen Zylindern zu messen. Eine zusätzliche Herausforderung<br />

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


ergibt sich durch die unterschiedliche Geometrie des Ansaugkollektors, weil dadurch die Zylinder<br />

unterschiedlich mit Luft versorgt werden. Dies gilt es soweit wie möglich zu vermeiden. Auch an der<br />

Auslassseite kann es durch die Verbrennungsgase der einzelnen Zylinder zu einer unerwünschten<br />

Wechselwirkung von Druckstößen bzw. Pulsationen kommen. Die Drucksensoren messen diese Vorgänge<br />

an Einlass- und Auslassseite ortsnah und phasentreu.<br />

Im Bereich der Motorenprüfung ist es wichtig, dass die Sensoren unempfindlich gegen Körperschall<br />

sind, da die Geräusche bzw. Vibrationen des Motors nicht mitgemessen werden sollen. Der<br />

<strong>DER</strong> EINBAUORT IST BEI DIESER APPLIKATION OFT SEHR<br />

ENG, EIN STANDARD-SENSOR KAM NICHT IN FRAGE<br />

Messzugang sollte nach der Messung mit einem Verschlussstopfen verschlossen werden können<br />

und möglichst geringe Strömungseinflüsse aufweisen. Zudem können bei dieser Applikation<br />

Ausgleichsströme durch die Motorbatterie von bis zu 40 A erreicht werden, die den Sensor nicht<br />

beeinflussen dürfen. Bei der Entwicklung des M5-Sensors wurden diese Anforderungen konsequent<br />

umgesetzt. Darüber hinaus verfügt der Drucktransmitter über weitere Eigenschaften, die in diesem<br />

speziellen Einsatzgebiet von Vorteil sind: Im Medienbereich sind keine Bonddrähte notwendig.<br />

Zwischen Sensor und Elektronik gibt es keine Stecker. So werden zusätzliche Übergangswiderstände<br />

und Fehlerquellen ausgeschlossen. Die Kabeleinführung ist hermetisch dicht (IP67), um äußere<br />

Einflüsse auf das Kabel zu minimieren. Allgemein ist die Elektronik extern angebracht und kann<br />

daher in einem beruhigten Bereich platziert werden.<br />

ULTRASCHNELLE MINIATUR-DRUCKAUFNEHMER<br />

Die Drucksensoren der Serie M5 HB zeichnen sich durch besonders schnelle und präzise Messungen<br />

mit einer Genauigkeit von 0,1 % FS bis 180 °C aus. Der Druckanschluss mit dem M5-Feingewinde ist<br />

für statische sowie dynamische Messungen, beispielsweise von Druckpulsationen, ausgelegt.


-<br />

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

01<br />

"INTERESSANTES<br />

EIGENSCHAFTSPROFIL,<br />

NICHT NUR FÜR DEN<br />

PRÜFSTAND"<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

01 Dank seiner kleinen Bauform passt der<br />

M5-Sensor in begrenzte Bauräume und<br />

beeinflusst die Strömungsverhältnisse kaum<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Martina Heimerl,<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

Weiter Temperaturbereich, hohe<br />

Dynamik, Genauigkeit sowie<br />

Überlastfestigkeit, kompakte<br />

Bauform, präzise Signalaufbereitung:<br />

die Druckaufnehmer<br />

vereinen viele Vorzüge in sich.<br />

Neben den Prüfständen spielen sie<br />

mit ihrem Eigenschaftsprofil z. B. in<br />

Kompressoren, in der Aeronautik, in<br />

der Leckageortung und in Windtunneln<br />

unterschiedliche Vorteile aus.<br />

"DIE ENGE ZUSAMMEN-<br />

ARBEIT MIT UNSEREN<br />

KUNDEN IST FRUCHT-<br />

BAR UND WERTVOLL"<br />

Bernhard Vetterli,<br />

Entwicklungsleiter bei<br />

der KELLER AG für<br />

Druckmesstechnik<br />

Die enge Zusammenarbeit mit<br />

unseren Kunden ist uns sehr wichtig.<br />

Von ihnen bekommen wir fruchtbare<br />

Anregungen für Weiterentwicklungen<br />

und wertvolle Erfahrungen<br />

aus den Anwendungsfällen.<br />

Besonders schön ist es natürlich,<br />

wenn die Wege so kurz sind wie bei<br />

der FPT Motorenforschung. Da<br />

können sich unsere Experten direkt<br />

vor Ort ein Bild machen und bei<br />

eventuellen technischen Problemen<br />

selbst Hand anlegen.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Aufgrund der Miniatur-Bauform eignen sich diese Sensoren ideal für ortsnahe Messungen.<br />

Wichtige Eigenschaften des Sensors sind das äußerst geringe Totvolumen sowie ein<br />

gutes Entlüftungsverhalten. Die angewendete Rückseitentechnologie ohne Übertragungsmedium<br />

wird zudem verwendet, um die Dämpfung des Messsignals zu minimieren.<br />

Dabei wurde auf Dicht- und Klebestoffe, wie auch auf Kapillarleitungen vollständig verzichtet.<br />

Damit die Strömungsverhältnisse nicht unnötig beeinflusst werden, sollte der Prozessanschluss<br />

so klein wie möglich sein und auch von der Handhabung her problemlos in<br />

Leitungen mit geringem Durchmesser eingebaut werden können. Dementsprechend ist<br />

auch die Masse des Sensors sehr gering und verträgt große Beschleunigungswerte.<br />

Die Serie M5 ist mit und ohne Elektronik erhältlich. Bei der Entwicklung der Elektronik<br />

legte das Team der Keller AG höchsten Wert auf die Signaltreue bis zur Grenzfrequenz<br />

von 50 kHz. Die Drucktransmitter M5 HB (d. h. mit Elektronik) wurden gemäß<br />

den technischen Spezifikationen der FPT Motorenforschung AG optimiert und sind nun<br />

seit über zwei Jahren im Einsatz.<br />

VIELFÄLTIGE VERWENDUNGSMÖGLICHKEITEN<br />

Bei der FPT Motorenforschung werden die M5-Sensoren mit Elektronik flächendeckend<br />

an den Motorenprüfständen genutzt. FPT misst beispielsweise in Öl-, Kraftstoff- und Wasserpumpen,<br />

Injektoren-Leitungen, Ladeluftkühlern, Wärmetauschern sowie in Ansaugund<br />

Auslasskanälen. Aus der Erfassung der Druckverhältnisse lassen sich Druckschwankungen,<br />

Druckspitzen oder allgemein ungewöhnliche Druckverhältnisse erkennen.<br />

Aufgrund dieser Werte können die Ingenieure noch einmal in das Design eingreifen. Die<br />

Bauteile und Parameter der ECU (Steuergerät) können dabei weiter optimiert werden.<br />

Die gewonnenen Daten vereinfachen die Extrapolation der dynamischen Verhältnisse<br />

innerhalb der Motoren. Ein Pascal-Druckverlust bei einem Volumenstrom von 1 m 3 /s – in<br />

diesem Bereich bewegen sich die Ansaugluftmengen von großen Lastwagenmotoren – ergibt<br />

beispielsweise 1 W Verlustleistung. Dies bedeutet in der Praxis, dass ein Druckverlust<br />

von 50 mbar allein 5 kW an Strömungsverlust verursacht. Um die Effizienz des Motors zu<br />

steigern, muss dieser Wert folglich so gering wie möglich gehalten werden. Ein weiterer<br />

Einsatzbereich sind die Rücklaufleitungen der Injektoren. Aufgrund ihrer Bauart verursachen<br />

Injektoren durch Leckage und Kühlung einen Rückfluss. Die Druckverhältnisse in<br />

dieser Leitung werden ebenfalls gemessen und optimiert. Der Druckbereich liegt bei 1 bis<br />

5 bar. Auch der Öldruck ist für die Effizienz der Motoren entscheidend. Bei niedrigen<br />

Drehzahlen ist dieser in Motoren in der Regel zu niedrig, bei hohen<br />

Drehzahlen hingegen eher zu hoch.<br />

„Für die Messung des Öldrucks war es besonders wichtig, einen Sensor mit kleiner Bauform<br />

zu finden“, sagt Rainer Linsenmeyer. „Denn je kleiner dieser ist, desto geringer ist<br />

auch der Einfluss auf die wahren Strömungsverhältnisse. Außerdem ist der Einbauort bei<br />

dieser Applikation oft sehr eng, ein Standard-Sensor kam da gar nicht in Frage.“ Der<br />

M5-Sensor erfüllt diese Bedingungen. Ein besonderer Vorteil ist, dass sich die Öffnungen<br />

für die Sensoren nach dem Test durch einen einfachen M5-Stopfen wieder sehr nahe am<br />

Originalzustand verschließen lassen. Somit werden die Resultate anderer Prüfungen nicht<br />

durch eine Veränderung des Systems verfälscht. „Wir freuen uns, mit dem M5-Sensor ein<br />

zuverlässiges Messinstrument für verschiedene Einsatzszenarien auf unseren Prüfständen<br />

gefunden zu haben“, resümiert Linsenmeyer und fügt an: „Mit Keller AG verbindet<br />

uns bereits eine lange Partnerschaft und konstruktive Zusammenarbeit. Neben dem<br />

guten Preis-Leistungs-Verhältnis können wir uns darauf verlassen, dass wir bei technischen<br />

Problemen einen kompetenten Ansprechpartner haben. Da Keller in der Schweiz<br />

produziert, ist die Qualität erwartungsgemäß hoch und wir haben kurze Lieferzeiten.“<br />

Bilder: FPT, Keller<br />

www.keller-druck.com<br />

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


RIVSET ® Automation<br />

Automatischer Matrizenwechsler und...<br />

... Magazine Feed<br />

Die bewährte RIVSET ® Automation wird modular um die neuen Komponenten Matrizenwechsler und<br />

Magazine Feed erweitert. Profitieren Sie von den neuen Komponenten durch höhere Flexibilität und<br />

optimalen Einsatz der Stanznietsetzwerkzeuge. Ersparen Sie sich die Verlegung von Zuführschläuchen<br />

am Roboter.<br />

Bis zu 8 Matrizen nimmt der neue Matrizenwechsler auf. Keine 6 Sekunden und der Matrizenwechsel ist<br />

durchgeführt. Erhöhte Produktionssicherung durch optionale automatische Matrizenerkennung.<br />

Einzigartig ist das neue Magazine Feed. Es verarbeitet Nietsequenzen mit gleichem Nietdurchmesser<br />

und unterschiedlichen Nietlängen. Teilbefüllung und Reserven bei einem Magazinwechsel unter<br />

4 Sekunden sind realisierbar.<br />

Begeisterung für erfolgreiche Verbindungen.<br />

Tel. +49 521 4482-189<br />

fat@boellhoff.com<br />

www.boellhoff.de<br />

140<br />

JAHRE


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

KOMPAKTER LASER-SENSOR<br />

MIT 500 MM MESSBEREICH<br />

Der Laser-<br />

Triangulations-<br />

Weg sensor Opto<br />

NCDT 1420 von<br />

Micro-Epsilon ist<br />

jetzt auch mit<br />

500 mm Messbereich<br />

erhältlich.<br />

Dieser smarte<br />

Sensor hat eine<br />

hohe Messgenauigkeit<br />

und<br />

Messrate, die<br />

dynamische Weg-,<br />

Abstands- und Positionsmessungen mit bis zu 4 kHz ermöglichen.<br />

Eingesetzt wird er vor allem bei Sortieraufgaben, in der Lagerlogistik,<br />

der Lagerautomation und der Robotik, aber auch in der<br />

Elektronikproduktion, der Holz industrie, Medizintechnik, in<br />

Lasergravieranlagen oder im Maschinenbau. Die Sensoren der<br />

Reihe messen berührungslos und verschleißfrei Weg, Abstand und<br />

Position und liefern hochpräzise Ergebnisse bei kleiner Baugröße.<br />

Sie bieten dabei eine hohe Performanz und viele Anwendungsmöglichkeiten.<br />

Per Quality- Slider lässt sich die Messaufgabe<br />

auswählen. Eine zusätzliche Optimierung der Messaufgaben wird<br />

durch die Anzeige des Videosignals, die Auswahl des Signalpeaks<br />

und eine individuell einstellbare Signalmittelung möglich.<br />

www.micro-epsilon.de<br />

ULTRASCHALL-SENSORFAMILIE IM<br />

HYGIENIC-DESIGN<br />

Um sichere Erzeugnisse zu<br />

gewährleisten, stellen die<br />

Pharma- und Lebensmittelindustrie<br />

stetig steigende<br />

hygienische Anforderungen<br />

an die in der Produktion<br />

eingesetzten Maschinen<br />

und ihre Komponenten. Mit<br />

den neuen PMS Ultraschallsensoren<br />

hat Microsonic<br />

eine Sensorfamilie in<br />

Anlehnung an die EHEDG-<br />

Richtlinien und aus<br />

FDA-konformen Materialien entwickelt, die den höchsten<br />

hygienischen Anforderungen gerecht wird. Die Geometrie des<br />

Gehäuses erfüllt eine wichtige Anforderung des hygienegerechten<br />

Designs: Ganz gleich, ob der Sensor bei einer Füllstandsmessung<br />

von oben nach unten oder beim Erfassen von Objekten horizontal<br />

messen muss, in keiner Einbaulage hat eine Gehäusefläche eine<br />

waagerechte Ausrichtung. So ist in jeder Montagesituation<br />

sichergestellt, dass Reinigungsflüssigkeiten immer vollständig ablaufen<br />

können. Mit vier verschiedenen Tastweiten decken die<br />

Ultraschallsensoren einen breiten Messbereich von 20 mm bis<br />

1,3 m ab. Die Sensoren sind mit einem Push-Pull-Schaltausgang<br />

und IO-Link in der Version 1.1 sowie mit Analogausgang 0-<strong>10</strong> V<br />

und 4-20 mA verfügbar.<br />

www.microsonic.com<br />

Ist die additive Fertigung eine Alternative<br />

zur Herstellung von Polymerteilen?<br />

Die Antwort und mehr – auf dem<br />

Forum: 3D-Druck & Co.<br />

29.-30.11.<strong>2017</strong> in Mannheim<br />

3D-Technologien werden für das Prototyping und für die Kleinserienfertigung<br />

von Dichtungen und Formteilen immer wichtiger.<br />

Aber es gibt wirtschaftliche und technische Alternativen.<br />

Unser Technologie-Forum bietet einen einmaligen Überblick der<br />

Möglichkeiten und Grenzen, Vor- und Nachteile der unterschiedlichen<br />

Verfahren. Erfahren Sie wie Prototypen und Kleinmengen<br />

aus Polymeren schnell und wirtschaftlich gefertigt werden<br />

können.<br />

Jetzt<br />

anmelden!<br />

Zum detaillierten Programm und<br />

zur Anmeldung:<br />

www.isgatec.com > Akademie > Forum<br />

Ihre Fragen beantwortet Stefanie Wüst<br />

Telefon: +49 (0) 621-7176 888-2<br />

Wir freuen uns auf Sie.<br />

© Fotolia/science photo


AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />

KOMPAKTER ULTRASCHALLSENSOR MIT IO-LINK<br />

Turck ergänzt die Basis-Ausstattungsreihe „Kompakt“ seiner Ultraschallsensoren um eine<br />

Variante mit IO-Link-Ausgang. Anwender können IO-Link als Prozesswert nutzen oder weiterhin<br />

den Schaltausgang des Sensors. Das Einlernen des Schaltpunkts erfolgt über IO-Link oder einen<br />

Teach-Adapter. Neben den bekannten Vorteilen wie kostengünstige Verdrahtung, intelligente<br />

Datenhaltung oder vorausschauende Wartung bietet der Sensor mit der Mute-Funktion ein<br />

besonderes Feature. Die Funktion erlaubt das gezielte Zu- oder Abschalten des Schallwandlers<br />

über den IO-Link-Master. Das erleichtert den synchronisierten oder gestaffelten Betrieb (Multiplex)<br />

mehrerer Sensoren über die Steuerung. Synchron- oder Multiplexbetrieb waren bisher nur<br />

mit aufwändigen Verdrahtungslösungen möglich. Die kompakten RU-U-Sensoren sind im<br />

M18-Gehäuse mit Reichweiten von 40 und <strong>10</strong>0 cm als Reflexionstaster oder Reflexschranke in<br />

gerader oder gewinkelter Bauform verfügbar.<br />

www.turck.com<br />

ROBUSTE GANZ-<br />

METALLSENSOREN FÜR<br />

RAUE EINSÄTZE<br />

Punktgenau.<br />

O300 Miniatur-Lasersensoren für die präzise Detektion<br />

kleinster Objekte und Lücken.<br />

Mit einem hochwertigen<br />

Edelstahlgehäuse eignen sich<br />

die resistenten Ganzmetallsensoren<br />

mit Schutzart<br />

IP65 bis IP69K<br />

von IFM Electronic für Prozesse<br />

in der Lebens mittelindustrie.<br />

Ebenfalls einsetzbar sind sie in<br />

Appli kationen in Werkzeugmaschinen,<br />

in Anlagen, wo<br />

Kühl- und Schmiermittel<br />

dauerhaft einwirken, im<br />

Stahlbau oder in der Automobilindustrie.<br />

Sie können bei<br />

Mediumtemperaturen von -40<br />

bis +85 °C eingesetzt<br />

werden, dazu sind sie<br />

schock- und vibrationsfest. Ihre<br />

Kurzbauform erlaubt den Einbau<br />

in beengten Platz- verhältnissen.<br />

Die Edelstahlausführung<br />

bietet auch Schutz vor<br />

abrasiven Teilen in der spanenden<br />

Bearbeitung.<br />

www.ifm.com<br />

Die O300 Miniatur-Lasersensoren können dank dem<br />

auf 0,1mm fokussierten Laserstrahl und der extrem<br />

kurzen Ansprechzeit von weniger als 0,1ms, Objekte<br />

hochpräzise positionieren und schnelle Folgeprozesse<br />

exakt steuern.<br />

Mehr Informationen unter:<br />

www.baumer.com/O300laser<br />

Wir stellen aus: FMB Zuliefermesse Maschinenbau, Bad Salzuflen, Deutschland, Halle/Stand: 20/B22<br />

SE-52_O300_Laser_DE_135x195.indd<br />

Baumer.indd 1<br />

1<br />

12.09.<strong>2017</strong><br />

11.09.17<br />

09:<strong>10</strong>:18<br />

16:27<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 45


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

TRENDS<br />

HERAUSFOR<strong>DER</strong>UNGEN<br />

FÜR DIE ELEKTRISCHE<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Georg Stawowy, Vorstand und CTO der Lapp Holding AG<br />

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


HÖHERE VERNETZUNG UND MINIATURISIERUNG<br />

Die Digitalisierung verändert unsere Umwelt bezüglich der Verbindungstechnik in der Weise, dass immer<br />

mehr Produkte und sogar einzelne Komponenten selbst kommunizieren können. Immer mehr Daten werden<br />

mit immer höheren Geschwindigkeiten übertragen. Die stetige Leistungssteigerung von Mikrochips treibt<br />

nicht nur die Digitalisierung, sondern auch einen Wandel zu immer kleineren und kompakteren Produkten<br />

und Geräten. Das wirkt sich auch auf die industrielle Verbindungstechnik aus. Roboter und andere<br />

Maschinen werden kompakter und verlangen nach immer mehr Datenverbindungen. Spezielle Kabelkon -<br />

s truktionen und technische Kniffe, zum Beispiel bei der Isolation, helfen, Platz zu sparen. Immer häufiger<br />

kommen deshalb auch Hybridleitungen zum Einsatz. Wo große Datenmengen übertragen werden, ersetzt<br />

eine schnelle Cat.7-Industrial-Ethernet-Leitung mehrere langsame Varianten, Glasfaserkabel ersetzen noch<br />

mehr kupferbasierte Leitungen. Auch die Steckverbinder müssen abspecken: Rundstecker werden schlanker,<br />

modulare Steckersysteme vereinen viele Kontakte unterschiedlicher Leitungen in einem Gehäuse.<br />

STECKVERBIN<strong>DER</strong> STATT DIREKTVERDRAHTUNG<br />

Heute ein Fernseher, morgen ein Staubsauger – auf derselben Produktionslinie: Mit Industrie 4.0 wird die<br />

Produktion modularer und flexibler. Einzelne Fertigungsmodule werden im Handumdrehen getauscht oder<br />

neu angeordnet. Das hat Konsequenzen für die Verbindungstechnik: Wurden elektrische Verbindungen<br />

früher festverdrahtet, erfordert die Flexibilität Steckverbinder, die sich viele tausend Mal lösen lassen und<br />

immer wieder verlässlichen Kontakt herstellen. Auch die Steckverbinder werden modularer. Sie vereinen<br />

Kontakte für hohe Ströme etwa für Antriebe mit Datenleitungen mit Gigabit-Tempo, manchmal sogar mit<br />

Pneumatik oder Hydraulik – alles lässt sich leicht konfigurieren und immer wieder neu zusammenstellen.<br />

VORTEILE VON SYSTEMLÖSUNGEN NUTZEN<br />

Industrie 4.0, Internet der Dinge, offene Innovationsprozesse: Die Aufgaben der Maschinenbauer wachsen<br />

unaufhörlich. Umso wichtiger ist es, dass sich die Unternehmen auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren.<br />

Das Konfektionieren von Leitungen – das Kürzen der Kabel und Anbringen von Steckverbindern sowie die<br />

Erstellung kompletter Energieketten – gehört meist nicht dazu. Maschinenbauer verlangen daher zunehmend<br />

maßgeschneiderte Fertigkonfektionen, die sie einfach in ihre Maschinen einstecken können.<br />

Fertigkonfektionen sind zudem haltbarer, weil der Anbieter die Qualität des Gesamtsystems gewährleistet.<br />

Um Montagefehler wie vergessene Endhülsen oder Verletzungen der Isolation müssen sich die Anwender<br />

keine Sorgen machen. Bei Konfektionen direkt vom Hersteller können die Kunden außerdem von dessen<br />

besonderem Know-how profitieren und sind technologisch immer auf dem neuesten Stand.<br />

GLEICHSTROM ERSETZT WECHSELSTROM<br />

Die Tage des Wechselstroms sind gezählt. Zum einen wird durch Photovoltaik Gleichstrom erzeugt, der<br />

für die Einspeisung ins Netz zu Wechselstrom gewandelt wird und zum anderem verlangen immer mehr<br />

elektronische Geräte Gleichstrom. Die Energieverluste bei der Umwandlung sind riesig – etliche Kraftwerke<br />

könnte man abschalten, würde man in Industrie und Haushalten Gleichspannungsnetze legen.<br />

Ganz so einfach ist der Paradigmenwechsel natürlich nicht. Herkömmliche Schalter und Steckverbinder<br />

taugen nicht für Gleichspannung, weil der Lichtbogen beim Ausschalten nicht abreißt. Hier sind neue<br />

Steckverbinder und Abschaltautomatiken gefragt, doch diese Themen sind inzwischen beherrschbar.<br />

Auch die Kabelhersteller sind gefordert: Es gibt starke Indizien dafür, dass die Kunststoffe von Isolation<br />

und Kabelmantel unter dem Einfluss der von Gleichstrom erzeugten Felder anders altern.<br />

KOEXISTENZ VON KABEL UND FUNK<br />

Im Haushalt ist WLAN inzwischen fast allgegenwärtig, und auch in den Fabrikhallen gewinnen Funktechniken<br />

für den Datenaustausch Anhänger. Funktechnik ist meist kostengünstig und bietet Flexibilität,<br />

wenn Anlagen verändert werden. Das Ende des Kabels, wie es manche prophezeien, steht aber nicht<br />

bevor – im Gegenteil: Durch die fortschreitende Elektrifizierung und Vernetzung in Werkshallen werden<br />

eher noch mehr Leitungen benötigt. Zudem sind Kabel im Vorteil, wenn Datenzuverlässigkeit und Latenz<br />

wichtig sind, denn in einer industriellen Fertigung wird auf Takt gefertigt. Es müssen Informationen<br />

zuverlässig im Millisekunden-Bereich übertragen werden. Dies ist durch Funklösungen nur sehr schwer<br />

oder mit überproportional hohem Aufwand zu meistern. Auch können sich mehrere Funkverbindungen<br />

leicht überlagern und gegenseitig auslöschen. Deshalb werden in Zukunft kabelbasierte Systeme von der<br />

Funktechnik nicht verdrängt, sondern beide werden sich immer mehr gegenseitig ergänzen.<br />

www.lappkabel.de<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 47


PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

DIE LIEBSTEN<br />

IN SICHEREN<br />

HÄNDEN<br />

Sie müssen Personen und Anlagen<br />

schützen, im Notfall auch Leben retten<br />

– die Bremsen von Mayr Antriebstechnik.<br />

Anwender müssen sich deshalb zu <strong>10</strong>0 %<br />

auf die Technik verlassen können. Bei<br />

einem Besuch in Mauerstetten hinterfragt<br />

der Anlagentechniker Martin K., was hinter<br />

dem Qualitätsversprechen steckt und<br />

erfährt, warum er in Zukunft entspannt die<br />

Konzerte seiner Tochter genießen kann.<br />

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


ANTRIEBSTECHNIK<br />

01<br />

Es ist für einen Moment mucksmäuschenstill<br />

im Saal. Gebannt verfolgt<br />

das Publikum, wie die junge<br />

Sängerin über den Köpfen der anderen<br />

Künstler zum Boden zurück<br />

schwebt und schließlich wieder sanft auf<br />

der Bühne landet. Erst dann bricht<br />

tosender Applaus los. Martin greift nach<br />

der Hand seiner Frau. Sie lächelt. Er sieht<br />

ihr an, wie stolz sie ist. Der Auftritt der<br />

Tochter war wieder ein voller Erfolg.<br />

WAS IST, WENN DIE TECH-<br />

NIK NICHT MITSPIELT?<br />

Natürlich, auch er ist stolz,<br />

aber in erster Linie auch erleichtert.<br />

Denn auch dieses<br />

Mal hat die Technik wieder<br />

reibungslos funktioniert.<br />

Seine Tochter und die anderen<br />

Darsteller waren<br />

zu keiner Zeit in Gefahr.<br />

Was auf dem Spiel steht,<br />

wenn bühnentechnische<br />

Anlagen nicht<br />

richtig funktionieren,<br />

kennt er aus seinem Berufsalltag<br />

als Servicetechniker.<br />

Erst im vergangenen<br />

September hatten er und seine<br />

Kollegen einen Einsatz in einem<br />

Fußballstadion in Mittelamerika.<br />

Für eine aufwändige Eröffnungsveranstaltung<br />

hätten schwere<br />

Bühnenelemente, Dekoration und Scheinwerfer, mit Seilzügen über<br />

den Köpfen der Künstler und Zuschauer bewegt, abgebremst und<br />

millimetergenau gehalten werden müssen. Die Sicherheitsbremsen<br />

in diesen Anlagen hatten aber nicht mitgespielt. Wie sich herausstellte,<br />

waren sie nicht für die hohe Luftfeuchtigkeit in den Tropen ausgelegt.<br />

Damit die Eröffnungsfeier wie geplant doch stattfinden konnte,<br />

wurden die Bremsen letztendlich vorher noch ausgetauscht. Gemeinsam<br />

mit dem Anlagenbetreiber vor Ort hatten sie einen<br />

schnellen Entschluss gefasst und sich für neue Sicherheitsbremsen<br />

von Mayr Antriebstechnik entschieden. Sie hatten sich an den<br />

Marktführer gewandt. Denn nach dem Ausfall der ursprünglichen<br />

Bremsen war allen klar: Dass Bremsen zuverlässig funktionieren, ist<br />

keine Selbstverständlichkeit – deshalb fiel die Entscheidung für die<br />

Produkte des weltweiten Marktführers für Sicherheitsbremsen. Die<br />

Bremsen funktionieren einwandfrei und kompromisslos und erfüllen<br />

alle Sicherheitsanforderungen. Warum auf die Qualität von<br />

Mayr Verlass ist, möchte Martin K. heute bei einem Besuch in<br />

Mauerstetten im Allgäu, dem Stammsitz des Familienunternehmens<br />

selbst herausfinden.<br />

HABEN SIE WIRKLICH AN ALLES GEDACHT?<br />

Seine Gesprächspartner, Produktmanager Bernd Kees und Philipp<br />

Kempf aus der Entwicklung erwarten ihn bereits. Während des<br />

Rundgangs durch den Firmenkomplex erklären sie ihm, warum<br />

sich Menschen im Alltag auf Bremsen aus Mauerstetten verlassen<br />

können. „Neben der Bühnentechnik ist auch der Aufzug ein einfach<br />

01 Bremsen wie die Roba-Stop-Silenzio sorgen in Bühnenantrieben<br />

rund um den Globus zuverlässig für die Sicherheit der Künstler und<br />

Akteure – ohne Kompromisse<br />

nachvollziehbares Beispiel“, beginnt Bernd Kees. „Die meisten von<br />

uns benutzen fast täglich einen Aufzug. Was passiert, wenn die<br />

Sicherheitsbremsen dabei versagen, will sich niemand vorstellen.<br />

Das Gleiche gilt im Krankenhaus für operationsunterstützende<br />

Roboter. Die Robotergelenke werden mit Sicherheitsbremsen in<br />

Position gehalten. Bei einer Augen-OP darf der Roboterarm keinesfalls<br />

wackeln oder absacken.“<br />

„Unsere Bremsen sitzen also in ganz unterschiedlichen Maschinen<br />

und Anlagen – überall dort, wo Bewegungen zuverlässig abgebremst<br />

und/oder Positionen präzise gehalten werden müssen, „erklärt<br />

Bernd Kees.” Die Anforderungen an die Bremsen – und dabei<br />

vor allem an ihr Herzstück, die Reibbeläge – sind entsprechend<br />

auch ganz unterschiedlich. Das beginnt bei Umgebungsbedingungen<br />

wie Luftfeuchtigkeit oder Temperatur. Bei Werkzeugmaschinen<br />

müssen zum Teil auch Kühlschmierstoffe in der Umgebung berücksichtigt<br />

werden. Und es geht weiter mit der konkreten Aufgabe der<br />

Bremse. Handelt es sich um statische Bremsungen, also um Haltebremsen?<br />

Oder müssen die Bremsen, bei Not-Stopp oder Stromausfall<br />

auch Bewegungen abbremsen, also dynamisch bremsen?<br />

Wie viel Last müssen die Bremsen dabei aufnehmen und das wie<br />

oft? Wie kurz müssen die Anhalte- wege bzw. -zeiten sein, damit niemand<br />

zu Schaden kommt?“<br />

„All diese Fragen und noch viel mehr müssen wir beantworten“,<br />

übernimmt Philipp Kempf. „Nur so können wir gewährleisten, dass<br />

eine Sicherheitsbremse für den jeweiligen Anwendungsfall richtig<br />

ausgewählt und ausgelegt wird. Und das erreichen wir nicht durch<br />

bloße Berechnung der Daten. Zentrale Bestandteile unseres Sicherheits-<br />

und Qualitätsverständnisses sind daher umfassende und in<br />

dieser Form einzigartige Tests und Kontrollen. Gerade auch im<br />

WARUM SIE SICH MIT SOLI<strong>DER</strong><br />

BREMSENTECHNOLOGIE KEINE<br />

SORGEN MACHEN MÜSSEN<br />

Bereich der Reibtechnik. Sie stellen sicher, dass im Katalog angegebene<br />

Werte auch zuverlässig erreicht werden – eben, dass wir zuverlässige<br />

Aussagen treffen können. Das bedeutet auch, dass wir<br />

die Grenzen der von uns eingesetzten Reibsysteme kennen. Und<br />

natürlich fließen die Erfahrung und die Erkenntnisse aus den Versuchen<br />

ein in die Entwicklung der Produkte.“<br />

SICHERHEIT DULDET KEINE KOMPROMISSE<br />

Mittlerweile ist die kleine Gruppe in der Produktion angekommen<br />

und betritt die Versuchsabteilung. Der typische Geruch von Metallverarbeitung<br />

liegt in der Luft. Durch die geöffnete Türe des angrenzenden<br />

Raums ist sehr leise das regelmäßige, dumpfe Klacken der<br />

Bremsen in Lebensdauertests zu hören.<br />

„Wir wollen ein realistisches Bild“, fährt Philipp Kempf fort. „Wir<br />

wollen wissen, was beim Kunden in der Anwendung wirklich passiert.<br />

Auf den verschiedenen Schwungmassen- und Torsionsprüfständen<br />

hier testen wir deshalb das statische und dynamische<br />

Bremsmoment so realitätsnah wie möglich. Dabei unterziehen wir<br />

unsere Sicherheitsbremsen auch extremen klimatischen Tests, mit<br />

einem Temperaturbereich von -40 °C bis +180 °C und einem Luftfeuchtigkeitsbereich<br />

von nahe 0 % bis 95 %. Dafür hausen wir die<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 49


ANTRIEBSTECHNIK<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

"ZUVERLÄSSIGE,<br />

<strong>10</strong>0 %-GEPRÜFTE<br />

BREMSEN ERSPAREN<br />

VIEL ÄRGER"<br />

Bernd Kees, Produktmanager<br />

bei Mayr Antriebstechnik<br />

Stellen Sie sich vor, Sie fahren<br />

Aufzug und die Sicherheitsbremsen<br />

funktionieren nicht. Die Anforderungen<br />

und Abhängigkeiten an<br />

Bremsen in den unterschiedlichsten<br />

Anwendungsfällen sind komplex.<br />

Haben Sie wirklich an alles<br />

gedacht? Für uns bedeutet Qualität<br />

daher nicht nur, eine zuverlässige<br />

Bremse zu bauen – sondern, dass<br />

jede einzelne Bremse zuverlässig<br />

unter den jeweils spezifizierten<br />

Extremwerten langfristig<br />

funktioniert.<br />

Sicherheitsbremsen wie hier in einer thermisch isolierten Kammer gasdicht ein. Das<br />

Klimagerät erzeugt dann darin die geforderte Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeit. Bei den<br />

Versuchen ermitteln wir also Parameter wie Bremsmoment, Drehzahl, Temperatur,<br />

Reibbeiwert und Reibarbeit und prüfen diese unter verschiedenen Bedingungen ab.<br />

Außerdem bewerten wir den Reibwertverlauf und das Verschleißverhalten am Reibsystem.<br />

Denn die Bremsen müssen bei ihrem späteren Einsatz in der<br />

jeweiligen Anlage immer funktionieren – Sicherheit duldet keine Kompromisse.“<br />

Danach setzt die Gruppe ihren Firmenrundgang fort. Es geht vorbei am Teilbelagprüfstand<br />

zur Qualifizierung der Reibbeläge und der Schallmesskabine für geräuschgedämpfte<br />

Sicherheitsbremsen, bis hin zu den Endprüfständen.<br />

<strong>10</strong>0-%-PRÜFUNG IST EIN MUSS<br />

„Jede einzelne Sicherheitsbremse, die das Werk verlässt, muss nach der Komplettmontage<br />

und Einstellung eine <strong>10</strong>0-%-Prüfung bestehen“, fasst Bernd Kees zusammen. „Alle<br />

ermittelten Messwerte werden zusammen mit der dazugehörigen Seriennummer der<br />

Bremse in unserer elektronischen Datenbank archiviert. Das gewährleistet eine<br />

<strong>10</strong>0-%ige Rückverfolgbarkeit.“<br />

Am Ende des Rundgangs ist Martin K. zufrieden. Produktmanager und Entwickler<br />

haben gemeinsam alle Fragen beantwortet. Und wie viele Besucher vor ihm stellt auch<br />

Martin K. fest: „Es gibt wohl kaum einen Hersteller für Industriebremsen, der so ein<br />

breites und so gut ausgerüstetes Hightech-Versuchsfeld hat wie Mayr.“<br />

Der Besuch endet mit einem Abstecher auf die Baustelle des neuen Kommunikationszentrums<br />

„Mayr.com“ nebenan. Stolz zeigen die beiden Mayr-Mitarbeiter ihrem<br />

Gast, wie das moderne, anspruchsvolle runde Gebäude bereits Gestalt annimmt. In naher<br />

Zukunft lohnt sich also ein weiterer Besuch. „Hier werden bald unsere Tagungen<br />

und Seminare zum engen Dialog mit dem Kunden stattfinden, aber auch manchmal<br />

kulturelle Veranstaltungen zum Beispiel Konzerte – vielleicht eine neue Bühne für Ihre<br />

Tochter“, fügt Bernd Kees augenzwinkernd hinzu.<br />

Bilder: Aufmacherbild mayr Antriebstechnik (fotolia/Byelikova<br />

Oksana und shutterstock/Trum Ronnarong; Bild 01 mayr Antriebstechnik<br />

www.mayr.com<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SLF.DABEWEGTSICH WAS.<br />

Kugellager und Rollenlager<br />

von30mmbis 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 />

vonWälzlagern<br />

Spindel- und Lagerungstechnik<br />

Fraureuth GmbH<br />

Fabrikgelände 5<br />

D-08427Fraureuth<br />

Tel.:+49 (0)3761/80<strong>10</strong><br />

Fax: +49(0) 37 61 /801150<br />

E-Mail: slf@slf-fraureuth.de<br />

www.slf-fraureuth.de<br />

SLF.indd 1 13.09.<strong>2017</strong> 11:37:03<br />

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


ANTRIEBSTECHNIK<br />

FÖR<strong>DER</strong>N MIT MEHR LEISTUNG<br />

Nord Drivesystems ergänzt seine Feldverteiler-Baureihe Nordac<br />

Link um Frequenzumrichter für Motorleistungen bis 7,5 kW.<br />

Damit komplettiert der Hersteller die Baureihe, die für vernetzte<br />

fördertechnische Anlagen mit vielen Antriebsachsen entwickelt<br />

wurde. Die Systeme der neuen Baugröße werden dort eingesetzt,<br />

wo größere Leistungen benötigt werden, z. B. an Schrägförderern,<br />

Hebestationen oder langen Gurtförderern. Hubwerksfunktionen<br />

und die Sicherheitsfunktionen STO und SS1 sind<br />

integriert. Der Hersteller projektiert die Antriebssysteme mit<br />

Getriebemotoren aus eigener Fertigung für Anlagenbauer und<br />

Betreiber von Waren- und Verteilzentren, Intralogistik- und<br />

Gepäckförderanlagen. Schnittstellen für alle marktüblichen<br />

Feldbusse und Industrial-Ethernet-Protokolle werden unterstützt.<br />

Alle Verbindungen für Leistung, Kommunikation und<br />

Sensorik sind steckbar ausgeführt.<br />

E-ANTRIEB FÜR LEICHTE FAHRZEUGE<br />

Geräuscharme,<br />

mit Elektromotoren<br />

gekoppelte<br />

Antriebe<br />

für z. B.<br />

Stadtautos,<br />

Nutzfahrzeuge<br />

und Lieferwagen<br />

bietet<br />

Bonfiglioli in<br />

der Baureihe<br />

600 D. Die<br />

Differenzialantriebe<br />

passen<br />

zu Fahrzeugen<br />

bis 3,5 t und<br />

<strong>10</strong>0 km/h. Die Antriebe erreichen rein batteriebetrieben bis<br />

200 km Reichweite und bei Nennleistungen von 20, 30 und 45 kW<br />

Drehmomente bis 1 000, 1 500 und 3 000 Nm. Der Antrieb ist ein<br />

Dual-Mode-Hybridsystem und besteht aus einem Elektro- und<br />

einem klassischen Verbrennungsmotor. Er basiert auf einem<br />

bürstenlosen Drehstrommotor mit Dauermagneten und Planetengetriebe.<br />

Der Fahrer kann den Verbrennungsmotor in Innenstädten<br />

abschalten und nur per Elektroantrieb fahren. Der Antrieb ist<br />

aufgrund des Aluminiumgehäuses sehr leicht. Er ermöglicht es<br />

Fahrzeugherstellern, auch strengste Grenzwerte für das Gesamtgewicht<br />

des Fahrzeugs einzuhalten. Für komplette Fahrzeuglösungen<br />

mit elektrischen Antrieben bietet der Hersteller auch mechanische<br />

Gelenke und Wellen an.<br />

www.bonfiglioli.de<br />

www.nord.com<br />

LAMELLENKUPPLUNGEN FÜR DEN EINSATZ<br />

IN EXPLOSIONSSCHUTZBEREICHEN<br />

Angesichts der<br />

erhöhten Nachfrage<br />

nach torsionssteifen<br />

Lamellenkupplungen<br />

für den Einsatz in<br />

Explosionsschutzbereichen<br />

hat die<br />

R+W Antriebselemente<br />

GmbH das<br />

Produktprogramm ihrer Industriekupplungen erweitert. Ab<br />

sofort stehen die Lamellenkupplungen der Serien LP1, LP2 und<br />

LP3, inklusive der Größe 25 000, in Atex zur Verfügung.<br />

Die R+W-Lamellenkupplungen können im Ex-Bereich bei einer<br />

Umgebungstemperatur von -30 bis +80 °C eingesetzt werden.<br />

Die Explosionsschutz-Auslegung erfolgte entsprechend<br />

DIN EN ISO 80079-37 für die Zündschutzart konstruktive<br />

Sicherheit mit der Kennzeichnung „h“. Gemäß der Richtlinie<br />

2014/34/EU (Atex) werden die Lamellenkupplungen als Gerät<br />

behandelt, erhalten dementsprechend eine CE-Kennzeichnung<br />

und eine EU-Konformitätserklärung. Sie sind für die Kategorie<br />

2/M2 bescheinigt und können damit auch als Gerät der Kategorie<br />

3/M3 eingesetzt werden. Außerdem erfolgt durch die Nutzung<br />

der Kupplung keine Trennung von Zonen in der Gesamtmaschine.<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

DICHTUNGSTECHNIK<br />

PREMIUM-QUALITÄT SEIT 1867<br />

COG SETZT ZEICHEN:<br />

Der Horizont ist unsere Zielgerade.<br />

JAHRE<br />

Wir sind stolz und dankbar für den Erfolg unseres Familienunternehmens:<br />

Nur 0,3% der deutschen Unternehmen erreichen die 150. Umso mehr freuen wir<br />

uns auf viele weitere spannende Jahre als führender Anbieter von Präzisionsdichtungen.<br />

Auch im 151. Jahr richten wir den Blick optimistisch nach vorn und<br />

halten Ausschau nach neuen Lösungen – für Sie und für die Zukunft.<br />

Natürlich gemeinsam mit Ihnen!<br />

www.COG.de


ANTRIEBSTECHNIK<br />

ZART SCHMELZEN – SMART LAUFEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Ragusa ist heute die wichtigste Marke von<br />

Chocolats Camille Bloch und steht für eine fast<br />

90-jährige Chocolatier-Geschichte aus der<br />

Schweiz. Aktuell investiert das Schweizer<br />

Familienunternehmen in ein Logistikzentrum.<br />

Hier trifft Chocolatier-Tradition auf<br />

mechatronische Antriebstechnik.<br />

Camille Bloch zählt zu den typischen Vertretern traditionsreicher<br />

Familienunternehmen. In dritter Generation von<br />

Daniel Bloch geführt, produziert das 1929 in Bern gegründete<br />

Unternehmen jährlich etwa 3 700 t Schokoladenspezialitäten.<br />

180 Mitarbeiter sind am Standort Courtelary<br />

angestellt – ein gewachsener Betrieb innerhalb einer ländlichen<br />

Region. Bewährte Rezepte treffen hier auf moderne Technologien.<br />

Und Camille Bloch hat in Zukunft noch viel vor.<br />

Im Vergleich zum Neubau auf der grünen Wiese bringen Erweiterungen<br />

bestehender Produktionen immer die Herausforderung mit<br />

sich, dass verfügbarer Platz begrenzt ist. Dies wird beim Blick in das<br />

Autor: Adrian Zürcher, Lenze Bachofen<br />

neue Hochregallager für Rohstoffe, Packmittel und Fertigwaren bei<br />

Bloch schnell deutlich. Die Materialflussexperten von Stöcklin aus<br />

der Schweiz konzipierten deshalb ihre Lösungen der horizontalen<br />

Materialflusstechnik so kompakt wie möglich, ohne dabei Abstriche<br />

bei der Funktion oder der Installationsfreundlichkeit<br />

machen zu müssen.<br />

FUNKTION UND LEISTUNG AUF ENGSTEM RAUM<br />

Bei einer Rollenfördereinheit mit Hubfunktion heißt das z. B.,<br />

dass auf engstem Raum zwei Antriebe unter den Rolleneinheiten<br />

unterzubringen waren. „Ein Getriebemotor treibt die Rollen an,<br />

der andere über eine Exzentermechanik das Hubwerk“, beschreibt<br />

Oliver Colombo, Bereichsleiter für horizontale Fördertechnik bei<br />

EINE BESON<strong>DER</strong>E EIGENSCHAFT<br />

DIESER MOTOREN IST IHRE VIER-<br />

FACHE ÜBERLASTFÄHIGKEIT<br />

Stöcklin, die Funktion. Der Vorteil des Lenze Smart Motors – für<br />

den sich die Anlagenbauer entschieden: Er ist eine Baugröße kleiner<br />

als vergleichbare am Netz betriebene Antriebe.<br />

Der Lenze Smart Motor erfüllt den sich aus knappem Bauraum ergebenden<br />

Anspruch an hohe Leistungsdichte vor allem durch seine<br />

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


01 In einer Förder- und Hubeinheit sind zwei Smart Motoren<br />

mit angepasster Anschlusstechnik versetzt eingebaut<br />

KRAFT<br />

IST<br />

UNSER<br />

ANTRIEB<br />

Motek<br />

Stuttgart<br />

Halle 4 Stand 4215<br />

Halle 8 Stand 8402<br />

01<br />

Blechexpo<br />

Stuttgart<br />

Halle 6 Stand 6501<br />

TOX ® -<br />

Kraftpaket<br />

2 – 2000 kN<br />

vierfache Überlastfähigkeit. Lenze hat diese Eigenschaft deshalb in die auf die horizontale<br />

Fördertechnik spezialisierte Antriebslösung gebracht, weil Losbrechmomente im Material -<br />

fluss ein wichtiger Aspekt bei der Auslegung und Dimensionierung von Antrieben sind.<br />

„Wenn wir Paletten fördern wollen, brauchen wir Energie. Weil aber die Antriebe<br />

nicht ständig durchlaufen, muss ich mir Gedanken darüber machen, wie ich diese Aufgabe<br />

möglichst intelligent und energiesparend löse“, meint Oliver Colombo. Während<br />

sich in der Vergangenheit die vergleichsweise hohen Losbrechmomente nur mit einer<br />

entsprechend üppigen Antriebsauslegung beherrschen ließen, deckt der Lenze Smart<br />

Motor diesen temporär auf wenige Sekunden begrenzten Maximalleistungsbedarf<br />

durch die kurzfristige Vervierfachung der Nennleistung ab.<br />

Damit liefert die Antriebselektronik ausreichend Leistung beim Anfahren, und der Getriebemotor<br />

selbst braucht nur für den Normalbetrieb ausgelegt zu werden. „Ist die<br />

Fracht einmal in Bewegung, brauche ich ja auf der Strecke ganz wenig Energie im Vergleich<br />

zum Anfahren. Diese Antriebslösung ist ein echter Nutzen, weil wir kleiner bauen<br />

können, günstigere Antriebe einsetzen und auch noch energieeffizienter unterwegs<br />

sind“, fasst Colombo die Vorteile des Lenze Smart Motors zusammen.<br />

FESTDREHZAHLEN FREI EINSTELLBAR<br />

Ein weiterer Pluspunkt: Mit den mechatronischen Einheiten sind per Knopfdruck vier<br />

unterschiedliche Drehzahlen wählbar – z. B. um SPS-gesteuert vorwärts und rückwärts<br />

mit zwei Geschwindigkeiten zu fahren. Stehen zudem in einer Applikation Geschwindigkeitsanpassungen<br />

an, lassen sich diese ganz einfach mit der Lenze-App über die NFC<br />

(Near Field Communication)-Schnittstelle ändern. Hierbei sind Drehzahlen genauso<br />

veränderbar wie die Länge und die Steigung von Start-Stopp-Rampen sowie die generelle<br />

Drehrichtung des Motors.<br />

TOX ® GmbH&<br />

PRESSOTECHNIK Co. KG<br />

D-88250 Weingarten<br />

info@tox-de.com<br />

Wir lassen stetig<br />

innovative Ideen in<br />

unsere bewährten<br />

pneumohydraulischen<br />

Antriebe einfließen.<br />

Das kraftvolle geniale<br />

Prinzip ist zigtausendfach<br />

gleich geblieben.<br />

www.tox-de.com


ANTRIEBSTECHNIK<br />

02 Dank der vierfachen Überlastfähigkeit<br />

bewältigt der Lenze Smart<br />

Motor die hohen Losbrechmomente<br />

im Palettentransport spielend<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

"<strong>DER</strong> LENZE SMART<br />

MOTOR TRIFFT DIE<br />

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

HORIZONTALEN<br />

FÖR<strong>DER</strong>TECHNIK"<br />

Oliver Colombo, Bereichsleiter<br />

für horizontale<br />

Fördertechnik bei<br />

Stöcklin<br />

In der Fördertechnik sprechen wir<br />

von Platzkosten, also den Kosten<br />

von Fördertechnikabschnitten<br />

bezogen auf die Anzahl Paletten, die<br />

darauf Platz haben. Diese Kosten<br />

beinhalten unter anderem den<br />

Stahlbau samt Mechanik und Motor<br />

sowie die Installationstechnik,<br />

Software und Montagezeit. Neue<br />

Funktionen sind immer schön, der<br />

Markt muss aber innerhalb von TCO-<br />

Berechnungen einen Nutzen davon<br />

haben. Mit dem Lenze Smart Motor<br />

ist es gelungen, genau auch den<br />

Ansatz der Total Costs of Ownership<br />

umzusetzen und dem Materialfluss<br />

eine komplett neu gedachte<br />

Antriebslösung zu bieten.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Die Reversiermöglichkeit stellt aus Sicht von Stöcklin ein weiteres Auswahlkriterium<br />

dar, weshalb sich die Logistiker aus der Schweiz für den Lenze Smart Motor entschieden<br />

haben. „Wir bekommen einen Antrieb, der einen ähnlichen Preis hat wie Produkte anderer<br />

Hersteller − aber mehr Funktionalität bietet.“<br />

NEUE WEGE IN <strong>DER</strong> LOGISTIK BESCHREITEN<br />

Nach Abschluss des auf zwei Phasen aufgeteilten Projekts werden bei Camille Bloch mehr<br />

als 120 dieser mechatronischen Logistikantriebe als Teil von Ketten- und Rollenförderern,<br />

Hubumsetzern sowie Aufgabestationen Rohwaren, Fertigprodukte und Verpackungsmittel<br />

in Fahrt bringen. Die unterschiedlichen Aufgaben und Anforderungen an Drehzahl<br />

sowie Drehmoment gehen dabei nicht mehr auf Kosten der Varianz. Im Vergleich zu herkömmlichen<br />

Getriebemotoren mit fester Drehzahl sinkt die Vielfalt um bis zu 70 %: Für<br />

Produktionsunternehmen wie Camille Bloch bedeutet dieser Aspekt, dank der einstellbaren<br />

Festdrehzahlen deutlich weniger Ersatzmotoren aufs Lager legen zu müssen.<br />

„Am liebsten haben wir überall den gleichen Antrieb, der sich vor allem auch einfach<br />

tauschen lässt, ohne dass ich dafür einen Ingenieur brauche“, fasst Werner Prysi zusammen.<br />

Der Instandhaltungsleiter bei Camille Bloch erwartet auch, dass die eingesetzte Technik<br />

verlässlich arbeitet, zumal der begrenzte Platz keinen Raum für Redundanzsysteme<br />

lässt. Und wenn doch ein Antrieb zu tauschen ist, dann muss es schnell gehen. Die Anschlüsse<br />

am Lenze Smart Motor sind deshalb mit Steckern realisiert. Die Parametrierung<br />

des Austauschmotors ist ebenfalls nach wenigen Handgriffen erledigt, weil sämtliche<br />

Einstellungen der zu wechselnden Einheit stromlos per NFC ausgelesen werden<br />

können, um sie nach der Speicherung in der Lenze-App wieder in den neuen Motor<br />

einzuspielen – fertig.<br />

Bilder: Lenze<br />

www.lenze.com/de<br />

02


LAUFRUHIGE SERVOMOTOREN MIT MEHR LEISTUNG<br />

Die Servomotoren-Serie SM hat Siei-Areg mit vier<br />

weiteren Modellen ergänzt, die das Leistungsspektrum<br />

nach oben erweitern. Mit einer sehr niedrigen<br />

Drehmomentwelligkeit eignen sie sich für Anwendungen,<br />

bei denen höchste Präzision und Laufruhe<br />

gefragt sind. Die beiden Baugrößen 140 x 140 und<br />

200 x 200 mm sind jeweils in zwei Längen erhältlich.<br />

Die Stillstandsmomente der neuen Modelle liegen<br />

zwischen 12,5 und 45,8 Nm. Kompakt bleiben sie<br />

durch die Segmenttechnologie, die sich durch einen<br />

hohen Füllfaktor und damit geringere Kupferverluste<br />

auszeichnet. Die Gestaltung des Magnetmoduls<br />

reduziert das Rippelmoment auf Mr < 0,1 Nm. So<br />

können die Antriebe auch in Bereichen eingesetzt werden, bei denen ein besonders gleichmäßiges<br />

Drehmoment erforderlich ist, z. B. beim Warenabzug von Webmaschinen oder bei Folienzieh- und<br />

Folienstreckmaschinen. Mit Schutzart IP64 und einer robusten Konstruktion eignen sich die<br />

Motoren auch für raue Umgebungen.<br />

SEMIFLEX<br />

DIE IDEALE KUPPLUNG<br />

FÜR PLATZSPARENDE<br />

KONSTRUKTIONEN<br />

Die Semiflex bietet eine<br />

hohe radiale Verlagerungskapazität<br />

von mehreren Millimetern<br />

in Verbindung mit<br />

einer kompakten Bauform.<br />

www.sieiareg.de<br />

LINEARANTRIEBE: STROM STATT HYDRAULIK<br />

Die Reihe elektromechanischer Linearantriebe<br />

CAHB-E von SKF kann so manche Hydraulikanwendung<br />

in Bau- und Landmaschinen ersetzen.<br />

Verglichen mit der Vorgänger-Generation bieten<br />

CAHB-20E, CAHB-21E und CAHB-22E mehr als das<br />

Doppelte an Nennlast. Die Antriebe liefern eine<br />

maximale Schubkraft von <strong>10</strong> 000 N und Haltekräfte<br />

bis 20 000 N. Zudem wurde die Abdichtung<br />

verbessert, sodass die Antriebe nun der Schutzart<br />

IP69K/66M entsprechen. Dadurch entfällt die von<br />

Hydrauliksystemen bekannte Komplexität,<br />

während Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit<br />

steigen. Hinzu kommen eine einfachere Installation<br />

und ein geringerer Instandhaltungsaufwand. Dabei arbeiten die elektromechanischen Antriebe<br />

schnell und präzise. Die Antriebe können außerdem auch ohne Stromversorgung und Spezialwerkzeug<br />

manuell justiert werden. Optional können sie absolutes oder inkrementelles Positions-Feedback<br />

geben. Überdies sind sie kompakter als ihre Vorgänger, haben ihre Hublänge aber beibehalten.<br />

www.skf.com<br />

KLEINSTE SCHALTSCHRÄNKE DURCH EFFEKTIVE UMRICHTER<br />

Sehr platzeffektive Schaltschränke für Aufzüge ermöglicht<br />

der Frequenzumrichter ZA Dynpro von Ziehl-Abegg. Gerade<br />

bei maschinenraumlosen Anlagen sind die Anforderungen<br />

an den Schaltschrank hoch, da diese oft in einer Etage des<br />

Gebäudes installiert werden. Mit liegender Montage des<br />

Umrichters und einer externen Netzdrossel kann der<br />

Schaltschrank an die Bedingungen angepasst werden. Alle<br />

Schnittstellen zur Anbindung von Aufzugssteuerung und<br />

Drehgeber sind im Umrichter integriert. Er betreibt Synchron-Asynchronmotoren<br />

von 4,6 bis 14,0 kW. Da es keine<br />

Schaltgeräusche der Motorschütze gibt, kann der Schaltschrank<br />

mit dem Umrichter auch an geräuschsensiblen<br />

Orten platziert werden. Evakuierungsfahrten sind mit<br />

unterbrechungsfreier Stromversorgung und Energieversorgung<br />

durch Batterien möglich. Durch die Aktivierung eines<br />

digitalen Eingangs kann der Umrichter zudem in Standby-<br />

Betrieb versetzt werden, was die Energieaufnahme stark<br />

reduziert.<br />

Der Verlagerungsausgleich geschieht<br />

dabei rückstellkräftefrei.<br />

Unabhängig von der Höhe<br />

der Verlagerung sorgt sie für<br />

einen permanenten Gleichlauf<br />

von An- und Abtrieb. Die Präzisionskupplung<br />

ist leistungsstark,<br />

modular aufgebaut und<br />

vielseitig in ihrer Anwendung.<br />

www.ziehl-abegg.de<br />

SCHMIDT-KUPPLUNG<br />

GmbH<br />

www.schmidt-kupplung.com


ANTRIEBSTECHNIK<br />

FEEDBACK FÜR<br />

MECHATRONISCHE<br />

SERVOTECHNIK<br />

Maschinen der Umform- und Fügetechnik werden immer<br />

häufiger mit mechatronischer Antriebstechnik ausgestattet.<br />

Anwender schätzen unter anderem ihr stufenloses<br />

Regelverhalten. Hier eingesetzte Motor-Feedback-Systeme<br />

müssen eine präzise und hochgradig verfügbare<br />

Wegmessung und Positionsregelung gewährleisten.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Werkstücke und Rohlinge unterschiedlicher Stärke auf<br />

einer Maschine bearbeiten, mehrere Prozessschritte<br />

in der selben Aktuatorbewegung ausführen, verschiedene<br />

Bearbeitungspositionen stufenlos und<br />

sanft anfahren – es gibt zahlreiche Szenarien, in denen die Servotechnik<br />

entscheidende Vorteile gegenüber hydraulischen und<br />

pneumatischen Antrieben bietet. „Mechatronische Systeme mit<br />

Motion-Control-Funktionalität sind daher im Kommen“, erklärt<br />

Niels Selig, Produktmanager Antriebstechnik bei der Ortlieb Präzisionssysteme<br />

GmbH & Co. KG in Kirchheim / Teck. „Wir beobachten<br />

hier ein Umdenken im Markt, sowohl bei Neuanlagen als auch<br />

beim Retrofit – zumal die Servoantriebstechnik auch beim<br />

Betriebskostenvergleich gegenüber Hydraulik und Pneumatik<br />

deutlich im Vorteil ist.“<br />

Damit mechatronische Systeme Umform- oder Fügeprozesse<br />

mit hoher Genauigkeit durchführen können und sich bei Bedarf<br />

mehrere Servoachsen in einer Maschine synchronisieren lassen,<br />

kommen in Servoaktuatoren, wie denen der Serac-Baureihen von<br />

Ortlieb, präzise und hoch verfügbare Wegmesssysteme zum Ein-<br />

Autorin: Kathrin Kritzer, SICK STEGMANN GmbH, Donaueschingen<br />

satz – z. B. rotative Motor-Feedback-Systeme SKS36 mit Hiperface-Schnittstelle<br />

von Sick Stegmann.<br />

PRÄZISION IN <strong>DER</strong> <strong>DER</strong> SPANN- UND<br />

SERVOSPINDELTECHNIK<br />

Seit mehr als <strong>10</strong>0 Jahren versteht sich das Unternehmen Ortlieb<br />

als Precision Company für wirtschaftliche und präzise Lösungen<br />

in der Werkstück- und Werkzeugspannung sowie in der<br />

Antriebstechnik. „Eine Reihe wichtiger DIN-Normen in der<br />

Spanntechnik wurden auf der Basis unserer Entwicklungen und<br />

Patente definiert“, sagt Niels Selig. „Von der Norm-Druckspannzange<br />

bis zur Einzelanfertigung von Sonderspannlösungen<br />

bieten wir flexible Standard- und kundenspezifische Sonderlösungen<br />

aus einer Hand.“<br />

Das zweite, zunehmend wichtigere Standbein des Unternehmens<br />

sind mechatronische Baugruppen und Antriebssyssteme. Der Fokus<br />

liegt dabei auf anschluss- und einbaufertigen Komplettlösungen aus<br />

modular konfigurierbaren Linearaktuatoren. „Motor, Spindel, Geber<br />

und bei Bedarf auch eine Haltebremse sind komplett in die Elektrozylinder<br />

integriert“, erklärt Niels Selig. Basis der besonderen Performance<br />

der Serac-Servoaktuatoren ist das Know-how des Unternehmens<br />

auf dem Gebiet der Spindeltechnik.<br />

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


01<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

01 Technologiebasis der Elektrozylinder<br />

sind spezielle, ursprünglich<br />

für die Raumfahrt entwickelte<br />

Planeten-Wälz-Gewindespindeln<br />

02 In den Elektrozylindern von Ortlieb<br />

überzeugt das Motor-Feedback-System<br />

durch seine Präzision, Integrationsfreundlichkeit<br />

und Verfügbarkeit<br />

02<br />

Your Global Automation Partner<br />

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ANTRIEBSTECHNIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SERVOAKTUATOREN VEREINEN KNOW-HOW AUS<br />

RAUMFAHRT UND MASCHINENBAU<br />

Getreu dem Slogan „Strom statt Öl“ bietet Ortlieb mit den Servoaktuator-Baureihen<br />

Serac innovative Lösungen für den Ersatz von<br />

Hydraulik- und Pneumatikzylindern an. Ihre hinsichtlich Gehäusebauform,<br />

Motorausführung, Verdrehsicherung oder Befestigungsmöglichkeit<br />

unterschiedlichen Ausführungen zeichnen sich durch<br />

hohe Kraftdichte und Standfestigkeit aus. Sie bewähren sich – unter<br />

härtesten Betriebsbedingungen – in den unterschiedlichsten industriellen<br />

Anwendungsfeldern der Stanz-, Umform- und Fügetechnik<br />

oder beim Verpressen von Kleinteilen.<br />

Technologiebasis der Elektrozylinder sind spezielle, ursprünglich<br />

für die Raumfahrt entwickelte Planeten-Wälz-Gewindespindeln, die<br />

sich u. a. durch eine minimierte Masse auszeichnen und Feinpositionierungen<br />

ohne ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe ermöglichen.<br />

Aufbauend auf dem weltweiten Patent des DLR (Deutsches<br />

Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V.) hat Ortlieb die Servospindel<br />

Asca entwickelt und für die Anwendung in mechatronischen Systemen<br />

zur Serienreife gebracht. Die Möglichkeit, die Aktuatorspindeln<br />

vieler Serac-Ausführungen mit kleinen Steigungen von nur einem<br />

Millimeter auszuführen, ermöglicht mit den Elektrozylindern ein<br />

sehr präzises Anfahren von Arbeitspunkten. Dies setzt Geber voraus,<br />

die – wie das Motor-Feedback-System SKS36 – eine entsprechend<br />

genaue Wegmessung und Positionierung unterstützen.<br />

MOTOR-FEEDBACK-SYSTEM REGELT DIE<br />

FEINPOSITIONIERUNG<br />

Motor-Feedback-Systeme SKS36 mit Hiperface-Schnittstelle von<br />

Sick Stegmann werden von Ortlieb in allen Serac-Baureihen eingesetzt.<br />

„Ihr kompaktes Design ermöglicht kurze Motorbaulängen“,<br />

nennt Niels Selig einen wichtigen konstruktiven Vorteil. In der Tat<br />

"MOTOR-FEEDBACK-<br />

SYSTEME SIND DIE<br />

NERVENSYSTEME<br />

MECHATRONISCHER<br />

AKTUATOREN"<br />

Kathrin Kritzer,<br />

Produktmanagerin,<br />

Sick Stegmann GmbH<br />

In den Elektrozylindern von Ortlieb<br />

überzeugt das Singleturn-Motor-<br />

Feedback-System SKS36 durch seine<br />

Präzision, Integrationsfreundlichkeit<br />

und Verfügbarkeit. Für Aufgabenstellungen,<br />

die eine mehrfach rotative<br />

Wegmessung und Positionierung<br />

erfordern, bietet das Muliturn-Motor-Feedback-System<br />

SKM36 die<br />

Möglichkeit, mit Hilfe des integrierten<br />

mikromechanischen Getriebes<br />

bis zu 4096 Umdrehungen zu messen<br />

und in einer Auflösung von bis zu<br />

16 777 219 Schritten auszugeben.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

03<br />

beträgt der Gehäusedurchmesser nur 36 mm – und auch die Bauhöhe<br />

ohne Welle ist mit 37 mm äußerst gering. Damit ist dieses zudem<br />

nur 65 g schwere Motor-Feedback-System einer der kompaktesten<br />

Geber seiner Art.<br />

Als Singleturn-Gebersystem im digitalen Regelkreis der Ortlieb-<br />

Servoaktuatoren liefert das SKS36 über eine Umdrehung – aufgelöst in<br />

128 Sinus-/Cosinusperioden – Werte für die Kommutierung und Geschwindigkeit<br />

sowie absolute Positionsinformationen. Und dies mit<br />

höchster Zuverlässigkeit und Genauigkeit – unter anderem ermöglicht<br />

durch die sehr kleine Codescheibe, die in der Mitte der Drehachse<br />

angeordnet ist und dadurch jegliche Art von Exzentritätsfehlern<br />

vermeidet. Auf der Codescheibe befinden sich 128 Striche, die von<br />

einem speziell entwickelten Opto-ASIC so abgetastet werden, dass<br />

Sinussignale mit hoher Linearität und Interpolierbarkeit entstehen.<br />

„Dadurch lässt sich der Vorschub der Serac-Spindel sehr präzise<br />

messen und zur Feinpositionierung nutzen“, erklärt Niels Selig.<br />

Hintergrund ist, dass die Planeten-Wälz-Gewindespindeln nicht<br />

form-, sondern reibschlüssig funktionieren. „Dadurch können deutlich<br />

höhere Kräfte übertragen werden, ohne die Lebensdauer der<br />

Spindel zu beeinträchtigen“, so Niels Selig. „Der prinzipbedingt beim<br />

Verfahren der Spindel auftretende Schlupf erfordert neben dem<br />

Drehgeber ein zusätzliches Linearmesssystem. So sind durch das<br />

Zusammenspiel der beiden Gebersysteme Positioniergenauigkeiten<br />

< 0,01mm und Wiederholgenauigkeiten von ± 0,01 mm möglich.“<br />

Hierbei zeichnen sich die SKS36 nicht nur durch hohe Genauigkeit,<br />

sondern auch hohe Verfügbarkeit und Robustheit aus. „Die<br />

maximal zulässige Betriebstemperatur in den Servozylindern liegt<br />

deutlich unter den spezifizierten 125 °C der Geber“, beschreibt Niels<br />

Selig. „Vibrationen und Schläge, wie sie beim Stanzen, Umformen<br />

und Pressen auftreten können, beeinträchtigen die zuverlässige<br />

Funktion der SKS36 nicht. Zylinder mit diesen Motor-Feedback-<br />

Systemen leisten beispielsweise in der Blechteileumformung mehr<br />

als 40 Millionen Zyklen im Drei-Sekunden-Takt ohne jegliche Probleme,<br />

erläutert Niels Selig abschließend.“<br />

Bilder: Ortlieb, Sick Stegmann<br />

www.sick.com<br />

DAS MOTOR-FEEDBACK-<br />

SYSTEM ZEICHNET SICH<br />

DURCH HOHE GENAUIGKEIT<br />

UND ROBUSTHEIT AUS<br />

03 Das rotative Motor-<br />

Feedback-System wird von<br />

Ortlieb in allen Serac-<br />

Baureihen eingesetzt<br />

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


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No 12_<strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

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AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS<br />

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WINKELMESSSYSTEME<br />

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Mehr dazu auf Seite 5<br />

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Köhler + Partner GmbH<br />

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Fax: +49 4181 92892-55<br />

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GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />

Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />

BILDNACHWEIS<br />

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KLEINER QUERSCHNITT,<br />

GROSSE ANWENDUNGS-<br />

VIELFALT<br />

Kleiner und leichter – das ist eine Anforderung<br />

an viele moderne Konstruktionen. Dünnringlager<br />

erfüllen diesen Anspruch<br />

Die bewährten Produkte des Herstellers<br />

Kaydon sind kompakt und für schwierige<br />

Einsatzbedingungen geeignet. Entsprechend<br />

vielfältig sind die Anwendungsbeispiele.<br />

Abgesehen von den klassischen Einsatzgebieten<br />

wie der Robotik, der Medizintechnik<br />

und der Raumfahrt entscheiden<br />

sich auch Forscher an Hochschulen<br />

gerne für die platzsparenden Lösungen:<br />

Kaydon-Dünnringlager lagern die Getriebeeinheit<br />

im Kniegelenk eines innovativen<br />

Exoskelettes namens VariLeg<br />

(VARiable Impedance LEG), das an der<br />

ETH Zürich entstand und querschnittsgelähmten<br />

Menschen wieder das Laufen<br />

ermöglichen will. Um die Getriebeeinheit<br />

möglichst kompakt lagern zu können,<br />

fiel die Wahl der Forscher auf metrische<br />

Dünnringlager des Herstellers Kaydon.<br />

Ausschlaggebend waren einerseits das<br />

geringe Gewicht der Lager und andererseits<br />

der große Innendurchmesser bei<br />

gleichzeitig kleinem Platzbedarf.<br />

Dünnringlager von Rodriguez kommen<br />

aber auch in einem innovativen Fahrrad<br />

mit Automatikgetriebe zum Einsatz, das<br />

an der HTL Rennweg in Wien/Österreich<br />

entwickelt wurde. Das verbaute CVT-<br />

Getriebe lässt sich stufenlos regeln und<br />

schaltet automatisch. Ein Dünnringlager<br />

ist im Verschubglied des Getriebes verbaut;<br />

das zweite Lager ist für die Stabilisierung<br />

der Trapezspindel zuständig, die<br />

mit dem Servo verbunden ist. Bei beiden<br />

Lagern war die geringe Einbaugröße von<br />

besonderem Vorteil.<br />

9.<strong>10</strong>.–12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

Stuttgart<br />

Halle 4, Stand 4417<br />

RODRIGUEZ GMBH<br />

Ernst-Abbe-Straße 20<br />

52249 Eschweiler<br />

Tel.: +49 2403 780-0<br />

info@rodriguez.de<br />

www.rodriguez.de<br />

MN 2


Anzeige<br />

ERGONOMISCH<br />

POSITIONIEREN<br />

Variabler Drehtisch mit Achsen zum Drehen und<br />

Schwenken für Schweiß- und Schneidanwendungen<br />

Dank des Drehtischs RSX-40X von<br />

Nabtesco kann der Mitarbeiter die<br />

Anlage ergonomisch ausrichten.<br />

Ein neuer 2-Achs-Positionierer von<br />

Nabtesco verbessert die Arbeitsplatzergonomie<br />

in der Automobilproduktion:<br />

Mit dessen Hilfe kann der Anwender<br />

das zu bearbeitende Werkstück bzw.<br />

die zu bearbeitende Baugruppe in die<br />

jeweils optimale Höhe und Position bringen.<br />

Dazu verfügt der variable Drehtisch<br />

RSX-40K über zwei Achsen: eine zum<br />

Drehen und eine zum Schwenken. Beide<br />

Achsen sind mit Hohlwellen ausgestattet,<br />

sodass sich problemlos Kabel zum<br />

Versorgen der Fixier- bzw. Klemmvorrichtungen<br />

durchführen lassen.<br />

Nabtesco-Getriebe für die nötige<br />

Präzision und Robustheit<br />

In dem Drehtisch sind Nabtesco-<br />

Getriebe verbaut, die bereits millionenfach<br />

in der Robotik eingesetzt werden<br />

und sich durch Präzision, Robustheit und<br />

Langlebigkeit auszeichnen. Der besonders<br />

flache Drehtisch kann eine Traglast von<br />

4 t aufnehmen und hat eine Positioniergenauigkeit<br />

von


Anzeige<br />

DIE DACHABDECKUNG<br />

X-VELO<br />

Hält den Schmutz in der Maschine<br />

Werkzeugmaschinen ohne Dachabdeckung<br />

können die Umgebung<br />

durch umherspritzendes Kühlschmiermittel<br />

und aufgewirbelte Späne stark<br />

verschmutzen. Auch ist die Umgebungsluft<br />

durch den entstehenden Dunst beim<br />

Bearbeitungsprozess kontaminiert.<br />

Die HEMA Maschinen- und Apparateschutz<br />

GmbH hat mit dem X-Velo ein<br />

innovatives Schutzsystem im Programm,<br />

das den Maschineninnenraum wirksam<br />

nach oben abdichtet. Dank passender<br />

Führungsleisten aus Aluminiumprofilen<br />

lässt sich die Dachabdeckung sowohl an<br />

neuen als auch an bestehenden Maschinen<br />

einfach installieren.<br />

NEU<br />

- Leichte Reinigung (offenes Profil)<br />

- Einfache Verschraubung der Abdeckung<br />

(durchgehendes Gewinde im Profil)<br />

- Die Führungsleisten sind im Lieferumfang<br />

enthalten<br />

- Beliebige Länge<br />

- Für Verfahrgeschwindigkeiten<br />

von bis zu 75 m/Minute<br />

- Lichtdurchlässiges Material<br />

- Kein Verkanten dank spezieller<br />

Verbindungselemente<br />

Erreicht wird diese Dichtigkeit durch eine<br />

besondere Konstruktion: Die 250 mm<br />

hohen Falten schließen fast bündig mit<br />

der Abdeckung, so dass kein Schmutz<br />

nach außen dringen kann. Sollten sich<br />

einzelne Späne ablagern, ermöglicht das<br />

offene Profil des X-Velo eine einfache<br />

Reinigung der Falten. Der Bearbeitungsraum<br />

bleibt trotz Abdeckung hell, da<br />

transluzentes Faltenmaterial zur Verwendung<br />

kommt.<br />

Das X-Velo verfügt über einen modularen<br />

Aufbau, hat eine Breite bis zu sechs<br />

Metern und lässt sich in der Länge ganz<br />

einfach an die jeweilige Anwendung anpassen.<br />

Sie ist für Verfahrgeschwindigkeiten<br />

bis zu 75 m pro Minute ausgelegt<br />

und kann dank der verwendeten Verbindungselemente<br />

im Betrieb nicht verkanten.<br />

HEMA liefert das X-Velo auf Wunsch<br />

mit oder ohne Motorantrieb und je nach<br />

Variante mit Rollen aus Metall oder mit<br />

Gummiüberzug.<br />

8.11.–<strong>10</strong>.11.<strong>2017</strong><br />

Bad Salzuflen<br />

Halle 20, Stand B8<br />

HEMA MASCHINEN- UND<br />

APPARATESCHUTZ GMBH<br />

Seligenstädter Str. 82<br />

63500 Seligenstadt<br />

Tel.: +49 6182 773-0<br />

info@hema-group.com<br />

www.hema-group.com<br />

MN 4


Anzeige<br />

LÄNGEN- UND<br />

WINKELMESSSYSTEME<br />

Leistungsfähige Abtastköpfe mit<br />

Schnittstellenvielfalt<br />

Die aktuellen absoluten und inkrementellen<br />

Längen- und Winkelmesssysteme<br />

von AMO verfügen über verbesserte Performance<br />

und Auflösung bei reduziertem<br />

Montageeinfluss auf die Messgenauigkeit.<br />

Möglich macht das die weiterentwickelte<br />

Elektronik der Abtastköpfe.<br />

AMO hat alle Abtastköpfe mit einer neuen<br />

Auswerteelektronik versehen. Sie bieten<br />

damit eine Positionsabweichung von weit<br />

unter 1 µm innerhalb einer Signalperiode<br />

über den gesamten Temperaturbereich<br />

und auch unter Ausnutzung der Montagetoleranzen.<br />

Auch die Laufruhe bei Direktantrieben<br />

hat sich verbessert. Darüber<br />

hinaus verfügen sie über die Schnittstellen:<br />

- EnDat 2.2<br />

- Mitsubishi<br />

- inkrementelle Schnittstellen<br />

- serielle Schnittstellen<br />

Natursteinbearbeiter profitiert von<br />

präziser AMO-Technik<br />

Die Messsysteme von AMO kommen in<br />

den unterschiedlichsten Anwendungen<br />

zum Einsatz. Die Firma Reitz Natursteintechnik<br />

setzt beispielsweise bei ihren 30 m<br />

langen Gantry-Maschinen zur Granitbearbeitung<br />

erfolgreich auf das Längenmessgerät<br />

LMFA-23<strong>10</strong>. Dessen extreme<br />

Präzision sowie eine Auflösung von bis<br />

zu 0,1 µm eignen sich ideal für die hochgenauen<br />

Fertigungsprozesse.<br />

Auch in Bohr-, Schleif- und Schneidanlagen,<br />

die Reitz als Komplettsystem<br />

für seine Kunden fertigt, finden die<br />

AMO-Systeme Verwendung. So schleifen<br />

die Maschinen u. a. Betonringe für Windkraftanlagen<br />

und Betonschwellen für<br />

Bahnstrecken. Selbst Bauteile für Sportstadien<br />

bringen die Präzisionsmaschinen<br />

mithilfe der AMO-Technik in Form.<br />

AMO AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK OPTIK GMBH<br />

Nöfing 4<br />

A-4963 St. Peter am Hart<br />

Tel.: +43 7722 65856-0<br />

office@amo.at<br />

www.amo-gmbh.com<br />

MN 5


Anzeige<br />

Die wichtigsten Merkmale:<br />

Robuste und hoch belastbare Pendelrollenlager<br />

sind in einem Gehäuse aus<br />

hochfestem Gusseisen (GGG) verbaut.<br />

EINBAUFERTIG UND<br />

MONTAGEFREUNDLICH<br />

Die einbaufertigen Pendelrollenlagereinheiten<br />

des renommierten Herstellers FYH – auch bekannt<br />

als Baureihe SRU (Spherical Roller Unit) – sind ein<br />

innovativer Ersatz für geteilte Stehlager.<br />

Das Video zu den<br />

SRU-Gehäuselagern jetzt<br />

auf www.findling.com/sru<br />

ansehen<br />

Für eine besonders unkomplizierte und<br />

sichere Befestigung sorgt das innovative<br />

Verriegelungssystem Z-LOCK.<br />

Die dreifache Lippendichtung kann sich<br />

um ±2° selbst ausrichten und somit<br />

Fluchtungsfehler und Wellendurchbiegungen<br />

ausgleichen.<br />

Die Vorteile auf einen Blick:<br />

- Winkelfehlerausgleichend<br />

- Weiter Drehzahlbereich<br />

- Extrem hohe Tragzahlen<br />

und Haltekräfte auf der Welle<br />

- Eine kompakte Lösung statt<br />

mehrerer einzelner Komponenten<br />

- Vielseitig einsetzbar z. B. im<br />

Schwerlastbereich<br />

Die Einheiten sind als Stehlager mit<br />

zwei oder vier Langlöchern erhältlich<br />

und damit austauschbar zu geteilten<br />

Stehlagern. Weitere Gehäusebauformen<br />

sind Vierloch-Flanschlager mit und<br />

ohne Zentrieransatz (F- und FC-Design)<br />

sowie Spannlager-Modelle von 4 – <strong>10</strong>0 mm<br />

Wellendurchmesser. In Kombination mit<br />

dem neu entwickelten Fett von FYH mit<br />

Hochlastadditiven für einen Temperaturbereich<br />

von -40 °C bis 170 °C, steht<br />

Konstrukteuren eine multifunktionale<br />

„Alles aus einer Hand“-Lagerlösung zur<br />

Verfügung.<br />

Z-LOCK SLEEVE:<br />

Das patentierte Verriegelungssystem<br />

Z-LOCK ist ab sofort auch in einer Kugellager-Version<br />

erhältlich: Die neue<br />

ZK-Serie wird mit einem konischen<br />

Lagereinsatz der Baureihe UK-200 anstatt<br />

einer herkömmlichen Spannhülse<br />

H-200 geliefert. Die Komponenten<br />

sind vormontiert und sofort einsatzbereit<br />

- im Gegensatz zu herkömmlichen<br />

UK-Einheiten, die aus vielen<br />

separaten Einzelteilen bestehen. Für<br />

die Montage der ZK-Produkte wird<br />

lediglich ein Innensechskant-Schlüssel<br />

benötigt, um die Schrauben per<br />

Hand anzuziehen. Die Lagerluft wird<br />

durch das Anziehen nicht beeinflusst.<br />

FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />

Schoemperlenstr. 12<br />

76185 Karlsruhe<br />

Tel.: +49 721 55999-0<br />

sales@findling.com<br />

www.findling.com<br />

MN 6


Anzeige<br />

NEU VON EISELE<br />

Der Drehanschluss für rotierende Teile<br />

Eisele hat einen kugelgelagerten Drehanschluss<br />

entwickelt. Dieser kann frei um<br />

die eigene Achse rotieren und ergänzt<br />

das Programm 14 der Eisele BASICLINE.<br />

Der neue Drehanschluss bietet eine<br />

Lösung für die Aufgabe, Druckluft von<br />

einem starren auf ein rotierendes Bauteil<br />

zu übertragen.<br />

Überall dort, wo vernickeltes Messing eingesetzt<br />

werden kann, ist der neue Drehanschluss<br />

geeignet und kann in einem<br />

Arbeitsdruckbereich von 0 bis 16 bar<br />

eingesetzt werden. Die Dichtungen<br />

bestehen aus NBR und FKM. Verfügbar<br />

ist der Drehanschluss als gerade und<br />

gewinkelte Variante für Schlauchaußendurchmesser<br />

von acht, zehn und zwölf<br />

Millimetern. Auf der Einschraubseite<br />

trägt er ein G1/4-Gewinde.<br />

NEUHEIT BASICLINE<br />

ARBEITSDRUCKBEREICH:<br />

VON 0 BIS 16 BAR<br />

Der neue Steckanschluss im Programm<br />

14 der BASICLINE ist der erste voll drehbare<br />

Anschluss im Eisele-Sortiment.<br />

Möglich wird die Drehbewegung durch<br />

ein Hybrid-Kugellager aus Edelstahl mit<br />

Keramikkugeln, das für Drehzahlen bis<br />

800 Umdrehungen pro Minute zugelassen<br />

ist. Edelstahlvarianten, die dann<br />

auch für andere Betriebsmedien geeignet<br />

sind, werden folgen.<br />

Die Eigenschaften im Überblick:<br />

- Arbeitsdruckbereich:<br />

von 0 bis 16 bar<br />

- Bauformen: gerade und gewinkelt<br />

- Schlauchaußendurchmesser:<br />

8 mm, <strong>10</strong> mm, 12 mm<br />

- Einschraubgewinde: G1/4<br />

- Maximale Drehzahl: 800 U<br />

-1<br />

8.11.–<strong>10</strong>.11.<strong>2017</strong><br />

Bad Salzuflen<br />

Halle 21, Stand A12<br />

NEUHEIT BASICLINE<br />

MAXIMALE DREHZAHL: 800 U -1<br />

EISELE PNEUMATICS<br />

GMBH & CO. KG<br />

Hermann-Hess-Straße 14-16<br />

71332 Waiblingen<br />

Tel.: +49 7151 1719-0<br />

info@eisele.eu<br />

www.eisele.eu<br />

MN 7


Anzeige<br />

BESON<strong>DER</strong>E AUFGABEN<br />

ERFOR<strong>DER</strong>N BESON<strong>DER</strong>E<br />

LÖSUNGEN<br />

LEANTECHNIK präsentiert zwei neue Zahnstangengetriebe<br />

für extreme Anwendungen<br />

lean S ® L 5.5<br />

- Hubkräfte bis 25.000 N<br />

- Hubgeschwindigkeit bis 0,6 m/s<br />

- Beschleunigung bis 30 m/s 2<br />

- Gewicht 44 kg<br />

Für den Einsatz in Verpackungsanlagen<br />

oder das Handling schwerer<br />

Lasten sind Standard-Getriebe ungeeignet.<br />

LEANTECHNIK hat jetzt mit<br />

den rundgeführten Zahnstangengetrieben<br />

lean SL ® 5.m und lean SL ® 5.5.<br />

zwei genau auf diese Anwendungsbereiche<br />

abgestimmte Produkte entwickelt.<br />

Komponenten in Verpackungsanlagen<br />

müssen möglichst leicht sein, damit<br />

die Maschinen hohe Prozessgeschwindigkeiten<br />

erreichen können. Das neue<br />

Zahnstangengetriebe lean SL ® 5.m wiegt<br />

deshalb in der Ausführung mit Profilwelle<br />

nur 0,36 kg und lässt sich dank<br />

seiner extrem kompakten Abmessungen<br />

selbst in kleinste Bauräume integrieren.<br />

Das lean SL ® 5.m bietet eine Hubkraft<br />

von 300 N und ist für Hubgeschwindigkeiten<br />

von bis zu 0,6 m/s und Beschleunigungen<br />

von bis zu 30 m/s 2 ausgelegt.<br />

Das neue Getriebe lean SL ® 5.5 erzielt<br />

dagegen Hubkräfte von bis zu 25.000 N<br />

und kann deshalb auch extrem schwere<br />

Lasten heben – z. B. in Kommissionier-<br />

Stapelanlagen. Bei gleichen Hubgeschwindigkeits-<br />

und Beschleunigungswerten<br />

weist das lean SL ® 5.5 weitaus größere<br />

Abmessungen auf als das lean SL ® 5.m<br />

und ist mit einem Gewicht von rund 44 kg<br />

auch deutlich robuster.<br />

lean SL ® 5.m<br />

- Hubkräfte bis 300 N<br />

- Hubgeschwindigkeiten bis 0,6 m/s<br />

- Beschleunigung bis 30 m/s 2<br />

- Gewicht 0,36 kg<br />

LEANTECHNIK AG<br />

Im Lipperfeld 7c<br />

46047 Oberhausen<br />

Tel.: +49 208 49525-0<br />

info@leantechnik.com<br />

www.leantechnik.com<br />

MN 8


Anzeige<br />

MEHR BAUGRÖSSEN<br />

FÜR MODULARE<br />

INDUSTRIEGETRIEBE<br />

NORD DRIVESYSTEMS präsentiert zwei neue<br />

Industriegetriebe für Nenndrehmomente von<br />

15 bzw. 20 kNm<br />

das neue, kleinste<br />

Getriebe der Baureihe<br />

Industriegetriebe<br />

von NORD DRIVESYSTEMS<br />

schaffen große Flexibilität bei<br />

der Antriebsausstattung, zum<br />

Beispiel mit Doppelantrieb<br />

und Motorschwinge.<br />

das größte Getriebe<br />

der Baureihe<br />

Die Baureihe umfasst damit nun elf<br />

Getriebegrößen, die Abtriebsmomente<br />

bis 250 kNm erreichen. Die Flexibilität zur<br />

anwendungsspezifischen Konfiguration<br />

ist bei diesen Antrieben besonders hoch.<br />

Der modulare Systembaukasten umfasst<br />

Doppelgetriebe, Hilfsantriebe, Bremsen,<br />

Drehmomentstützen, Rücklaufsperren,<br />

Motorschwingen und ab sofort auch<br />

Extruderflansche. Zudem gibt es vielfältige<br />

Optionen für Dichtungen, Temperaturmanagement<br />

und Überwachung.<br />

Die Getriebe können auf allen sechs<br />

Seiten aufgestellt werden. Übersetzungen<br />

können mit zwei, drei oder vier Getriebestufen<br />

und bei Bedarf mit Vorgetriebe im<br />

Bereich von 5,54 : 1 bis über 30.000 : 1<br />

feingestuft konfiguriert werden.<br />

NORD fertigt alle Industriegetriebe mit<br />

einem einteiligen Blockgehäuse. Daraus<br />

ergeben sich besonders hohe Leistungsdichten,<br />

kompakte Abmessungen, hohe<br />

Belastbarkeiten und lange Lebensdauern.<br />

NORD projektiert auf Basis der Industriegetriebe<br />

komplette Antriebssysteme für<br />

den Schwerlastbetrieb mit Motoren und<br />

Antriebselektronik für Fördertechnik,<br />

Pumpen und Rührwerke. Hauptanwendungsgebiete<br />

liegen im Schüttguthandling,<br />

in der Zementindustrie, in der Stahlindustrie,<br />

in der Verfahrenstechnik, in<br />

der holzverarbeitenden Industrie, in der<br />

Zuckerindustrie und in der Abwasseraufbereitung.<br />

8.11.–<strong>10</strong>.11.<strong>2017</strong><br />

Bad Salzuflen<br />

Halle 20, Stand D2.2<br />

GETRIEBEBAU NORD<br />

GMBH & CO. KG DRIVESYSTEMS<br />

Getriebebau-Nord-Straße 1<br />

22941 Bargteheide<br />

Tel.: +49 4 532 289-0<br />

info@nord.com<br />

www.nord.com<br />

MN 9


Anzeige<br />

MEHR ERGONOMIE<br />

AM ARBEITSPLATZ<br />

Geräteträger- und Höhenverstellsysteme<br />

für große Lasten<br />

Höhenverstellsystem<br />

GTV Abgang oben<br />

Oberste Position –<br />

Gasdruckfeder<br />

ausgefahren<br />

HMI Arbeitsplätze sind die Steuerzentrale<br />

von Industrieanlagen und für viele Bediener<br />

der Hauptarbeitsplatz in der Produktion.<br />

Für eine optimale und ergonomische<br />

Bedienposition hat ROSE Systemtechnik<br />

eine funktionale Einheit entwickelt: das<br />

Geräteträgersystem GTL in Kombination<br />

mit dem Höhenverstellsystem GTV.<br />

Das Höhenverstellsystem GTV basiert auf<br />

etablierten Standardkomponenten und<br />

wurde für die hohen Lasten von Steuergehäusen<br />

konzipiert, die an sehr beengten<br />

Arbeitsplätzen aus dem Arbeitsraum<br />

geschwenkt werden müssen. Es bietet<br />

folgende Vorteile:<br />

- Lastbereich von 20 bis 60 kg<br />

- fünf Gewichtsbereiche à 8 kg<br />

- vier Basisvarianten<br />

- universelle, geschützte Kabelführung<br />

- Kabelöffnung mit 70 x 30 mm<br />

Unterste Position –<br />

Gasdruckfeder<br />

eingefahren<br />

Anbindung über die Geräteträgersysteme<br />

GTN II und GTL<br />

Höhenverstellsystem<br />

GTV Abgang unten<br />

Während das Steuergehäuse über das bekannte<br />

und bewährte Geräteträgersystem<br />

GTN II angebunden wird, erfolgt die maschinenseitige<br />

Anbindung des GTV über<br />

das neue Standardgeräteträgersystem<br />

GTL. Mit einer maximalen Auslegerlänge<br />

von drei Metern und einer breiten Auswahl<br />

an Systemaufbauten und Komponenten<br />

deckt das GTL einen sehr großen<br />

Anwendungsbereich ab.<br />

- für schwere Lasten bis zu 125 kg<br />

- für den Einsatz im anspruchsvollen<br />

Umfeld des Maschinenbaus<br />

- elegante und harmonische Form<br />

- lichtgrau mit Pulverlack versehen<br />

- einfach horizontal auszurichten<br />

- Schutzart IP 54<br />

- Kabeldurchführung von 70 mm<br />

8.11.–<strong>10</strong>.11.<strong>2017</strong><br />

Bad Salzuflen<br />

Halle 21, Stand E28<br />

ROSE SYSTEMTECHNIK GMBH<br />

Erbeweg 13–15<br />

32457 Porta Westfalica<br />

Tel.: +49 571 5041-0<br />

rose@rose-pw.de<br />

www.rose-pw.de<br />

MN <strong>10</strong>


WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

KLEBEBÄN<strong>DER</strong> FÜR MULTI-MATERIAL-VERBINDUNGEN<br />

www.3m.de<br />

Eine neue Generation der VHB-Klebebänder für Multi-Material-Verbindungen<br />

und den Einsatz bei hohen Temperaturen hat 3M herausgebracht. Die Klebebänder<br />

der GPH-Serie mit hoher Soforthaftung sind besonders anpassungsfähig und<br />

widerstehen kurzfristig Temperaturen bis 230 °C. So eignen sie sich z. B. für<br />

Pulverlackierungen oder Nasslackierungen. Auf Metall, Glas, Keramik und<br />

Kunststoffen wie Hart-PVC, ABS oder Polycarbonat zeigen sie durch Einsatz eines<br />

speziellen Acrylat-Klebstoffs eine verbesserte Anfangshaftung. So können<br />

Bauteile schnell wieder bewegt und weiterverarbeitet werden, und es braucht<br />

nur ein einziges Klebeband für Multi-Material-Verklebungen. Der weiche<br />

Acrylat-Schaum passt sich bei der Verklebung von rauen Materialien gut an.<br />

Einsatzbereiche gibt es z. B. in der Metallverarbeitung, im Maschinen- und<br />

Sonderfahrzeugbau, im Tür- und Fensterbau oder bei der Konstruktion von<br />

Schildern, Displays, Lichtreklamen und Haushaltsgeräten.<br />

HITZEBESTÄNDIGE<br />

DUPLEX-MAGNETFOLIE<br />

Die Magnetfolie 200 aus der<br />

Graviflex-Serie von Schallenkammer<br />

besitzt eine hohe<br />

Haftkraft und eine Hitzebeständigkeit<br />

von bis zu 200 °C. Das<br />

Unternehmen liefert diese<br />

Magnetfolie in einer unbehandelten<br />

Ausführung sowie auch<br />

mit farbig beschichteten<br />

Oberflächen. Diese Magnetfolie<br />

zeichnet sich durch drei sehr<br />

vorteilhafte Eigenschaften aus:<br />

Sie ist beidseitig permanentmagnetisch,<br />

hat eine stattliche<br />

Haftkraft von 130 g/m 2 und ist<br />

dauerhaft für Einsatztemperaturen<br />

von 120 °C ausgelegt. Dank<br />

dieser Merkmale erweist sich die<br />

Folie als universeller Problemlöser<br />

für viele Aufgaben in Betrieb, Büro,<br />

Werkstatt, Labor, Logistik und<br />

Produktion. Ein weiterer Pluspunkt<br />

der Magnetfolie ist ihre<br />

gute mechanische Bearbeitbarkeit.<br />

Sie lässt sich beispielsweise<br />

sehr einfach manuell oder<br />

maschinell schneiden und<br />

stanzen. Aus diesem Grund liefert<br />

der Hersteller die Folie nicht nur<br />

als 6<strong>10</strong> mm breites Halbzeug auf<br />

Rolle (Lauflänge bis 15 m),<br />

sondern fertigt daraus auch<br />

Formteile nach kundenspezifischen<br />

Vorgaben.<br />

<strong>DER</strong> PÖPPELMANN EFFEKT:<br />

Sonderteile in<br />

Rekordzeit.<br />

Tag<br />

Woche<br />

Monat<br />

Sebastian und sein Team<br />

haben diesen Griffstopfen nach<br />

Prüfung der Machbarkeit in nur<br />

einem Monat als individuellen<br />

Kundenartikel entwickelt und<br />

zur Serienreife gebracht.<br />

Mehr Details zur Umsetzung auf<br />

der Überholspur finden Sie hier:<br />

www.kapsto-fastlane.com<br />

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optionales Leistungsangebot:<br />

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Wir machen das.<br />

Schneller.<br />

09. – 11. Oktober <strong>2017</strong><br />

Stuttgart<br />

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17. – 21. Oktober <strong>2017</strong><br />

Friedrichshafen<br />

Halle B5, Stand B5-5<strong>10</strong>7<br />

www.schallenkammer.de<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 69


WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

FASZINIERENDE EIGENSC<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Technischer Fortschritt hängt entscheidend von<br />

Werkstoffen ab, die die Basis für leistungsstarke<br />

Komponenten und Systeme sind. Einer dieser<br />

Werkstoffe ist Siliziumnitrid. Diese Hochleistungskeramik<br />

zeichnet sich durch eine<br />

Kombination außergewöhnlicher Eigenschaften<br />

aus, stellt aber auch hohe Anforderungen an die<br />

Verarbeitung.<br />

Siliziumnitrid (Si3N4) gilt als relativ junger Werkstoff, denn er<br />

wurde erst in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts zur<br />

industriellen Anwendungsreife gebracht. Damals ging es<br />

darum, für bestimmte, hohen mechanischen und thermischen<br />

Belastungen ausgesetzte Komponenten in Turbinen und Verbrennungsmotoren<br />

eine Alternative zu metallischen Werkstoffen<br />

zu finden, um höhere Betriebstemperaturen und somit höhere<br />

Wirkungsgrade erreichen zu können. Wegen der hohen Anforderungen<br />

an die Bearbeitung, von der Herstellung der pulverförmigen<br />

Ausgangsstoffe über die Formgebung bis hin zum Sintern und den<br />

damit verbundenen hohen Kosten, wurde der Werkstoff bislang<br />

vorwiegend für spezielle Anwendungsfälle genutzt.<br />

EIGENSCHAFTEN UND ANWENDUNGEN<br />

Siliziumnitrid hat eine niedrige Dichte von 3,2 bis 3,3 g/cm³ und ist<br />

damit fast so leicht wie das Leichtmetall Aluminium mit 2,7 g/cm³,<br />

die Biegefestigkeit beträgt bis zu <strong>10</strong>00 MPa. Si 3<br />

N 4<br />

zeichnet sich darüber<br />

hinaus durch eine hohe Verschleißfestigkeit aus und hat bessere<br />

Hochtemperatureigenschaften als die meisten Metalle, wozu<br />

auch Hochtemperaturfestigkeit und Kriechbeständigkeit gehören.<br />

SILIZIUMNITRID IST EIN<br />

LEICHTBAUWERKSTOFF FÜR<br />

EXTREME ANSPRÜCHE<br />

Weitere Besonderheiten sind ein niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient<br />

und damit eine sehr gute Temperaturwechselbeständigkeit<br />

(Thermoschockbeständigkeit) sowie eine hohe Bruchzähigkeit<br />

(7 MPam1/2).<br />

Werkstücke aus Si 3<br />

N 4<br />

sind deshalb unempfindlich gegen Stöße<br />

und Schläge. Diese Werkstücke ertragen Einsatztemperaturen von<br />

bis zu 1300 °C, sind beständig gegen korrosive Einwirkungen und<br />

Chemikalien wie starke Säuren und Laugen sowie bestimmte<br />

schmelzflüssige Metalle, beispielsweise Aluminium.<br />

Wegen all dieser Eigenschaften eignet sich Siliziumnitrid ideal für<br />

Komponenten, die eine hohe mechanische Festigkeit – auch unter<br />

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


HAFTSVIELFALT<br />

Tabelle: Werkstoffeigenschaften von Siliziumnitrid<br />

schlagartigen Beanspruchungen – aufweisen sowie hohe Betriebstemperaturen,<br />

korrosive Medien und verschleißende Belastungen dauerhaft ertragen müssen.<br />

Anwendungsbeispiele sind Bauteile für Verbrennungsmotoren, Triebwerke und<br />

andere energie- wie auch chemietechnische Anlagen, hochbeanspruchte Dichtungen<br />

und Lager aller Art, Pumpenräder für aggressive Medien, Führungen für durchlaufende<br />

Güter wie Draht, Fasern und Fäden sowie Schneid- und Zerspanungswerkzeuge<br />

für schwer zerspanbare Werkstoffe. Bemerkenswert ist in diesem Fall,<br />

dass die Prozesse ohne Kühlschmiermittel und bei höchster Geschwindigkeit<br />

durchgeführt werden können. Weitere Anwendungsbeispiele sind Werkzeuge für<br />

die Umform- und die Gießereitechnik, die wesentlich höhere Standzeiten erbringen<br />

als Stahlbauteile.<br />

PROZESS-KNOW-HOW<br />

Der Keramikspezialist Sembach verfügt über eine im Laufe von vielen Jahrzehnten<br />

gewonnene Erfahrung in der Konstruktion, Formgebung und Fertigung von Werkstücken<br />

aus Hochleistungskeramik. Mit seiner modernen Fertigungsausstattung ist<br />

Sembach in der Lage, durch Spritzgießen, Trockenpressen und die Bearbeitung<br />

mit einer 5-Achs-Fräsmaschine komplex geformte Prototypen wie auch Großserienteile<br />

aus gesintertem Siliziumnitrid (SSN) wirtschaftlich herzustellen.<br />

Sembach steht somit bereit, um bei der Weiterentwicklung und Erschließung neuer<br />

Anwendungsgebiete von Siliziumnitrid, das wegen seiner vielfältigen Eigenschaften<br />

als “Königsklasse unter den Hochleistungskeramiken” angesehen werden<br />

kann, kompetent mitzuwirken.<br />

www.sembach.de


WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

WÄRME AUF DEN PUNKT<br />

Dort, wo in der Kunststoffverarbeitung<br />

Wärmeprozesse gefordert sind, können moderne<br />

Infrarotsysteme nicht nur Vorteile in den Prozess<br />

sondern auch in die Maschinen- bzw.<br />

Anlagenkonstruktion einbringen.<br />

INFRAROT-SYSTEME IN ANLAGEN<br />

<strong>DER</strong> AUTOMOBILFERTIGUNG<br />

Innovative Infrarot-Systeme sind das Rückgrat vieler<br />

Wärmeprozesse in einer modernen Automobilfertigung.<br />

Bei der Fertigung von mindestens 200 Teilen eines Autos<br />

kommt heute ein Infrarot-Strahler von Heraeus Noblelight<br />

zum Einsatz. Verchromte Innenverkleidungen, geformte<br />

Autoteppiche, Airbag-Gehäuse und Lenkradkappen,<br />

Dachhimmel, Handschuhfächer, Zierleisten oder Stoßfänger<br />

– viele Teile eines Autos sind aus Kunststoff gefertigt. So<br />

vielfältig die Kunststoffteile sind, so individuell sind auch<br />

die Infrarot-Lösungen für die erforderlichen Wärmeprozesse.<br />

Eines haben sie alle gemeinsam, die Infrarot-Systeme sind<br />

genau auf Produkt und Prozess abgestimmt und sparen so<br />

Energie, Zeit und Kosten. Wer die Prozesse genau kennt,<br />

kann damit die Qualität verbessern und Energie sparen.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

SCHNELLER, ENERGIE- UND PLATZ-<br />

SPAREND – INFRAROT-STRAHLER<br />

OPTIMIEREN DAS VAKUUMKASCHIEREN<br />

Optimal angepasste Infrarot-Systeme von Heraeus tragen erheblich<br />

zur Produktionsverbesserung von Autoinnenausstattungen<br />

bei. Der Einsatz von Infrarot-Strahlern bei der<br />

Vakuumkaschiertechnik des Anlagen- und Technologielieferanten<br />

3CON reduziert Taktzeiten um 5 s, senkt den Platzbedarf<br />

um mehrere Quadratmeter und spart bis zu 30 % Energie.<br />

3CON setzt als erster Hersteller von Vakuumkaschieranlagen für<br />

Automobilanwendungen Heraeus-Infrarot-Strahler zur Aufheizung<br />

von PVC-Folien und Folien aus thermoplastischen Polyolefin<br />

(TPO) ein. „Im Gegensatz zu den früher genutzten Quarzgutstrahlern<br />

durchwärmen die Heraeus-Infrarot-Strahler die Folien schneller<br />

und sparen gleichzeitig enorm an Energie und Folienmaterial“,<br />

so Georg Schemmerer, Vertriebsleiter bei 3CON. „Das ist ein großer<br />

technologischer Fortschritt für diese bereits lange am Markt verfügbare<br />

Anwendung.“<br />

Türen, Mittelkonsole oder Instrumententafel eines Autos bestehen<br />

aus Kunststoff- oder Naturfaserträgerteilen die häufig mit einer<br />

Schaumfolie überzogen werden. Das Klebstoffsystem wird dabei<br />

vorab auf die Folie oder das Trägerteil appliziert. Die Folie wird<br />

dann mit Hilfe der Vakuumkaschiertechnologie auf das Trägerteil<br />

kaschiert.<br />

Durch Versuchsreihen wurden bei 3CON die perfekt passenden<br />

Infrarot-Strahler zu den eingesetzten Folien ermittelt und mit der<br />

von 3CON entwickelten Strahleransteuerung kombiniert. Das<br />

Ergebnis war eine Verkürzung der Taktzeit um etwa 5 s und eine<br />

gezieltere Durchwärmung oder Oberflächenerwärmung je nach<br />

Klebstofftyp.<br />

Bisher eingesetzte Quarzgutstrahler benötigen meist eine Standby-Ansteuerung<br />

für eine permanente Vorheizung von etwa 30 %,<br />

was bei den Infrarot-Strahlern nicht erforderlich ist. Sie werden nur<br />

dann eingeschaltet, wenn Wärme tatsächlich benötigt wird. Dadurch<br />

wird die Peripherie der Anlage nicht unnötig erhitzt und<br />

zudem eine erhebliche Energieeinsparung realisiert.<br />

Nicht zuletzt ermöglichte der Umstieg auf die moderneren Strahler<br />

eine deutliche Einsparung von Platz. Früher mussten die Unterheizkörper<br />

herausfahrbar sein, um notfalls eine Überhitzung oder einen<br />

Folienbrand zu vermeiden. Da schnelle mittelwellige Infrarot-Strahler<br />

aufgrund ihrer geringeren Masse nach dem Ausschalten sehr<br />

schnell abkühlen, ist das heute nicht mehr nötig. Damit konnte der<br />

Platz für die zusätzliche Parkposition von etwa 6 m 2 eingespart<br />

werden.<br />

Bild: 3CON<br />

www.heraeus-noblelight.de<br />

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


THERMOPLASTISCHES ELASTOMER:<br />

VERUNREINIGUNGEN ERKENNEN<br />

Eine bessere Erkennbarkeit von Lebens mittel-<br />

Verunreinigungen ermöglichen Förderbänder<br />

aus Hytrel TPC-ET von Dupont. Das röntgenund<br />

metalldetektierbare thermoplastische<br />

Elastomer ist flexibel wie Gummi, ist dabei<br />

besonders stark und verarbeitungsfähig. Als<br />

Copolyester weist es zudem thermische und<br />

chemische Beständigkeit auf. Bei der Herstellung<br />

kooperierte Dupont mit dem Förderband-Spezialisten Esbelt. Der Werkstoff eignet<br />

sich auch für Konstruktionen mit komplexem Anforderungsprofil. Die Förderbänder sind<br />

leicht, reduziert im Stromverbrauch, laufruhig und kommen ohne Schmiermittel aus.<br />

Ein ähnlicher Werkstoff ist das röntgen- und metalldetektierbare Polyacetal Delrin, das<br />

besonders verschleißfest und reibungsarm ist. Es sorgt für eine gute Detektierbarkeit<br />

für die Kontaminationskontrolle an modularen Förderbändern. Alle Thermoplasten des<br />

Herstellers erfüllen die EU-Vorgaben zu Materialien mit Lebensmittelkontakt und der<br />

US-Arzeimittelbehörde FDA.<br />

www.dupont.com<br />

WERKTSTOFF FÜR HOHE DREHZAHLEN IM DAUERBETRIEB<br />

Igus hat einen schmier- und wartungsfreien<br />

Gleitlagerwerkstoff für besonders hohe<br />

Geschwindigkeiten im Dauerbetrieb<br />

vorgestellt. Im Vergleich zu anderen<br />

Lösungen wie metallischen Sinterlagern ist<br />

die Belastbarkeit gegenüber Stößen und<br />

Kantenpressung wesentlich höher und der<br />

Verschleiß geringer. Während Sinterlager<br />

bei noch höheren Drehzahlen spürbar an<br />

ihre Grenzen kommen, blieben die Reibund<br />

Verschleißwerte bei Gleitlagern aus<br />

dem neuen Werkstoff konstant niedrig. Die<br />

Wärmedehnung ist gering und der Einsatz bei Temperaturen bis zu 2<strong>10</strong> °C möglich.<br />

Aufgrund der geringen Feuchtigkeitsaufnahme ist auch der Kontakt mit unterschiedlichen<br />

Medien unbedenklich. Iglidur L350 eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen,<br />

von Ventilatoren, Lüftern und Elektromotoren bis hin zu Haushaltsgeräten. Es ist<br />

eine Alternative zu ölimprägnierten Sinterlagern, sowohl für die Erstinstallation wie für<br />

den Retrofit. Die Lager sind online berechen- und bestellbar.<br />

In 12.603<br />

Baugrössen aus<br />

dem Shop<br />

www.igus.de<br />

HITZEBESTÄNDIGES UND BIEGSAMES KERAMIKBAND<br />

Mit einer Hitzebeständigkeit bis zu 1 <strong>10</strong>0 °C<br />

und einer extremen Biegsamkeit ermöglicht<br />

das Keramikband von Hause Isotec<br />

vielfältige Anwendungen in unterschiedlichen<br />

Branchen. Der neue Hybridwerkstoff<br />

beweist, dass Robustheit, Temperaturbeständigkeit<br />

und Härte nicht im Widerspruch<br />

zur Flexibilität stehen. Das Keramikband<br />

besteht aus einer <strong>10</strong>0 µm dicken<br />

Metallfolie, die in einem speziell vom<br />

Hersteller entwickelten Prozess gleichmäßig<br />

mit einer µm-genauen Keramikschicht rundum überzogen wird. Das Gesamtpaket<br />

ist ca. 250 µm dick. Aufgrund ihres höheren Materialanteils bestimmt die Keramik die<br />

Haupteigenschaften des Verbundstoffs. Der metallische Kern dient nur als Trägermaterial<br />

und macht das Band mit einem Biegeradius von 3 mm extrem biegsam. Andere<br />

Biegeradien sind optional möglich.<br />

www.iso-tec.de<br />

www.federnshop.com<br />

(+49) 07123 960-192<br />

federnshop.com<br />

Info<br />

Katalog Berechnung Anfrage Blog


WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

ABGEDICHTET<br />

ABGEDICHTET<br />

SAUBER<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Der finnische Systemanbieter für<br />

Gebäudetechnik und Infrastruktur Uponor hat<br />

ein innovatives Mehrschichtverbundrohr<br />

entwickelt, das ohne Schweißnaht auskommt.<br />

Damit die Rohre beim Transport nicht<br />

verschmutzen, verschließt sie Uponor mit<br />

ergonomischen Griffstopfen aus Kunststoff.<br />

Uponor zählt zu den weltweit führenden Anbietern von<br />

Systemen und Lösungen für die hygienische Trinkwasserversorgung,<br />

energieeffizientes Heizen und Kühlen und eine<br />

zuverlässige Infrastruktur. Das Unternehmen mit Sitz im<br />

südfinnischen Vantaa bei Helsinki ist in einer Vielzahl von Märkten<br />

im Bausektor aktiv – vom Wohnungs- und Gewerbebau bis hin zu<br />

Industrie und Tiefbau.<br />

Die neueste wichtige Innovation ist Uponor Uni Pipe Plus, das<br />

erste Mehrschichtverbundrohr mit einer extrudierten Aluminiumschicht<br />

ohne Schweißnaht. Die von Uponor selbstentwickelte Technologie<br />

erlaubt bei Ringmaterial einen um 40 % engeren Biegeradius<br />

und bei Stangenmaterial einen um 30 % größeren Schellenabstand<br />

als bei herkömmlichen Verbundrohren.<br />

TECHNIK FÜR ZUVERLÄSSIGE SAUBERKEIT<br />

Uponor Uni Pipe Plus ist in Nennwerten von 16 bis 32 mm erhältlich.<br />

Damit die hochwertigen Mehrschichtverbundrohre während<br />

des Transports nicht verunreinigt, sondern sauber beim Kunden<br />

angeliefert werden, verschließt Uponor jedes Rohr mit speziellen<br />

Schutzelementen von Pöppelmann Kapsto. Damit erfüllt Uponor<br />

die Vorgaben der Norm DIN EN 806-4, in der es zur Handhabung<br />

der Materialien heißt: „Rohre, Fittings und andere Bauteile müssen<br />

geschützt und sorgfältig behandelt und gelagert werden, um Beschädigungen<br />

zu vermeiden sowie Verunreinigung durch Schmutz,<br />

Baustoffe, Ungeziefer und sonstiges Fremdmaterial vorzubeugen.“<br />

Pöppelmann Kapsto stellt seit mehr als fünfzig Jahren am Firmensitz<br />

im niedersächsischen Lohne Kappen und Stopfen aus Kunststoff<br />

her. Das kontinuierlich erweiterte Normteileprogramm umfasst<br />

derzeit mehr als 3 000 unterschiedliche Artikel, die permanent<br />

direkt ab Lager verfügbar sind. Neben dem umfangreichen Standardprogramm<br />

entwickeln die Ingenieure bei Pöppelmann in enger<br />

partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit den Kunden jedoch auch<br />

individuelle Sonderlösungen – so auch für die Mehrschichtverbundrohre<br />

von Uponor.<br />

DAS BESTE KOMBINIERT<br />

Bisher verwendete Uponor zum Verschließen der Verbundrohre<br />

größtenteils verschiedene Ausführungen der Kapsto-Normreihe<br />

GPN 3<strong>10</strong>. Diese flachen, aus Polyethylen (PE-LD) hergestellten<br />

Griffstopfen lassen sich zum Schutz von Bohrungen und Innengewinden<br />

vielseitig einsetzen. Ihre flexiblen Lamellen erlauben es,<br />

große Toleranzen zu überbrücken. Ein handliches Griffstück auf<br />

der Oberseite vereinfacht zudem die Handhabung.<br />

Für die neue Uni-Pipe-Plus-Serie zog Uponor jedoch das Klemmverhalten<br />

der Baureihe GPN 330 vor. „Dieser Griffstopfen eignet<br />

sich hervorragend für Rohrleitungen mit Überwurfmutter: Er verfügt<br />

über spezielle Lamellen, die in das Gewinde einrasten und die<br />

Überwurfmutter am Leitungsende positionieren“, sagt Thorsten<br />

Koldehoff, Kapsto-Vertriebsleiter bei Pöppelmann. Da die längliche<br />

Grifflasche der Normserie GPN 330 jedoch nicht dem Design der<br />

von Uponor aktuell verwendeten Griffstopfen entsprach, entwickelte<br />

Pöppelmann eine Sonderausführung. Im Dialog mit dem<br />

Verbundrohrhersteller entstand ein individueller Griffstopfen, der<br />

das Klemmverhalten des GPN 330 mit dem flachen Grifflaschen-<br />

Design der Serie GPN 3<strong>10</strong> kombiniert.<br />

Die Sonderentwicklung entspricht hundertprozentig den Anforderungen<br />

von Uponor: „Die GPN-330-Stopfen konnten bereits vorab<br />

eine optimale Klemmung aufweisen; die ersten Muster der Sonderlösung<br />

erfüllten unsere Vorstellungen in dieser Hinsicht in vollem<br />

Umfang“, lobt Uponor-Produktmanager Albrecht Reder. Der<br />

Weg für die Serienfertigung war damit frei.<br />

www.poeppelmann.com/de<br />

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


FLAMMWIDRIGES PBT FÜR ELEKTRONIK IM AUTO<br />

Für sicherheitsrelevante Bauteile in feuchtheißer<br />

Umgebung, etwa unter der Motorhaube, bietet<br />

Lanxess mehrere PBT-Kunststoffe an. Pocan BF 4232<br />

HR z. B. eignet sich für Antriebe von Elektroautos, in<br />

denen die Anforderungen an den Flammschutz<br />

wegen der höheren Stromstärken strenger sind.<br />

Der Werkstoff erfüllt die US-Flammschutzprüfung<br />

UL 94. Die Hydrolysebeständigkeit des Werkstoffs<br />

bestätigte der Klimaalterungstest bei 85 °C und<br />

85 % relativer Luftfeuchte, der in vielen Lastenheften<br />

vorgeschrieben ist. Für geometrisch komplexe,<br />

großflächige Gehäuseteile bietet der Hersteller das<br />

verzugsarme und flammgeschützte Pocan AF 4130<br />

an. Das Blend aus PBT und ASA sorgt für Oberflächenqualitäten, die gemäß einer Thermodesorptionsanalyse<br />

nach VDA 278 sehr emissionsarm sind. In Verarbeitungsverhalten und chemischer<br />

Resistenz optimiert ist Pocan B 3233 HR. Mit ihm lassen sich bei kleinen Wanddicken längere<br />

Fließwege realisieren als mit Standard-PBT-Typen.<br />

www.lanxess.com<br />

VERBUNDMATERIAL MIT HOHEM FASERVOLUMENANTEIL<br />

Mit dem neuen Werkstoff Hicompelt lassen sich Carbon<br />

oder Glasfasergelege mit besonders hohem Faseranteil<br />

herstellen. Im T-RTM-Verfahren produziert die Firma<br />

Handtmann Elteka dieses innoative Verbundmaterial. Es<br />

bietet zahlreiche Produktionsvorteile und ist interessant<br />

für die Automobil- und Luftfahrtbranche. Auch in punkto<br />

Reparatur- und Recyclingfähigkeit schlägt das Unternehmen<br />

mit dem Werkstoff neue Wege ein. Durch die Verwendung<br />

von dünnflüssigen Gusspolyamiden PA 6C oder dem<br />

hochwertigeren PA 12C Lauramid als Matrixwerkstoff<br />

kann ein besonders hoher Faservolumenanteil von bis zu<br />

65 % erzielt werden. Mit diesen beiden Thermoplasten<br />

werden Carbonfaser-, Glasfaser- oder auch Mischgelege<br />

infiltriert und in einem Near-Net-Shape-Verfahren<br />

endkonturnah hergestellt. Der Werkstoff ist prädestiniert<br />

für all jene Anwendungsfelder, in denen hohe Bauteilfestigkeit,<br />

aber möglichst niedriges Bauteilgewicht<br />

gewünscht wird.<br />

Motek<br />

09.-12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

..........................................<br />

Halle 6 I Stand 6<strong>10</strong>6<br />

Verdrehgesicherte<br />

Führung wirtschaftlich<br />

realisieren:<br />

Drehmoment-Kugelbuchsen<br />

von Dr. TRETTER<br />

• leicht und kompakt<br />

• hohe Drehzahlen und<br />

Verfahrgeschwindigkeiten<br />

• verdrehgesichert geführt<br />

• montagefreundlich<br />

• leichtgängige/spielfreie<br />

Führung<br />

• Nutwellen:<br />

gezogen/geschliffen<br />

• Ø 4–<strong>10</strong>0 mm, max. 5 m lang<br />

• rostarm bis Ø 25 mm<br />

www.leichtbau-bw.de<br />

UV-SCHUTZ FÜR KUNSTSTOFF-COMPOSITES<br />

Eine UV-, witterungs- und chemikalienbeständige<br />

Polyurethanmatrix für Composites in Außenanwendungen<br />

ist Desmocomp von Covestro. Sie basiert auf<br />

aliphatischen Isocyanaten.<br />

Der Werkstoff kann kostengünstig verarbeitet werden. Als<br />

vorteilhaft erweisen sich dabei die lange Topfzeit und<br />

anschließende schnelle Aushärtung des Produkts. Darüber<br />

hinaus zeichnet sich das Material, wie andere Polyurethan-Werkstoffe,<br />

durch hohe Reaktivität, einstellbare<br />

Viskosität und hohe Klebkraft aus. Es benetzt die Glasfasern<br />

von Composites gut und verleiht ihnen dadurch<br />

eine hohe und dauerhafte Festigkeit. Anti-Graffiti-Eigenschaften<br />

und ein guter Flammschutz runden das Profil ab.<br />

Ein aktuelles Anwendungsbeispiel kommt aus dem Bereich der Ausstattung leichter Nutzfahrzeuge:<br />

Composite-Teile aus dem Material kommen als Seitenteile der neuen System-Unit (Bild) von Sortimo<br />

zum Einsatz. Robust, stabil und wetterfest, kann sie auf Pick-ups und Pritschenfahrzeugen verstaut<br />

werden.<br />

www.covestro.com<br />

73098 Rechberghausen<br />

T +49 7161 95334-0<br />

F +49 7161 5<strong>10</strong>96<br />

www.tretter.de


WERKSTOFF- / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

LASTGERECHT KONSTRUIERT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Im Leichtbau steckt großes Potenzial für den<br />

Maschinenbau. Leichtbau hilft dabei, den<br />

Materialeinsatz zu reduzieren und Herstellungssowie<br />

Life-Cycle-Kosten signifikant zu drücken.<br />

Ein Weg zum Leichtbau ist Topologie-<br />

Optimierung.<br />

In einer Studie wurde nachgewiesen, dass sich Leichtbau durch<br />

Topologie-Optimierung schnell rechnen kann. Untersuchungsgegenstand<br />

der Studie war die Standardlösung einer statischen,<br />

gewichtsintensiven Maschinenkomponente – konkret wurde ein<br />

Nadelbettenträger, ein Teil des Gestells einer Flachstrickmaschine,<br />

in den Blick genommen und einer Topologie-Optimierung unterzogen.<br />

Mittels einer linearstatischen und einer Modalanalyse<br />

wurde das Bauteil validiert.<br />

MATERIALEINSATZ REDUZIEREN<br />

Die Materialeinsparung durch die Topologie-Optimierung lag bei<br />

rund 30 %. Das Gewicht reduzierte sich von 251,2 auf 173,8 kg. Die<br />

anfallenden Herstellungskosten gingen um knapp 7 % runter. Materialeinsparungen<br />

im Leichtbau haben generell großes Potenzial zur<br />

Reduktion der Herstellungskosten. Die anfallenden Kosten für<br />

Rohstoffe und Materialien machen laut Statistischem Bundesamt<br />

46 % des Bruttoproduktionswerts im verarbeitenden Gewerbe<br />

in Deutschland aus. Energie hat zum Vergleich nur einen Anteil<br />

von 2,1 %.<br />

Im untersuchten Business-Case haben die Materialkosten wie zu<br />

erwarten den stärksten Einfluss auf die Kosteneinsparung im Herstellungsprozess.<br />

Durch die Gewichtseinsparung muss der Hersteller<br />

auch für die Transportkosten weniger tief in die Tasche greifen,<br />

ein überaus positiver Sekundäreffekt.<br />

Für die Umsetzung der Leichtbaulösung würden einmalige Entwicklungskosten<br />

anfallen. Die Investition in diese Entwicklung<br />

wäre bei gleichbleibendem Produktionsvolumen nach acht<br />

Monaten amortisiert und würde durch die Einsparung bei den<br />

DURCH TOPOLOGIE-OPTIMIERUNG<br />

KÖNNEN DIE HERSTELLUNGSKOSTEN<br />

FÜR EIN STATISCHES BAUTEIL UM<br />

FAST 7 % GESENKT WERDEN<br />

Stückkosten mittelfristig eine höhere Rendite erwirtschaften.<br />

Weitere denkbare Effekte durch die Materialeinsparung sind möglicherweise<br />

kürzere Nachbearbeitungszeiten und Umsatzsteigerungen<br />

durch das geringere Gesamtmaschinengewicht.<br />

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


Mal was extrem Leichtes<br />

für alle Konstrukteure:<br />

01<br />

Leichtbaulager<br />

aus dem 3D-<br />

Drucker wiegen<br />

90% weniger als<br />

vergleichbare<br />

Lager.<br />

02<br />

01 Nadelbettenträger vor der Topologie-Optimierung<br />

02 Topologie-optimierter Nadelbettenträger<br />

Durchgeführt wurde die Studie beim Flachstrickmaschinenhersteller H. Stoll AG & Co. KG in<br />

Reutlingen. Die von der Leichtbau BW GmbH initiierte Arbeit entstand aus einer Kooperation<br />

des WBK Institut für Produktionstechnik Karlsruhe und des DLR Instituts für Fahrzeugkonzepte<br />

Stuttgart. Die Leichtbau BW GmbH ist eine baden-württembergische Landesagentur<br />

zur Wirtschafts-und Wissenschaftsförderung. Aufgabe des <strong>10</strong>0-prozentigen Landesunternehmens<br />

ist es, Industrie und Forschung dabei zu unter stützen, die Potenziale im<br />

Leichtbau zu heben: Die Landesagentur re präsentiert ein Netzwerk von mehr als 1 400 Unternehmen<br />

und 200 Forschungseinrichtungen, das alle Bedarfe im Leichtbau-Bereich abdeckt.<br />

WENIGER MATERIAL – WENIGER KOSTEN<br />

„Wir haben in den vergangenen Jahren bereits eine deutliche Kosten ersparnis aus unseren<br />

Maschinen herausgeholt – und jetzt noch einmal sechseinhalb Prozentpunkte auf einen<br />

Schlag. Selten haben wir in so kurzer Zeit so viel erreicht”, sagt der Entwicklungsleiter des<br />

beteiligten Unternehmens. „Mit Blick auf einen Anteil der Materialkosten am gesamten<br />

Herstellungsprozess von 46 Prozent stellt eine Kostensenkung um sechseinhalb Prozentpunkte<br />

durch Leichtbau einen erheblichen Wettbewerbsvorteil dar”, sagt der Geschäftsführer<br />

der Leichtbau BW GmbH, Dr. Wolfgang Seeliger. Gleichzeitig ließen sich auch wertvolle Ressourcen<br />

einsparen. Seeliger: "Die Anwendung des Business Cases auf den deutschen Maschinenbau<br />

würde einen reduzierten Stahlverbrauch pro Jahr von 1,53 Millionen Tonnen zur<br />

Folge haben. Dadurch könnte der jährliche CO 2<br />

-Ausstoß um rund zwei Millionen Tonnen vermindert<br />

werden, das entspricht den jährlichen Emis sionen einer Stadt wie Lübeck.“<br />

Leichtbau-Linearsysteme<br />

aus<br />

Aluminium<br />

ermöglichen<br />

hochdynamische<br />

Bewegungen mit<br />

bis zu <strong>10</strong>m/s.<br />

Gewicht und Antriebsenergie einzusparen ist ein<br />

branchenübergreifender Trend. Moderne Konstrukteure<br />

verzichten auf überflüssiges Material<br />

und konzentrieren sich auf die reine Funktion.<br />

Franke Drahtwälzlager und Leichtbau-Linearsysteme<br />

sind hierbei erste Wahl.<br />

Informieren Sie sich über Leichtbaulager<br />

aus 3D-Druck, Aluminium, Kunststoff<br />

sowie über kundenspezifische<br />

Linearsysteme aus Aluminium auf der<br />

Motek, Halle 4, Stand 4414.<br />

Oder auf www.franke-gmbh.de und<br />

www.leichtbaulager.de.<br />

Bilder: wbk Karlsruhe, H. Stoll<br />

www.leichtbau-bw.de<br />

Light Bearings for Innovation


Willkommen<br />

in der Welt der<br />

Präzision.<br />

Die Be- und Verarbeitung von Edelstahl, Aluminium und hochfesten Werkstoffen<br />

erfordert detailliertes Know-how und langjährige Praxis. Jung & Co. erreicht seit<br />

über 40 Jahren mit modernsten Technologien höchste Präzision in der Fertigung<br />

von anspruchsvollen Bauteilen und Komponenten:<br />

CNC-Fertigung – hocheffizient auf<br />

modernsten Dreh- und Fräszentren<br />

Tieflochbohren von ø 5–28 mm bis<br />

1.000 mm Länge<br />

3D-Druck in Edelstahl und Aluminium<br />

Auftragsfertigung<br />

auf höchstem Niveau.<br />

Höchste Oberflächengüten ab Ra 0,4<br />

Modernstes Messverfahren mittels<br />

Laser- und 3D-Technik<br />

Eigene Konstruktion und Montage<br />

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Jung.indd 1 24.05.<strong>2017</strong> 07:30:57<br />

AUSGEKLÜGELTER KUGELGEWINDETRIEB<br />

Einen kaltgerollten Kugelgewindetrieb<br />

(KGT), bei dem der mech a nische<br />

Wirkungsgrad über 0,9 hinausgeht,<br />

bietet Eichenberger an. In dem Carry<br />

Typ F verlassen die Kugeln im<br />

Rückführsystem den Gewindekanal<br />

in der Mutter und werden durch<br />

eine präzise Aus- sparung in der Kappe aufgefangen, direkt<br />

umgelenkt und durch den Mutternkörper zurückgeführt. In der Endkappe<br />

erfolgt wieder die Umlenkung in den Gewindegang, wo die<br />

Kugel sich einreiht, um die ihr zugedachte Aufgabe der Lastübertragung<br />

bei geringer Roll reibung zu erfüllen. Beim Übergang von der<br />

Mutter in den Um lenkungskanal rollen die Kugeln geschmeidig und<br />

geräuschlos. Die Spindeln sind im Durch messer 6 bis 40 mm in<br />

Steigungen von 2 bis 40 mm erhältlich. Das integrierte Kugelumlenkelement<br />

aus Hochleistungskunststoff wurde auch für große<br />

Stückzahlen entwickelt und lässt sich kostengünstig fertigen.<br />

www.gewinde.ch<br />

ROLLENKETTEN NAHTLOS UM DIE KURVE<br />

Tsubaki bietet kurvengängige Rollenketten, die in Förderlinien von<br />

Warenlagern die antreibenden Rollen und Bänder auch nahtlos um<br />

die Kurve führen. Diese werden wie Standardrollenketten nach den<br />

Grundmaßen der DIN gefertigt. Die Kurven-Gängigkeit wird durch<br />

ein vergrößertes Gelenkspiel realisiert. Dazu werden die Bolzen bzw.<br />

Buchsen mit einem höheren Spiel von Innen- zu Außenlasche<br />

ausgelegt. Die weiteren Standardmaße wie Kettenteilung, Rollendurchmesser<br />

und innere Breite bleiben bestehen, sodass Standardkettenräder<br />

eingesetzt werden können. Der Hersteller bietet eine<br />

kurvengängige Standardkette aus Karbonstahl, eine wartungsfreie<br />

Ausführung und eine mit erhöhtem Korrosionsschutz beschichtete<br />

oder Edelstahlvariante. Mit Anbaubauteilen lässt sich das Einsatzspektrum<br />

erweitern. Neben der Logistik eignen sich die Seitenbogenketten<br />

auch für die Herstellung und Reinigung in Hängeförderlinien<br />

der Textil-, Verpackungs- und Lebensmittelindustrie.<br />

www.tsubaki.de<br />

Intelligente Wärme macht<br />

mobile Träume wahr.<br />

Infrarot-Wärme ist intelligent,<br />

weil sie die optimale Wärmemenge<br />

immer exakt an der<br />

richtigen Stelle aufbringt. Zum<br />

Beispiel, um Kunststoffteile<br />

für Automobile zu entgraten.<br />

Gut für Ihren<br />

Wettbewerbsvorteil.<br />

Heraeus Noblelight GmbH<br />

www.heraeus-noblelight.com/infrared<br />

Ihr Kontakt zu unserem Infrarot-Team<br />

hng-infrared@heraeus.com<br />

FAKUMA<br />

Halle B1, Stand 1121<br />

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT <strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

ACE Stoßdämpfer,Langenfeld 93<br />

ASM, Moosinning9<br />

Baumer Group, Friedberg 45<br />

Blickle Räder + Rollen, Rosenfeld 30<br />

Böllhoff, Bielefeld 43<br />

Clarion Events, Bielefeld 19<br />

COG C. Otto Gehrckens<br />

GmbH & Co. KG, Pinneberg 51<br />

Covestro, Leverkusen 21<br />

DUBOSCHWEITZER, Haltern am See 41<br />

ELATECH, I-Brembilla5<br />

Faulhaber, Schönaich4.US<br />

Franke, Aalen 77<br />

GravoTech, Umkirch 87<br />

Gutekunst, Metzingen 73<br />

Halder, Achstetten 35<br />

häwa, Wain 91<br />

Hecht Kugellager, Winnenden 54<br />

Heraeus Noblelight, Hanau 78<br />

Icotek, Eschach 97<br />

IDAM, Suhl 17<br />

IEF-Werner, Furtwangen 37<br />

Igus, Köln 95<br />

Isgatec, Mannheim 44<br />

Jung & Co., Kummerfeld 78<br />

KELLER, CH-Winterthur2.US<br />

KML Linear Motion Technology,<br />

A-Wien 25<br />

KVT-Fastening, Illerrieden 32<br />

Lupold, Vöhringen 34<br />

Mädler, Düsseldorf 92<br />

maxon motor, München7<br />

Mayr, Mauerstetten 38<br />

Mechatronic News Köhler + Partner,<br />

Buchholz, MN1-MN<strong>10</strong>59-68<br />

MESAGO Messe Frankfurt, Stuttgart 31<br />

MICRO-EPSILON, Ortenburg3<br />

MOESCHTER GROUP, Dortmund 34<br />

Mulco, Garbsen 27<br />

Multec, Riedhausen 83<br />

Murtfeldt, Dortmund 71<br />

Neugart, Kippenheim 23<br />

Pöppelmann, Lohne 69<br />

Proto Labs, GB-Telford 85<br />

R+W Antriebselemente, Klingenberg 33<br />

SCHMIDT-KUPPLUNG, Wolfenbüttel 55<br />

Schunk, Lauffen 13<br />

SLF, Fraureuth 50<br />

SMC, Egelsbach 39<br />

SUSPA, Altdorf 79<br />

TOX PRESSOTECHNIK, Weingarten 53<br />

TRETTER, Rechberghausen 75<br />

Turck, Mülheim 57<br />

Turkish Machinery Group, TR-Ankara 22<br />

Beilagen:<br />

Technische Akademie Wuppertal,<br />

Wuppertal (Teilbeilage)<br />

Technische Antriebselemente,<br />

Hamburg (Vollbeilage)<br />

78 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

Heraeus.indd 1 12.09.<strong>2017</strong> 09:28:13


KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

KUPPLUNG FÜR EXTREM HOHE<br />

GESCHWINDIGKEITEN<br />

Eine Wellenkupplung für<br />

Antriebe mit extrem<br />

hoher Drehzahl ist die<br />

spielfreie und elastische<br />

Rotex GS HP von KTR. Sie<br />

erreicht Umfangsgeschwindigkeiten<br />

bis<br />

175 m/s. Haupteinsatzgebiete<br />

sind Werkzeugmaschinen<br />

sowie die<br />

Mess- und Prüfstandstechnik. Die Wellenkupplung ist ringförmig<br />

und geschlossen konstruiert. Das vermindert die radiale Verformung<br />

der Nabengeometrie. Zudem wird bei ihr auf einen<br />

Zahnkranz verzichtet. Stattdessen sind zwischen den Nocken<br />

einzelne Elastomere eingebettet. Sie werden durch die geschlossene<br />

Struktur der Kupplung in Position und Form gehalten. Die<br />

hohe Anzahl der drehmomentübertragenden Elastomersegmente<br />

reduziert die Flächenpressung auf jedes einzelne Elastomer. Das<br />

ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente bei einem<br />

geringen Außendurchmesser der Kupplung. Sie ist zunächst in<br />

drei Baugrößen erhältlich, drei weitere sollen ab 2018 folgen.<br />

www.ktr.com<br />

WÄLZLAGER MIT VERGRÖSSERTER,<br />

RADIALER LAGERLUFT<br />

Zusätzlich zu den verschiedensten<br />

Wälzlagern in Standardausführung<br />

hat Mädler jetzt auch<br />

Kugel- und Rollenlager in<br />

Ausführung C3 mit vergrößerter<br />

Lagerluft im Sortiment. Die<br />

Größe der Lagerluft ist keine<br />

Frage der Qualität, sondern<br />

muss zum Einsatzfall passen.<br />

Die meistverwendeten Wälzlager<br />

haben die normale<br />

Lagerluft. Wälzlager in Ausführung<br />

C3 haben eine größere radiale Lagerluft. Dadurch ergibt sich<br />

je nach Bauart des Lagers auch ein größeres axiales Lagerspiel.<br />

Das vergrößerte Radialspiel dient zum Ausgleich von großen<br />

Temperaturunterschieden zwischen Innen- und Außenring oder<br />

von Verformungen bei großem Passungsübermaß. Das vergrößerte<br />

Axialspiel kann zum Ausgleich großer Toleranzen der umliegenden<br />

Bauteile genutzt werden. Damit können die Toleranzen von<br />

Einbauräumen, Lagersitzbreiten und Distanzbuchsen gröber<br />

gewählt und diese Bauteile kostengünstiger hergestellt werden.<br />

www.maedler.de<br />

KETTENSPANNSYSTEME MIT INTELLIGENTEN<br />

KOMPONENTEN<br />

Ketten- und Riemenführungen von Murtfeldt sorgen für optimale<br />

Laufeigenschaften und Verschleißfestigkeit. Wartungsfrei und mit<br />

langer Gebrauchsdauer gehören sie auch in der Industrie 4.0 zu<br />

Maschinen und Anlagen. Teile der Kettenspannsysteme des<br />

Herstellers verfügen über intelligente Komponenten. Bald, so das<br />

Unternehmen, werde die vorbeugende Instandhaltung über<br />

solche Komponenten Standard sein. Dann werde sich etwa der<br />

Kettenspanner melden, wenn die Kette nachgestellt werden muss<br />

oder ein anderes Problem im Kettentrieb auftaucht. Auch Halbzeuge<br />

plant der Hersteller mit Intel ligenz auszustatten, sodass sich<br />

z. B. elektrische Eigenschaften bei Belastung verändern, und damit<br />

der Kunststoff selbst zum Sensor wird. Anforderungen an Kunststoffe<br />

im 4.0-Zeitalter erfüllten die Werkstoffe der S-plus-Gruppe<br />

des Herstellers, z. B. ein geringes Gewicht bei hoher Festigkeit,<br />

optimale Gleiteigenschaften und eine hohe Verschleißfestigkeit.<br />

www.murtfeldt.de<br />

AXIALSCHRÄGKUGELLAGER IN IMMER<br />

MEHR GRÖSSEN<br />

Die zweireihigen Axialschrägkugellager DRF/DRN von Rodriguez,<br />

die für Gewindespindeln konzipiert sind, werden kontinuierlich<br />

mit mehr Baugrößen erweitert, vor allem am oberen und unteren<br />

Ende der Baugrößen-Skala. Die vorgespannten Präzisionslager mit<br />

einem Druckwinkel von 60° nehmen sowohl radiale als auch<br />

axiale Kräfte aus beiden Richtungen auf. Sie sorgen aufgrund der<br />

Vorspannung für eine hohe Steifigkeit, Rundlauf sowie eine<br />

präzise Werkzeugpositionierung und Wiederholbarkeit. Die<br />

integrierte reibungsarme Dichtung – es stehen sowohl ein<br />

reibungsarmes 2RS-Modell als auch eine kontakt-/berührungslose<br />

2Z-Ausführung zur Verfügung – hält Verschmutzungen vom<br />

Axialschrägkugellager fern. Die Lager ermöglichen eine einfache<br />

Montage und die Einstellung der Vorspannung nahezu ohne<br />

Montageaufwand. Die Lager gibt es mit und ohne Befestigungsbohrungen<br />

im Außenring. Sie werden vorgeschmiert und<br />

einbaufertig geliefert.<br />

www.rodriguez.de


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

SPECIAL<br />

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


3D-DRUCK<br />

ist in aller Munde, birgt das Fertigungsverfahren<br />

doch riesige Potenziale für den Maschinenbau.<br />

Einzelstücke und Ansichtsexemplare<br />

3D-Druck<br />

lassen sich aus dem CAD-Universum innerhalb<br />

kurzer Zeit materialisieren.<br />

Die Möglichkeiten des 3D-Drucks sind mannigfaltig. Soweit<br />

stimmen wahrscheinlich alle überein. Doch wie schwer (oder<br />

leicht) ist es, mit einem 3D-Drucker in die Welt der additiven Fertigung<br />

und des Prototypen- oder Kleinserienbaus einzutauchen?<br />

Ohne jegliche Hilfsmittel, und ohne Handbuch oder Anleitung.<br />

Dieser Frage wollte ich auf den Grund gehen. Ich würde mich selbst<br />

als gut geeignetes Versuchsobjekt bezeichnen. Ich bin neuen Technologien<br />

gegenüber aufgeschlossen, hatte zu Beginn des Experiments<br />

jedoch keinerlei Vorwissen hinsichtlich der Verwendung<br />

eines solchen Druckers.<br />

DIE<br />

3D-DRUCK-<br />

CHALLENGE<br />

Prototypen und Konstruktionsideen<br />

unmittelbar aus der Software in die reale<br />

Welt übertragen und testen: das ist ein<br />

großer Vorteil des 3D-Drucks für den<br />

Konstrukteur. Doch wie einfach ist der<br />

Eintritt in die Welt der additiven<br />

Fertigung? Ein Selbstversuch.<br />

Autor: Peter Becker, stv. Chefredakteur der Magazine<br />

O+P Fluidtechnik und Mobile Maschinen<br />

ALLER ANFANG IST LEICHT<br />

Als vor einigen Wochen die „Schatzkiste” in meinem Büro ankam,<br />

war die Vorfreude groß. Im Paket – freundlicherweise von den Kunststoff-Experten<br />

von Igus zur Verfügung gestellt – befanden sich der<br />

3D-Drucker des Herstellers Protoworx vom Typ Tiny sowie zwei Rollen<br />

Iglidur-i150-Filamente (Kunststoffdraht, Rohmaterial) von Igus.<br />

Somit war die Hardware vorhanden, jedoch mangelte es an Software<br />

– und nach wie vor jeglichem Vorwissen. Insofern begann die Praxis-<br />

Challenge 3D-Druck zunächst mit einer ausgiebigen Recherche.<br />

Glücklicherweise bietet das Internet einen riesigen Fundus an<br />

(Video-)Guides und How-tos in Sachen 3D-Druck. Zur Konstruktion<br />

eigener Teile ist eine 3D-Design-Software vonnöten. Wer kein<br />

Geld ausgeben möchte, stößt im Internet schnell auf Google<br />

Sketchup als einsteigerfreundliches aber nichtsdestotrotz leistungsstarkes<br />

Werkzeug. Doch das Thema Software stellte sich als<br />

ein kompliziertes dar.<br />

DAS DATEIFORMAT-DILEMMA<br />

Sketchup liefert standardmäßig „nur” das Dateiformat AutoCAD<br />

DXF (Drawing Interchange Format), das von Autodesk für maximale<br />

Kompatibilität zwischen verschiedenen AutoCAD-Systemen entwickelt<br />

wurde. Mit diesem Dateiformat kann man sein Modell jedoch<br />

nicht 3D-drucken. Hierzu ist wiederum die Konvertierung des<br />

DXF-Files in STL nötig. STL steht je nach Definition für Surface Tesselation<br />

Language oder Stereo-Lithographie. Das STL-Format generiert<br />

aus den 3D-Daten des CAD-Modells die Oberflächeninformationen<br />

mittels Dreiecksfacetten (Tesselation). Mit diesen kann<br />

nun entweder der 3D-Drucker direkt via USB „gefüttert“ werden,<br />

oder aber man erzeugt zusätzliche G-Code-Dateien. Diese definieren<br />

das Bewegungsprofil des Druckers und können auf eine SD-<br />

Karte geladen werden, sodass das Gerät autonom arbeitet – also ohne<br />

PC-Anbindung.<br />

Um STL-Dateien zu generieren, gibt es für das Google-3D-Programm<br />

ein kostenfreies Plugin. Für die Kommunikation mit dem<br />

Protoworx Tiny und die Erstellung der Code-Dateien habe ich auf die<br />

Software Slic3r gesetzt. Diese wird von Protoworx in der Dokumentation<br />

(die online verfügbar ist) empfohlen. Wie Sie sehen, ist doch die<br />

ein oder andere Software nötig, bevor man loslegen kann. Bedenken<br />

Sie hierbei: Falls Sie ähnliches am Arbeitsplatz durchführen wollen,<br />

stellen Sie sich gut mit Ihrer IT-Abteilung, sonst können Ihnen<br />

Firewall-Einstellungen und begrenzte User-Rechte bei Download<br />

oder Installation einen Strich durch die Rechnung machen.<br />

RAN AN DIE FILAMENTE<br />

Nachdem diese Vorarbeiten getan und die Hindernisse erkannt<br />

und gebannt waren (Theorie-Aufwand ca. zwei Stunden), konnte<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 81


3D-DRUCK<br />

Der Erkenntnisfortschritt in fünf Bildern: vom Aufbau des Druckers und des<br />

Filaments über den ersten Druckversuch des Igus-Lagers bis zum mittelprächtig<br />

gelungenen Druck einer komplexeren Konstruktion<br />

ich am Folgetag in medias res gehen. Ab Verkabelung des Druckers mit dem PC<br />

und Installation der notwendigen Software bis zum ersten Erwachen des Protoworx<br />

dauerte es laut Stoppuhr eine Stunde und vier Minuten.<br />

An dieser Stelle sei die Anmerkung erlaubt, dass ich auf das Konstruieren einer<br />

Komponente verzichtet habe. Ich habe für dieses Projekt Dateien eines befreundeten<br />

Ingenieurbüros einsetzen dürfen. Für den ersten Versuch habe ich allerdings<br />

auf die von Igus auf dem Drucker per SD-Karte hinterlegten G-Code-<br />

Dateien zurückgegriffen (inklusive Druckereinstellungen – das wird gleich noch<br />

wichtig). Igus nutzt diesen Drucker auf Messen, um das eigene 3D-Druck- und<br />

Filament-Know-how zu untermauern.<br />

Knapp eine Stunde vergeht bis der Protoworx im FDM-Verfahren ein Gleitlager<br />

fertigt. Das Fused Deposition Modelling (FDM) wird für die Fertigung von Kunststoffmodellen<br />

und Bauteilen mit hoher Stabilität verwendet. Das Verfahren<br />

kommt u. a. im Flugzeug- und Automobilbau, sowie der Medizintechnik zur Verwendung.<br />

Im Verfahren wird das Kunststofffilament geschmolzen und Lage für<br />

Lage aufgetragen.<br />

Laut Igus bieten die eigenentwickelten Spezial-Filamente eine deutlich verbesserte<br />

Verschleißfestigkeit gegenüber Standard-3D-Druck-Materialien. Diese Werte<br />

ermittelt der Hersteller in Langzeittests. Die Verschleißfestigkeit soll auf ähnlichem<br />

Niveau wie die von Spritzguss-Teilen liegen. In der Hand fühlt sich das gedruckte<br />

Lager jedenfalls absolut wertig und robust an. Die Flächen weisen keine Sprünge<br />

auf, die Rundheit ist makellos. Das spricht für die Vorarbeit der Igus-Konstrukteure,<br />

die Qualität der Iglidur-Filamente sowie die Fähigkeiten des Protoworx Tiny.<br />

SPECIAL<br />

<strong>DER</strong> TEUFEL LIEGT IM DETAIL<br />

So viel zum ersten Versuch und dem Nachweis der Funktionstüchtigkeit. Beim<br />

zweiten Druckprojekt handelt es sich um eine komplexere Konstruktion: eine<br />

Kupplung für ein Getriebe mit Abmessungen von ca. 3 x 7 x 6 cm. Und der Druck<br />

geht im wahrsten Sinne des Wortes in die Luft. Da die Konstruktion „stehend”<br />

ausgeführt ist, druckt der Drucker in den freien Raum, sodass kein stabiles Gebilde<br />

entsteht. Beim FDM-Verfahren werden Stützkonstruktionen benötigt, will<br />

man Strukturen drucken, die nicht aufeinander aufliegen. Diese Hilfskonstruktionen<br />

werden nach dem Druck entfernt. An diese hatte ich in diesem Fall jedoch<br />

nicht gedacht.<br />

Dementsprechend bringe ich die Kupplung in eine „liegende” Position, sodass<br />

die Lagen aufeinander aufbauen können. Dieses Mal startet der Druck vielversprechender.<br />

Allerdings wird nach einigen Lagen deutlich, dass die Druckeinstellungen<br />

ungenügend sind. In der Software lässt sich eine Vielzahl an Parametern<br />

wie Druckgeschwindigkeit, Düsentemperatur oder Dicke der einzelnen Lagen<br />

definieren. Diese müssen auf die jeweilige Konstruktion und das Filament abgestimmt<br />

werden. Die Einstellungen für das Iglidur-Filament konnte ich der Igus-<br />

Website entnehmen. Doch die sonstigen Einstellungen habe ich nicht angepasst.<br />

Und bald wird klar, dass diese nicht für den Druck der Kupplung geeignet sind.<br />

Bei einem Tintenstrahldrucker würde man sagen: „Der Drucker schmiert.”<br />

Letztlich erhalte ich nach etwas über zwei Stunden ein optisch akzeptables<br />

Konstrukt, jedoch sind die Oberflächenbeschaffenheit und die generelle Güte<br />

des Endprodukts nicht mit dem eingangs additiv gefertigten Gleitlager vergleichbar.<br />

Dies liegt jedoch nicht an der zugrunde liegenden Konstruktion oder dem<br />

Drucker oder Filament, sondern an meiner mangelnden Erfahrung mit der<br />

Drucker-Software.<br />

Es bleibt also festzuhalten: Der Einstieg in die Welt des 3D-Drucks ist leicht. Innerhalb<br />

kürzester Zeit kann man Erfolgserlebnisse feiern. Um einwandfreie Ergebnisse<br />

zu erhalten, ist jedoch ein weiterführendes Wissen hinsichtlich der<br />

Druckeinstellungen vonnöten. Dieses liegt aber in der Regel auch in Form eines<br />

Handbuchs oder einer sonstigen Dokumentation vor. Oder wenden Sie sich an<br />

den Support, beispielsweise die Igus-Hotline. Machen Sie es also nicht wie ich:<br />

Greifen Sie auf die vom Hersteller zur Verfügung gestellten Hilfsmittel zurück,<br />

dann steht der additiven Prototypen-Fertigung nichts im Wege.<br />

www.igus.de


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EINZIGARTIGEN MEHRFARB-3D-DRUCK<br />

Innovationen mit Zukunft: Das ist die gelebte Philosophie<br />

der Multec GmbH. Das Unternehmen hat sich auf<br />

die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb hochwertiger<br />

3D­Drucker spezialisiert. Mit dem Industrie­3D­<br />

Drucker M800 hat Multec jetzt eine Weltneuheit auf den<br />

Markt gebracht. Sein patentierter Mehrfachdruckkopf<br />

Multex4Move bietet einen perfekten FDM­Druck mit bis<br />

zu vier verschiedenen Materialien, Farben und Düsengrößen.<br />

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ermöglicht jetzt erstmals saubere Farbtrennungen und<br />

tropffreie Mehr-Materialdrucke. Das reduziert die Nacharbeit<br />

auf ein Minimum. Darüber hinaus sorgt der kombinierte<br />

Einsatz der unterschiedlichen Düsengrößen für eine<br />

deutliche Beschleunigung des Druckvorgangs. Durch die<br />

großen Düsen und hohen Volumenströme können schnelle<br />

und stabile Innenstrukturen gedruckt und mittels der<br />

kleinen Düsen im gleichen Druck sehr feine Oberflächen<br />

erreicht werden.<br />

„Der saubere und schnellere<br />

Mehr-Material-Druck mit<br />

bis zu vier Materialien ist<br />

ein echter Meilenstein in<br />

der FDM-Technologie.“<br />

Multec-Geschäftsführer Manuel Tosché<br />

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am Bedarf der Industrie. Als Systempartner bietet Multec<br />

neben hochwertigen 3D-Druckern mit großen Bauräumen,<br />

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3D-DRUCK<br />

SPECIAL<br />

3D-Druck ist ein interessanter Weg, um Konsumgüter<br />

schneller auf den Markt zu bringen. Aber<br />

die Basis sind integrierte Konstruktionsprozesse.<br />

Wie in allen anderen Branchen stehen auch die Hersteller<br />

von Konsumgütern unter Druck, bessere Produkte<br />

schneller an die Kunden zu bringen. 3D-Druck ist ein<br />

Weg zur Beschleunigung der Produktentwicklung und<br />

entwickelt sich gerade rasant zum Schlüsselelement in der Herstellung<br />

und im Prototypenbau. Um den größten Nutzen aus neuen<br />

Technologien wie dem 3D-Druck zu ziehen, besonders im Hinblick<br />

auf Konsumgüter, ist ein integriertes System für Konstruktion und<br />

Fertigung ausschlaggebend. Es muss Zusammenarbeit ermöglichen<br />

und Genauigkeit im Verlauf des gesamten Lieferprozesses sicherstellen.<br />

Nur so entsteht das Produkt, das konstruiert werden sollte –<br />

schneller und ohne teure und schädliche Rückrufaktionen.<br />

Das Internet der Dinge hält bei immer mehr Haushaltsprodukten<br />

Einzug. Diese smarten, vernetzten Produkte stellen höhere Ansprüche<br />

im Hinblick auf Konstruktion und Fertigung als ihre unintelligenten<br />

Vorgänger. Es müssen komplexere elektromechanische Konstruktionen<br />

geliefert werden, um die Sensoren und elektronischen<br />

Bestandteile in bis dahin analoge Produkte zu integrieren, ohne die<br />

Kosten nach oben zu treiben.<br />

VERSCHMELZUNG<br />

Diese Trends zu nutzen und mit dem neuen Druck zurechtzukommen,<br />

fällt leichter, wenn man über ein integriertes Konstruk-<br />

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


tionssystem verfügt, das vom ersten Entwurf über die Prototypentwicklung bis hin<br />

zur Konstruktion und der Herstellung alles umfasst. Groupe SEB, bekannt durch die<br />

Marken Krups, Moulinex und Tefal, führte anfangs 140 neue Produkte im Jahr ein,<br />

mittlerweile sind es 200 – eine Verbesserung um 43 %. Das gelang durch den Einsatz<br />

von Solid Edge für CAD als fester Bestandteil im gesamten PLM-System. Gleichzeitig<br />

wurden die Herstellungsprozesse durch die Software zuverlässiger. Jeder Mitarbeiter<br />

des Unternehmens kann über verschiedenste Geräte auf die PLM-Tools zugreifen. So<br />

können sie Wissen teilen und in Sachen Standards und gültigen Richtlinien auf dem<br />

neuesten Stand bleiben. Neue Produkte werden dadurch auch nicht mehr in individuellen<br />

Teams entwickelt, stattdessen baut das Unternehmen disziplinübergreifende<br />

UNTERSTÜTZUNG<br />

FÜR QUALITÄT,<br />

PROZESSE UND<br />

PRODUKTIVITÄT.<br />

Herstellung von Prototypen und<br />

Kleinserien aus Kunststoff und<br />

Metall schon ab 1 Tag.<br />

WENN KONSTRUKTIONSSYSTEM UND ARBEITS­<br />

ABLAUF PASSEN, LÄUFT ES: DAS PRODUKT IST<br />

SCHNELLER AUF DEM MARKT, DIE KOSTEN SIND<br />

GERINGER, UND DIE KONSTRUKTION STIMMT<br />

SCHON IM ERSTEN ANLAUF<br />

Prozesse auf. Groupe SEB besitzt mehr als 20 unterschied liche Marken in verschiedenen<br />

Ländern. Bisher waren sie strikt getrennt, jetzt können sie Informationen,<br />

Fachwissen und Prozesse miteinander teilen.<br />

Zumex erkannte dieselben Vorteile bei der Entwicklung von Saftpressen: Das Unter-<br />

IHR BEDARF. WIR LIEFERN.<br />

Digitale Fertigung unterstützt innovative<br />

Entwicklungen in der Industrie über den<br />

gesamten Produktentwicklungsprozess.<br />

Wir liefern funktionale Prototypen<br />

und Komponenten in wenigen Tagen<br />

dank schnellem 3D-Druck, der<br />

CNC-Bearbeitung und Kunststoff-<br />

Spritzguss.<br />

Internationale Fachmesse<br />

für Kunststoffverarbeitung<br />

Friedrichshafen, 17.–21.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

Halle A7, Stand A7-7404<br />

Frankfurt am Main,<br />

14.-17.11.<strong>2017</strong><br />

Halle 3.1, Stand D70<br />

Der Saftpressen-Hersteller Zumex konnte den Zeitaufwand<br />

für die Produktentwicklung durch den Einsatz der<br />

3D-CAD-Software um die Hälfte reduzieren<br />

protolabs.de<br />

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customerservice@protolabs.de<br />

Interaktives Angebot inkl.<br />

Designanalyse


3D-DRUCK<br />

SPECIAL<br />

nehmen konnte den Zeitaufwand für die Produktentwicklung<br />

durch Solid Edge um die Hälfte reduzieren. Die optimierte Zusammenarbeit<br />

verschiedener Bereiche führte dazu, dass dieselben<br />

Verbesserungen sowohl in den Haushaltsmodellen, als auch<br />

in den Geräten für professionellen Einsatz genutzt werden konnten.<br />

Außerdem konnte Zumex dank High-Definition-Visualisierungen<br />

und virtueller Prototypen neue Produkte schon zeigen,<br />

lange bevor sie in den Handel kamen. Das diente einerseits der<br />

Schulung von Sales-Teams und Händlern, andererseits verhalf<br />

es zu einer starken Position im Markt.<br />

TURBO-MODELLIEREN<br />

Der erste Schritt zu einer schnelleren Markteinführung besteht<br />

darin, die Produktivität zu steigern. Möglich wird das mit einem<br />

System, dessen Werkzeuge optimal auf höhere Geschwindigkeit<br />

in jeder einzelnen Prozessphase ausgelegt sind und das<br />

trotzdem präzise ist. Bei der Arbeit mit 3D-CAD beispielsweise<br />

macht Solid Edge mit Synchronous Technology das Erstellen<br />

und Bearbeiten von 3D-Modellen schneller und leichter. Indem<br />

die Geschwindigkeit und Einfachheit des direkten Modellierens<br />

mit der Flexibilität und Kontrolle parametrischer Konstruktion<br />

kombiniert werden, erlaubt die Synchronous Technology<br />

schnelleres Erstellen von neuen Konzeptkonstruktionen,<br />

einfaches Reagieren auf Änderungsanfragen und<br />

simultane Updates an verschiedenen Bauteilen innerhalb einer<br />

Baugruppe. Mit dieser Flexibilität beim Konstruieren fällt die<br />

aufwendige Vorplanung weg; und Funktionsfehler, Probleme<br />

beim Wiederherstellen sowie zeitaufwendige Nachbesserungen<br />

werden vermieden. Außerdem lassen sich mit der Synchronous<br />

Technology fremde 3D-CAD-Modelle wie die eigenen<br />

Dateien behandeln, um die nahtlose Zusammenarbeit mit<br />

Zulieferern und Partnern zu erleichtern.<br />

WERKZEUGSATZ<br />

Konstruktionen werden im Bereich Elektromechanik immer<br />

komplexer. Daher braucht man ein System, mit dem Prototypen<br />

der elektrischen und mechanischen Konstruktion auf<br />

Basis einer umfassenden Werkzeugpalette zu erstellen sind.<br />

Dieser Werkzeugsatz muss sowohl die herkömmliche Konstruktion<br />

von Teilen und Baugruppen erweitern, als auch spezielle<br />

Anwendungen für Rahmenkonstruktion, das Erfassen<br />

von Schweißarbeiten, stilisierte Konstruktion, Schaltungen,<br />

schematische Darstellungen und Ablaufpläne mit einer präzisen<br />

Bill of Materials (BOM) und mehr umfassen. Noch wichtiger<br />

ist: Diese Anwendungen müssen für die aktuell anliegende<br />

Aufgabe entworfen werden. Wir nennen sie prozessspezifische<br />

Anwendungen, die dem Nutzer nur die Tools und Arbeitsabläufe<br />

zur Verfügung stellen, die für die Erfüllung einer bestimmten<br />

Aufgabe nötig sind. Diese Information automatisch<br />

durch den Konstruktionsprozess zu ziehen bedeutet, die<br />

ursprüngliche Konstruktionsinformation für die Anleitungen<br />

und Hilfsdokumente nutzen zu können. Dies geschieht kostengünstiger<br />

und mit mehr Informationsgehalt. Komponenten<br />

lassen sich verfolgen, auch wenn die Spezifikationen sich<br />

ändern, weil die Komponentenliste automatisch aktualisiert<br />

wird. So können die Bestände besser kontrolliert werden. Dies<br />

ist sinnvoll für Support und Wartung ausgelieferter Produkte<br />

und gibt einen klaren Überblick darüber, welche Produkte von<br />

Mängeln und Rückrufaktionen betroffen sind.<br />

GEDRUCKTES<br />

Aufgaben im Bereich 3D-Druck werden immer häufiger betriebsintern<br />

umgesetzt, statt sie an einen spezialisierten Anbieter<br />

auszulagern. Dafür ist ein System nötig, mit dem Konstruktionsdaten<br />

und Dateien für die Erstellung von Prototypen an den<br />

Drucker geschickt werden können, ohne dass die Ingenieure Experten<br />

für die Verwaltung von 3D-Druckern sein müssen. So<br />

steigt zum einen die Effizienz der Mitarbeiter bei laufenden<br />

Konstruktionsauf gaben. Zum anderen wird die Konstruktionsumgebung<br />

optimiert für ein besseres Endprodukt. Ingenieure<br />

können beispielsweise testen, wie gut Teile zusammenpassen<br />

und ob sie wie gewünscht aussehen. Dies geschieht in der frühen<br />

Konstruktionsphase, in der Änderungen noch kostengünstig<br />

möglich sind. So werden Ressourcen frei, die sonst durch<br />

Wartezeiten auf Anbieter oder den Bau physischer Prototypen<br />

gebunden waren. Sie können jetzt in Bereiche investiert werden,<br />

die eine echte Differenzierung der Produkte vom Wettbewerb<br />

ermöglichen.<br />

DESIGNERWARE<br />

Ein Beispiel für einen solchen Differenzierungsfaktor findet man<br />

im Industriedesign. Manche der erfolgreichsten Hersteller von<br />

Haushaltsgütern stellen inzwischen häufiger Luxus- und Premiumprodukte<br />

her. Damit wollen sie Kunden ansprechen, die auch<br />

im Alltag auf hochwertige Produkte zurückgreifen möchten. Solche<br />

Modelle erzielen meist höhere Margen und sind deutlich teurer.<br />

Sie benötigen hochklassiges Industriedesign. Bezahlt ein Unternehmen<br />

einen erstklassigen Industriedesigner, dann ist ein System<br />

nötig, mit dem es den größten Nutzen aus den gelieferten Entwürfen<br />

ziehen kann. Dies bedeutet: Die originalen 2D-Skizzen<br />

müssen in das Konstruktionssystem überführt und präzise in 3D<br />

umgewandelt werden. Wichtig ist, dass die Konstruktion, die sich<br />

der Designer vorstellt, auch umsetzbar ist. Dadurch entsteht ein<br />

weiterer Mehrwert: Virtuelle Prototypen ermöglichen es, ein künftiges<br />

Produkt auszuwerten und zu vermarkten, lange bevor es fertig<br />

produziert ist.<br />

Industriedesigner denken nicht unbedingt daran, wie ein Produkt<br />

produziert werden kann. Das heißt, der Hersteller muss bei<br />

der Umsetzung des Entwurfs an alle verschiedenen Faktoren<br />

denken. Dazu gehört die Kontinuität von Kurven zwischen verschiedenen<br />

Materialien, die Linien, die vom Spritzguss übrig<br />

sind, oder der Bedarf an kinematischer und Finite-Elemente-<br />

Analyse. So lässt sich sicherstellen, dass alle Materialien und das<br />

endgültige Produkt die gewünschten Eigenschaften aufweisen.<br />

Dafür sollte das Konstruktionssystem alles umfassen, von der<br />

Skizze und dem ersten Konzept über das 3D-Modell und die<br />

Produktentwicklung bis hin zur Verwaltung bereits ausgeführter<br />

Konstruktionen fertiger Produkte. Wenn dies in einem durchgängigen<br />

Arbeitsablauf passiert, in den Lerneffekte aus anderen<br />

Teams und Produkten einfließen, ist das Ergebnis: Das Produkt<br />

ist schneller auf dem Markt, die Kosten sind geringer – und die<br />

Konstruktion stimmt schon im ersten Anlauf.<br />

Bilder: Zffoto/Fotolia.de, Groupe SEB, Zumex<br />

www.plm.automation.siemens.com<br />

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


3D-DRUCK<br />

SCHNELLER ZUM ADDITIV GEFERTIGTEN<br />

PRODUKT<br />

Steinbach<br />

Technical<br />

Ceramics und die<br />

Phoenix Contact-<br />

Tochter Protiq<br />

bauen ihre<br />

Zusammenarbeit<br />

beim 3D-Druck<br />

mit technischer<br />

Keramik aus.<br />

Kunden von<br />

Steinbach können<br />

nun über das<br />

Webportal von Protiq einen 3D-Druck in Auftrag geben und dabei<br />

den digitalen Vertriebsweg nutzen. Für die additive Fertigung hat<br />

Protiq ein Webportal für das Hochladen und Konfigurieren von<br />

3D-Modellen entwickelt, über das anschließend direkt die<br />

Bestellung und der Druckauftrag ausgelöst werden können.<br />

Anhand der CAD-Daten werden die Objekte nach Kundenwunsch<br />

hergestellt. Für den weltweiten Versand greift Protiq auf die<br />

Logistikleistungen der Phoenix-Contact-Gruppe zurück. Steinbach<br />

Technical Ceramics fertigt Hochleistungskeramik per LCM an. Mit<br />

der Produktlinie Form Ceram liefert das Unternehmen Bauteile<br />

mit glatter und glänzender Oberfläche z. B. für den Maschinenbau,<br />

die Elektrotechnik und Elektronik, die Medizintechnik oder<br />

die chemische Industrie.<br />

www.phoenixcontact.com<br />

PULVEREIGENSCHAFTEN ENTSCHEIDEND<br />

FÜR BAUTEILQUALITÄT<br />

Die Wechselwirkungen zwischen der Fertigungsanlage, den<br />

Prozessparametern und den Pulvereigenschaften beim Laser-<br />

Sintern von Kunststoffen und dem Laser-Strahlschmelzen von<br />

Metallen stehen einer guten Reproduzierbarkeit entgegen. Dazu<br />

hat der VDI drei neue Richtlinien der Reihe VDI 3405 veröffentlicht.<br />

Ziel der Richtlinie VDI 3405 Blatt 2.3 für Metallpulver ist es,<br />

Vorgehensweisen und Methoden zu beschreiben, die relevante<br />

Kenngrößen zur Pulvercharakterisierung liefern. Blatt 1.1 widmet<br />

sich der Qualifizierung von Pulvern für das Laser-Sintern von<br />

Kunststoffbauteilen. Blatt 2.2 mit dem Materialkenndatenblatt<br />

von Inconel 718 zeigt die in einem Ringversuch ermittelten<br />

Materialkennwerte von mit dem Laser-Strahlschmelzen hergestellten<br />

Bauteilen<br />

aus der Nickellegierung<br />

Werkstoffnummer<br />

2.4668.<br />

Blatt 2.3 und<br />

Blatt 1.1 sind als<br />

Entwurf für je<br />

53,70 Euro beim<br />

Beuth Verlag<br />

erhältlich.<br />

VDI 3405 Blatt 2.2<br />

ist als Weißdruck<br />

für 38,70 Euro<br />

erhältlich.<br />

www.vdi.de<br />

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KLARTEXT<br />

WIE VERÄN<strong>DER</strong>T<br />

3D-DRUCK DIE<br />

KONSTRUKTION?<br />

FLORIAN BAUTZ<br />

Geschäftsführer, German RepRap GmbH, Feldkirchen<br />

Der Einsatz der 3D-Druck-Technologie führt immer mehr zum Umdenken in<br />

der Industrie, auch bei Designern und Konstrukteuren. Oftmals wird<br />

additive Fertigung eingesetzt, um beispielsweise im Bereich Prototypenbau<br />

Zeit- und Kostenersparnisse zu bewirken. Der Ansatz heutzutage geht aber<br />

weit darüber hinaus. Neben den Kenntnissen über die konventionelle<br />

Fertigung sowie der Bedienung von CAD-Systemen, kommt die Fähigkeit<br />

hinzu, Dinge in Frage stellen zu können. Die Konstruktionen müssen von<br />

Grund auf neu überdacht werden. Dazu gehört ebenso, Analogien aus<br />

anderen, für die Beteiligten oft artfremden Bereichen, zu berücksichtigen.<br />

Dies eröffnet oft gänzlich neue Blickwinkel und führt zu neuen Ideen, was<br />

Konstruktionen angeht, auch im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit.<br />

Die Produktentwicklung ist<br />

eng verwoben mit dem<br />

Herstellungsprozess. Was<br />

konstruiert wird, muss<br />

(wirtschaftlich)<br />

produzierbar sein.<br />

Andererseits können die<br />

Produkte nur so gefertigt<br />

werden, wie sie auch<br />

entworfen wurden. Die<br />

Zwänge und Möglichkeiten<br />

des jeweiligen<br />

Herstellungsverfahrens<br />

sollten also entscheidenden<br />

Einfluss auf die<br />

Konstruktion haben. Wie<br />

sieht das beim Thema<br />

additive Fertigung aus?<br />

SCHON DAS<br />

UMDENKEN BEI<br />

<strong>DER</strong> KONSTRUK-<br />

TION MACHT<br />

NEUE WEGE-<br />

SICHTBAR<br />

DIE GENERATIVE<br />

FERTIGUNG<br />

BEFREIT DIE<br />

KONSTRUKTION<br />

WEITGEHEND<br />

VON FERTIGUNGS-<br />

GRENZEN<br />

SPECIAL<br />

RALF BURGHOFF<br />

Technischer Assistent der Geschäftsführung, Murtfeldt Kunststoffe GmbH & Co. KG, Dortmund<br />

Mit der additiven Fertigung werden viele neue Geschäftsmodelle<br />

entstehen. Dabei gilt es, den Umstieg von derzeitigen Produkten und<br />

Prozessen auf vollständig neue Konzepte zu schaffen. Der Konstrukteur<br />

muss und kann jetzt ein Bauteil komplett neu erdenken – ohne die<br />

bisherigen Limitierungen. Ein Paradigmenwechsel ist hier gefragt – weg<br />

von der fertigungsgesteuerten Konstruktion hin zur konstruktionsbedingten<br />

Fertigung. Hierbei ermöglicht dann die generative Fertigung<br />

eine weitgehende Befreiung der Konstruktion von Fertigungsgrenzen.<br />

Die Kunst besteht darin, neue Denkprozesse anzustoßen. Zudem müssen<br />

wir uns auch fragen, was den Kunden einen Mehrwert bietet und wie ich<br />

diesen erreiche.<br />

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


KLARTEXT<br />

KLAUS MÜLLER-LOHMEIER<br />

Global R&D Services and Excellence, Festo AG & Co. KG, Esslingen<br />

Additive Fertigung in der Serie – wie bei allen anderen<br />

Fertigungsverfahren auch – macht nur da Sinn, wo ein Mehrwert<br />

ökonomischer und/oder technologischer Art gehoben werden kann.<br />

Hierzu ist aber im Neuheitenentstehungsprozess ein frühestmögliches<br />

Zusammenwirken von Design und Fertigung notwendig, um einerseits<br />

die neuen gestalterischen Optionen wirklich auszuschöpfen und<br />

gleichzeitig die fertigungsbedingten Restriktionen, die es auch beim<br />

3D-Druck gibt, hinreichend zu berücksichtigen. Hindernisse hierbei sind<br />

derzeit noch nicht flächendeckend verbreitete Kenntnisse in beiden<br />

Gebieten sowie Barrieren existierender organisatorischer<br />

Ablaufprozesse.<br />

EIN FRÜHESTMÖGLICHES<br />

ZUSAMMENWIRKEN VON<br />

DESIGN UND FERTIGUNG<br />

IST NOTWENDIG<br />

ADDITIVE FERTIGUNG IST MIT<br />

<strong>DER</strong> TOPOLOGIEOPTIMIERUNG<br />

NICHT ABGEHAKT<br />

KARL OSTI<br />

Industry Manager Manufacturing, Autodesk GmbH, München<br />

Additive Fertigung hat wie kaum ein anderes Herstellungsverfahren Einfluss auf die Konstruktion.<br />

Denn die Möglichkeiten und Abhängigkeiten sind verglichen mit anderen Methoden besonders<br />

umfangreich. Dadurch wird vieles, was als bewährt gilt, auf den Prüfstand gestellt. Das geht von<br />

Konstruktionshandbüchern bis hin zu den benötigten Softwarelösungen. Wichtig ist, dass wir die<br />

additive Fertigung als eine komplementäre Konstruktions- und Fertigungsmethode ansehen. Nur<br />

so lassen sich die Vorteile des Verfahrens voll ausschöpfen. Dazu gehört, dass additive Fertigung<br />

nicht mit der Topologieoptimierung abgehakt ist, sondern weit darüber hinausgeht. Eine weitere<br />

Besonderheit: Additive Fertigung verlangt Konstrukteuren sehr viel Know-how ab. Noch gibt es<br />

nur wenige Experten, die mit der Technologie arbeiten können. Mit verschiedenen Lösungen und<br />

Initiativen tragen wir deshalb dazu bei, dass additive Fertigung langfristig Teil der „DNA“ aller<br />

Konstrukteure wird.<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 89


SPECIAL<br />

3D-DRUCK<br />

HERR ÜBER DEN<br />

3D-Druck beginnt im Gehirn der Konstrukteure.<br />

Sie müssen umdenken, um die immensen<br />

Möglichkeiten der jungen Fertigungstechnologie<br />

zu nutzen. Der Kühlschmierstoffsystem-Experte<br />

Grindaix hat das getan.<br />

Die große Herausforderung beim Innenrundschleifen sind<br />

die beengten Platzverhältnisse zwischen Bauteil und<br />

Werkzeug. Hier eine mit konventionellen Fertigungsmethoden<br />

hergestellte Kühlschmierstoffdüse unterzubringen,<br />

die den Anforderungen entspricht, ist schwierig und bei sehr<br />

kleinen Öffnungen meist unmöglich. In der Praxis wird daher der<br />

zum Schleifen benötigte Kühlschmierstoff (KSS) vorsichtig von außen<br />

eingespritzt. Das führt dazu, dass der Innenrundschleifprozess<br />

nur sehr langsam vonstattengeht, und birgt überdies das Risiko,<br />

dass zu wenig KSS an der Bearbeitungsstelle gelangt. Das Resultat<br />

sind höhere Taktzeiten und eine damit verbundene verringerte Produktivität<br />

sowie hohe Ausschussraten aufgrund thermischer Schädigungen<br />

am Bauteil. Für Dirk Friedrich, geschäftsführender Inhaber<br />

der Firma Grindaix, keine befriedigende Lösung.<br />

Die Grindaix GmbH mit Sitz in Kerpen ist spezialisiert auf die<br />

Optimierung und den Umbau von Kühlschmierstoff-Versorgungssystemen<br />

für Werkzeugmaschinen und entwickelt Lösungen, um<br />

Schleifbrand und die Verschwendung von Kühlschmierstoffen weitestgehend<br />

zu vermeiden. Um dieses Ziel zu erreichen, sind die<br />

Experten bei Grindaix auch offen für neue Fertigungstechnologien.<br />

ALLES IST MÖGLICH –<br />

das ist häufig der Tenor, wenn es um den 3D-Druck geht. Das<br />

stimmt prinzipiell, aber vor dem Fertigen eines Teils ist umfassendes<br />

Engineering-Know-how gefragt, damit das, was der 3D-Drucker<br />

Schicht für Schicht aufbaut, auch seinen Zweck erfüllt. Dieses<br />

Fachwissen in eine 3D-Druck-gerechte Konstruktion einfließen zu<br />

lassen ist gar nicht so einfach. Das mussten auch die Ingenieure<br />

bei Grindaix feststellen. „Wir sind es gewohnt, klassisch, also auch<br />

stets fertigungsorientiert zu konstruieren. Die 3D-Konstruktion ist<br />

kein Hexenwerk, aber man muss bereit sein, umzudenken“, so<br />

Friedrich.<br />

Schützenhilfe holte sich Grindaix bei der Bionic Production GmbH<br />

in Hamburg. „Die Experten von Bionic Production überarbeiteten<br />

und optimierten unsere erste Konstruktion 3D-Druck-gerecht. Sie<br />

zeigten uns, worauf man achten muss, und wir haben so viel gelernt,<br />

dass wir jetzt in der Lage sind, auch selbstständig 3D-Teile zu konstruieren“,<br />

erzählt Friedrich. Matthias Schmidt-Lehr, Vertriebsleiter<br />

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


ei Bionic, weiß, worauf es beim 3D-Druck ankommt. „Konstrukteure sollten Gelerntes<br />

erst einmal vergessen und der neuen Technologie Raum geben. Gerade Linien<br />

und rechteckige Strukturen braucht man höchstens in Ausnahmefällen. Beim 3D-Verfahren<br />

besteht die Möglichkeit, Freiformflächen zu drucken, die sich mit herkömmlichen<br />

CAD-Tools oft gar nicht konstruieren lassen, und wenn doch, muss der Anwender<br />

damit umgehen können.“<br />

Auch verfahrensbedingte Einschränkungen gilt es zu beachten und zu vermeiden.<br />

„Um das Bauteil an der Plattform des 3D-Druckers anzubinden, benötigt man<br />

Stützkonstruktionen, sogenannte Supports, die nach dem Druck entfernt werden<br />

müssen. Man kann sie aber schon bei der Konstruktion teilweise komplett vermeiden“,<br />

so Schmidt-Lehr weiter.<br />

Beim Konstruieren von Bauteilen für den 3D-Druck wird zunächst alles modelliert,<br />

was unverzichtbar ist: der definierte KSS-Ein- und KSS-Strahlaustritt sowie der<br />

<strong>KONSTRUKTEUR</strong>E SOLLTEN GELERNTES<br />

ERST EINMAL VERGESSEN UND <strong>DER</strong><br />

NEUEN TECHNOLOGIE RAUM GEBEN<br />

zur Kollisionsvermeidung mit bewegten Maschinenteilen vorgegebene Bauraum.<br />

Dazwischen fügt der Konstrukteur nur so viel Material ein wie unbedingt notwendig,<br />

damit das Bauteil seinen Zweck erfüllt. „Ein Kostentreiber beim 3D-Druck ist<br />

momentan noch der Maschinenstundensatz. Je kleiner das Volumen des Bauteils,<br />

desto kürzer ist die Prozesszeit, die zum Aufbau benötigt wird. Indem wir Material<br />

weglassen, wo es nicht nötig ist, wird das Bauteil zudem leichter, was häufig schon<br />

für sich genommen ein großer Vorteil ist. Aber selbst wenn das Gewicht bei einem<br />

Teil keine Rolle spielt, wird es durch weniger Volumen in der Herstellung günstiger“,<br />

erklärt Schmidt-Lehr.<br />

Anders als bei konventionellen Methoden kann sich der Konstrukteur rein auf die<br />

Funktionsfähigkeit eines Teils konzentrieren. Im Falle der KSS-Düse von Grindaix<br />

führen geschwungene Kanäle zu weniger Druckabfall durch geringere Strömungsverluste.<br />

Das spart Pumpenleistung ein und der Endkunde profitiert entweder vom<br />

Einsatz einer kleineren Pumpe oder von einer höheren Austrittsgeschwindigkeit des<br />

Kühlschmiermittels.<br />

VORDENKEN IST ZWINGEND<br />

Mit den Vorgaben von Grindaix und einer TruPrint <strong>10</strong>00 von Trumpf erstellte Bionic<br />

Production Schritt für Schritt das perfekte Modell der neuen Düse. „Vieles, beispiels-<br />

01<br />

MOTEK<br />

Halle 7 Stand 7406<br />

X-frame – So baut man<br />

Maschinengestelle heute<br />

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setzt neue Maßstäbe – in allen<br />

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Produktionsbereichen.<br />

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Industrie 4.0<br />

ready<br />

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Denn: Wir verwirklichen von<br />

der Planung bis zur Auslieferung die<br />

individuellen Anforderungen<br />

unserer Kunden. Weil wir wissen,<br />

dass komplexe Maschinen nicht<br />

mit einer Standardlösung<br />

betrieben werden können.<br />

Lassen Sie uns auf<br />

der MOTEK darüber sprechen.<br />

01 Die neue Düse (links) kommt als<br />

überarbeitete Konstruktion weich<br />

geschwungen und ohne harte<br />

Übergänge strömungs-optimiert aus<br />

dem 3D-Drucker<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 91<br />

Haewa.indd 1 12.09.<strong>2017</strong> 09:26:25


3D-DRUCK<br />

SPECIAL<br />

weise die Strahlausrichtung, lässt sich mittels Software perfekt<br />

simulieren. Aber ein Vorteil des 3D-Drucks ist es, ganz einfach Prototypen<br />

zu erstellen, sie auszuprobieren und sie dann zu modifizieren“,<br />

erzählt Schmidt-Lehr.<br />

So ließ sich jede Optimierungsmöglichkeit ohne großen Aufwand<br />

umsetzen und das Resultat kann sich sehen lassen: Die neue Düse<br />

passt nicht nur in kleinste Bauräume, sie lässt sich auch individuell<br />

an jede Kundenanwendung anpassen. Dirk Friedrich von Grindaix<br />

ist begeistert: „Die Bauteilvarianz ist enorm groß. Mithilfe des<br />

3D-Fertigungsverfahrens können wir praktisch jedem unserer<br />

Kunden die für ihn perfekte Düse liefern.“<br />

Effizient ist die neue Düse in vielerlei Hinsicht. Sie ist strömungsoptimiert,<br />

wodurch sich die Druckverluste um bis zu 20 %<br />

reduzieren ließen. Für eine vorgegebene Austrittsgeschwindigkeit<br />

des Kühlschmiermittels wird weniger Druck und damit weniger<br />

Energie benötigt. Die geschwungenen Kanäle und die optimierte<br />

Strahlführung bringen den Kühlschmierstoff zudem exakt dorthin,<br />

wo er gebraucht wird, und zwar nur in der Menge, die<br />

notwendig ist.<br />

"DIESE DÜSE WÄRE<br />

OHNE DEN 3D-DRUCK<br />

GAR NICHT<br />

MACHBAR"<br />

Dirk Friedrich, geschäftsführender<br />

Inhaber,<br />

Grindaix GmbH<br />

Wir beschäftigen uns schon lange<br />

mit dem Thema 3D-Druck. Passgenaue,<br />

hocheffiziente und individualisierte<br />

Düsen für ganz spezifische<br />

Anwendungen beim Innenrundschleifen<br />

gab es auf dem Markt<br />

bisher selten. Die neue Fertigungstechnologie<br />

ist geeignet, eine<br />

solche Düse herzustellen.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

VORTEIL SCHLÄGT NACHTEIL<br />

Die Voraussetzung für das Alleinstellungsmerkmal der Düse war<br />

ein sauberes Engineering, das die genaue geometrische Auslegung<br />

garantiert. „Es gibt einen Zusammenhang zwischen dem Druck des<br />

Kühlschmierstoffs in der KSS-Zuleitung vor der Grindaix-Düse und<br />

der Geschwindigkeit, mit der das Kühlmittel aus der Düse herausspritzt.<br />

Diese Kennlinien erheben wir exakt für jede kundenspezifisch<br />

angepasste Düsenform. Und es gibt einen Zusammenhang<br />

zwischen der Geschwindigkeit, mit der das Wasser oder das Öl aus<br />

der Düse spritzt, und der Schleifgeschwindigkeit. Wenn man die<br />

Schleifgeschwindigkeit kennt, kann man den Druck mithilfe der<br />

Grindaix-Düsenkennlinie adaptiv regeln. Wir können unseren Kunden<br />

jetzt also genau sagen, unter welchem optimalen Druck vor der<br />

Düse er welche KSS-Austrittsgeschwindigkeit im Schleifprozess<br />

erreicht. Das war bisher in dieser Genauigkeit bei Düsenanwendungen<br />

für das Innenrundschleifen nicht möglich.“<br />

So glücklich Friedrich mit der neuen Düse ist, gewisse Nachteile<br />

des Verfahrens möchte er nicht verschweigen. „Sinterteile haben<br />

eine rauere Oberfläche als solche aus einem konventionellen<br />

Metallwerkstoff. Außen ist das in unserem Fall eine optische Sache,<br />

die wir durch Polieren beheben können. Die Rauheit der Innenflächen,<br />

die ja wieder zu Strömungsverlusten führen würde, glätten<br />

wir, indem wir flüssiges Schleifmittel mit hohem Druck durch die<br />

KSS-Düse pumpen.“<br />

Auch das Anschlussgewinde muss in einem separaten Arbeitsgang<br />

nachbearbeitet werden, damit die erforderliche Dichtigkeit gewährleistet<br />

ist. Allerdings wurde die ursprüngliche Düse in insgesamt vier<br />

Fertigungsschritten hergestellt, während die neue in nur zwei Schritten<br />

produziert wird, sodass der vermeintliche Nachteil eigentlich<br />

keiner ist. Im Ganzen gesehen wiegt die hohe Flexibilität des Verfahrens<br />

für Dirk Friedrich deutlich schwerer als die Nachteile.<br />

50 AUF EINEN SCHLAG<br />

Noch ist die neue Düse bei Grindaix ein Entwicklungsprojekt, aber einige<br />

Düsen sind schon bei Kunden im Einsatz. Dirk Friedrich ist zuversichtlich,<br />

was den künftigen Absatz angeht: „Wir sind bereits über den<br />

Prototypstatus hinaus. Gemeinsam mit Trumpf und Bionic Production<br />

haben wir Konzepte mitentwickelt, die es uns ermöglichen, auf größeren<br />

Druckern künftig bei einem Druckvorgang 50 verschiedene Düsen<br />

auf einmal zu drucken. Das wirkt sich natürlich positiv auf die Herstellungskosten<br />

aus.“ Die Flexibilität, die der 3D-Druck bietet, hat ihn auf<br />

jeden Fall überzeugt: „Mit dem Know-how, das wir uns in diesem Gemeinschaftsprojekt<br />

erarbeitet haben, können wir uns durchaus vorstellen,<br />

in Zukunft selbst 3D-Drucke zu fertigen.“<br />

Bilder: Trumpf/ Grindaix<br />

www.trumpf.com<br />

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3D-DRUCK<br />

FORUM 3D-DRUCK & CO.<br />

Vom 29. bis 30.November <strong>2017</strong> findet in Mannheim das „Forum 3D-Druck<br />

& Co.: Prototypen und Kleinmengen aus Polymeren schnell und wirtschaftlich<br />

fertigen“ statt. Im Gespräch mit Experten Impulse gewinnen, Technologien<br />

vergleichen, Vorteile, Nachteile, Grenzen kennen und Lösungen finden,<br />

das bietet das Forum. Der 3D-Druck boomt und Anwender interessiert, mit<br />

welchen Polymeren Formteile und Dichtungen produzierbar sind. Doch die<br />

additive Fertigung ist lediglich eine Technologie. Auch durch Gießen,<br />

Tauchen, Schleudern und 3D-Wasserstrahlschneiden und Compression<br />

Moulding werden Prototypen und Kleinmengen gefertigt. Das Vergleichen<br />

der Technologien ist das zentrale Thema des Forums. Auch Antworten auf<br />

die Fragen nach Preis, Produktionszeit, Qualitätskonstanz, Dauerhaltbarkeit<br />

werden gegeben. Anwendern wird im Forum 3D-Druck & Co. ein Überblick<br />

und Zeit für den vertieften Austausch mit Experten und Kollegen gegeben.<br />

www.isgatec.com<br />

BEDIENTEILE AUS DEM 3D-DRUCKER<br />

Exakt zugeschnittene Bauteile „on demand“:<br />

Individuelle Bügelgriffe und Kugelknöpfe bietet Kipp<br />

an. In einen 3D-Konfigurator können online spezifische<br />

Werte, z. B. Radius oder der Gewindedurchmesser,<br />

eingegeben werden. Dann werden Farbe und Stückzahl<br />

gewählt: pro Bestellung können bis zu 1 000 Stück<br />

geordert werden. Der Werkstoff Thermoplast ist in<br />

schwarz, blau, rot, grün, orange und gelb erhältlich.<br />

Wahlweise ist auch eine Alumide-Ausführung in<br />

silbergrau erhältlich. Außerdem können die Produkte<br />

zusätzlich mit einem Logo individualisiert werden.<br />

Nach Abschluss der Konfiguration werden die Daten<br />

aufbereitet, an den 3D-Drucker weitergeleitet und<br />

gefertigt.<br />

www.kipp.com<br />

3D-DRUCK MIT FLUOR -<br />

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3M hat eine Technologie für den<br />

3D-Druck vollfluorierter Polymere<br />

entwickelt und zum Patent<br />

angemeldet. Mit ihr können<br />

komplexe Strukturen in nur<br />

einem Prozessschritt hergestellt<br />

werden. Das Verfahren eignet<br />

sich nach Unternehmens -<br />

an gaben besonders für das<br />

Fluorpolymer PTFE. Dieser neue<br />

Fertigungsprozess verhelfe zu<br />

mehr Flexibilität und beschleunige<br />

die Entwicklungszyklen von<br />

Produkten, heißt es vom<br />

Unternehmen. So könnten<br />

Ersatzteile auf digitaler Basis<br />

hergestellt werden, ohne dass<br />

neue Werkzeuge angefertigt<br />

werden müssten. Daneben<br />

produziere diese Technologie<br />

weniger Abfall als herkömm -<br />

liche Methoden, da nicht<br />

genutztes Material für den<br />

nächsten Druckauftrag genutzt<br />

werden kann. Mögliche Anwendungen<br />

sind z. B. Print-on-<br />

Demand für Ersatzteile und<br />

Sonderbauteile mit komplexer<br />

Geometrie.<br />

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S E R V<br />

I C E


3D-DRUCK<br />

ADDITIV<br />

– VON <strong>DER</strong> ROLLE<br />

SPECIAL<br />

Pulver, Flüssigkeiten, Pasten, Filamente, …<br />

– die Formen der Ausgangsstoffe für den<br />

3D-Druck sind vielfältig. Aber kennen Sie auch<br />

Patches? Die kommen bei einem neuen<br />

additiven Fertigungsverfahren zum Einsatz.<br />

Das Material – Textilfasern, Folien oder<br />

Faserverbund-Werkstoffe – kommt dabei von<br />

der Rolle. Lesen Sie selbst!<br />

Autor: Stefan Richter, Diplom-Journalist,<br />

RADiOSPHERE GmbH, Dettingen unter Teck<br />

Einige Wochen wird Marc Schmidt die Orthese nach seinem<br />

Sportunfall wohl tragen müssen. Die medizinische Gehhilfe<br />

soll schon morgen per Kurierdienst geliefert werden. Dabei<br />

hat der Orthopäde Schmidts Bein erst heute abgescannt und<br />

die Daten per E-Mail an den Hersteller gesendet: Maße, Gewicht,<br />

gewünschte Farbe und die für den Heilungsprozess maximal zulässige<br />

Beweglichkeit. Kurz darauf wird die Orthese „Edition Marc<br />

Schmidt“ bei einem südwestdeutschen Medizintechnikhersteller<br />

aufgelegt. Und zwar im wahrsten Sinne des Wortes: Lage für Lage.<br />

Als Unikat, vollautomatisiert.<br />

Patch Placement heißt das dafür verwendete neuentwickelte Verfahren<br />

von Manz: Flexible Materialien von der Rolle werden von einem<br />

Laser in die benötigten Konturen geschnitten – die sogenannten<br />

Patches. Diese Patches werden anschließend im Schichtbauprinzip additiv<br />

miteinander verbunden, zum Beispiel mit einer Laserschweißung.<br />

Eingesetzt wird Patch Placement nicht nur in der Medizintechnik, sondern<br />

auch in der kundenindividuellen Massenproduktion in der Schuh -<br />

industrie oder zur Fertigung maßgeschneiderter Sportgeräte. Anwendungen<br />

für die Automobilindustrie und den Flugzeugbau sind gerade<br />

in der Entwicklung. Zum Beispiel, um die Materialstruktur rund um<br />

Bohrlöcher für Anbauteile oder Nieten lokal zu verstärken.<br />

DEUTLICH SCHNELLER ALS 3D-DRUCK<br />

Zur Verarbeitung eignen sich alle abwickelbaren biegeschlaffen<br />

Werkstoffe wie Textilfasern, Kunststoff- und metallisierte Folien<br />

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


3D-DRUCK<br />

"GESCHWINDIGKEIT<br />

IST<br />

TRUMPF "<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

Martina Heimerl,<br />

Stv. Chefredakteurin<br />

01 Dr. Martin Steyer leitet den<br />

Bereich Integrated Solutions,<br />

Keimzelle für neuartige und<br />

zukunftsweisende Produktionstechnologien<br />

bei Manz<br />

01<br />

Komplexe Geometrien und Multi-<br />

Material-Mix, das kann 3D-Druck – je<br />

nach Verfahren – ebenfalls. Aber<br />

Patch Placement bietet einen<br />

entscheidenden Vorteil: Statt das<br />

Produkt aus einem pulverförmigen,<br />

flüssigen oder Filament-Rohstoff<br />

Punkt für Punkt aufzubauen, werden<br />

die Werkstoffe hier in Form von<br />

Patches, also Halbzeugen, aufeinandergelegt<br />

und verschweißt.<br />

Das spart Zeit und erhöht dadurch<br />

die Anzahl der Teile, die sich<br />

wirtschaftlich drucken lassen. So<br />

kann additive Fertigung für die<br />

Massenproduktion interessant<br />

werden.<br />

02<br />

02 Patch Placement wird nicht nur in der<br />

Medizintechnik eingesetzt, sondern auch in<br />

der kundenindividuellen Massenproduktion<br />

in der Schuhindustrie oder zur Fertigung<br />

maßgeschneiderter Sportgeräte<br />

Tribo-Sensation: Gedruckt so gutwie gespritzt<br />

3D-Druck Filamente für verschleißfeste Teile aus Kunststoff<br />

iglidur ® Tribo-Filamente sind die einzigen 3D-Druckmaterialien, die speziell für bewegte Anwendungen<br />

entwickelt wurden. Der Verschleiß gegenüber anderen 3D-Materialien ist bis zu 50 Mal geringer. Neue<br />

Testergebnisse zeigen, dass gedruckte Teile aus iglidur ® so verschleißfest wie Spritzguss-Teile aus dem<br />

gleichen Material sind! Als Filament oder fertig gedrucktes Teil erhältlich: igus.de/tribo-printing<br />

igus ® GmbH Spicher Str. 1a 51147 Köln Tel. 02203-9649-145 info@igus.de<br />

plastics for longer life ®<br />

Besuchen Sie uns: Fakuma, Friedrichshafen – Halle A5 Stand 5214 | Formnext, Frankfurt – Halle 3.1 Stand C80<br />

Igus.indd 1 13.09.<strong>2017</strong> 14:35:59<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 95


3D-DRUCK<br />

SPECIAL<br />

PATCH PLACEMENT –<br />

TECHNISCHE DATEN<br />

n maximale Breite des Rollenmaterials:<br />

500 mm<br />

n maximale Größe der einzelnen<br />

Patches: 240 x 80 mm<br />

n Geometrie der Patches frei<br />

programmierbar<br />

n Dauer eines Patching-Zykluses:<br />

5 s inklusive schneiden, gravieren,<br />

ablegen und fixieren<br />

n Eine Maschinenzelle kann mit drei<br />

unterschiedlichen Material-Rollen<br />

arbeiten<br />

n Patch-Placement-Anlagen lassen<br />

sich zu einem Produktions-Cluster<br />

verketten<br />

"PATCH PLACEMENT<br />

ERÖFFNET<br />

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

FREIHEITEN"<br />

Dr. Martin Steyer, Leiter<br />

des Bereichs Integrated<br />

Solutions, Manz AG<br />

Patch Placement ermöglicht<br />

Konstrukteuren mit seinen frei<br />

programmierbaren Achsen eine<br />

enorme Vielfalt an komplexen<br />

und hochintegrierten Produktgeometrien.<br />

Zudem lassen sich<br />

Materialien mit ganz unterschiedlichen<br />

Eigenschaften<br />

kombinieren. Schließlich werden<br />

Entwürfe sofort massenproduktionstauglich<br />

sein, wenn Konstrukteure<br />

mit denselben Anlagen<br />

arbeiten, wie auch die Fertigung<br />

selbst.<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

oder Faserverbund-Werkstoffe wie zum Beispiel Carbon Composites. Diese lassen<br />

sich mit Patch Placement zu geometrisch komplexen Strukturen formen – mit<br />

höchster Stabilität bei gleichzeitig geringstmöglichem Materialeinsatz und damit<br />

Gewicht: Nur an Stellen, die erhöhter mechanischer Belastung ausgesetzt sind, trägt<br />

Patch Placement etwas dicker auf und bedient so höchste Leichtbauansprüche.<br />

Es gibt fast keinen Materialverschnitt, verschiedene Materialien und Farben<br />

lassen sich „von der Rolle“ oder exakter, mehreren Rollen kombinieren, ohne dass<br />

eine Anlage aufwändig umgerüstet werden muss. Während an der Oberfläche eines<br />

Produkts beispielsweise die Haptik und die Optik zählen, können im Inneren steifere<br />

Materialien in einer ganz bestimmten Struktur verarbeitet werden.<br />

Der Vorteil gegenüber dem 3D-Druck: Mit Patch Placement sind wesentlich höhere<br />

Materialdurchsätze und kürzere Produktionszyklen möglich.<br />

MEHR ALS NUR PROTOTYPENBAU<br />

„In der Konstruktion ergeben sich mit Patch Placement ganz neue Freiheiten, und<br />

zwar über das Rapid Prototyping hinaus“, sagt Dr. Martin Steyer, der bei Manz den<br />

Bereich Integrated Solutions leitet. „Vor allem drei Vorteile sehe ich für Konstrukteure:<br />

Zum einen ermöglicht Patch Placement mit seinen frei porgrammierbaren<br />

Achsen eine enorme Vielfalt an komplexen und hochintegrierten Produktgeometrien.<br />

Hinterschnitte, Hohlräume oder Fluid-Ströme in jeder Lage – alles ist möglich.<br />

Ohne Umspannen, ohne dass Bauteile zusammengesetzt werden müssen.<br />

Der zweite große Vorteil ist: Ich kann Materialien mit ganz unterschiedlichen<br />

Eigenschaften kombinieren. Zum Beispiel können poröse Materialien in ein Bauteil<br />

integriert werden, wenn Kühlmittel nah ran an eine ganz bestimmte Stelle geleitet<br />

werden soll. Und schließlich werden sich Konstrukteure weniger den Kopf zerbrechen<br />

müssen, ob ihre Entwürfe auch massenproduktionstauglich sind, wenn sie<br />

mit denselben Anlagen arbeiten, wie auch die Fertigung selbst.“<br />

SOFTWAREGESTEUERT UMRÜSTEN<br />

Patch-Placement-Anlagen sind autark aufgebaut und lassen sich deshalb<br />

unkompliziert in bestehende Fertigungslinien integrieren. Vorausgesetzt,<br />

eine Fertigungslinie ist komplett digitalisiert. Denn nur dann werden sich<br />

kundenindividuelle Produkte wie Großserienprodukte fertigen und ihre<br />

Lieferzyklen deutlich beschleunigen lassen. Um dieses Ziel zu erreichen,<br />

wird eine weitere Eigenschaft von Patch Placement relevant: Das Verfahren<br />

ist nicht an Werkzeugformen gebunden und lässt sich somit allein softwaregesteuert<br />

umrüsten.<br />

Für Martin Steyer von Manz ist das hochflexible Verfahren damit ein wichtiger<br />

Baustein einer sich selbst organisierenden Produktionslinie, auf der sich auch<br />

kleinere Stückzahlen prozesssicher und kosteneffizient herstellen lassen und die<br />

Modellwechsel in Echtzeit zulässt: „Das Patch Placement-Verfahren bietet sich für<br />

all jene Hersteller an, die mit einer nur schwer beherrschbaren Variantenvielfalt<br />

ihrer Produkte zu kämpfen haben und deshalb höchste Anforderungen an die<br />

Flexibilität in der Fertigung stellen.“<br />

Im Verbund mit webbasierten Entwicklerplattformen oder Produkt-Konfiguratoren,<br />

digitalen Materialdatenbanken und einer logikbasierten Mustererzeugung<br />

lassen sich externe Entwickler und sogar Kunden, also auch Konsumenten, künftig<br />

viel direkter in einem Produktionsprozess einbeziehen. Begriffe wie „vernetzte Produktion“<br />

oder „open source“ erhalten damit eine viel breitere Bedeutung als bisher.<br />

Das frei konfigurierbare Patch Placement als Baustein einer kundenindividuellen<br />

Massenproduktion könnte sogar dazu führen, dass sich die Fertigung in vielen<br />

Branchen wieder näher beim Kunden ansiedelt. Als lokal vernetzte Produktion sind<br />

das gute Chancen für „Made in Germany“.<br />

Bilder: Manz<br />

www.manz.com<br />

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


ROBUSTES UND FLIESSFÄHIGES HIGHSPEED-FILAMENT<br />

Mit Pro HS bietet Big Rep ein Druck-Filament an, das<br />

die Herstellungszeiten im 3D-Druck um bis zu 50 %<br />

reduzieren kann. Seine mechanischen Eigenschaften<br />

und Druckbarkeit ähneln denen von PLA, allerdings<br />

ist es etwas robuster und besitzt eine doppelt so<br />

hohe Fließfähigkeit. Die Produktion des nicht-ölbasierten<br />

Biopolymers ist außerdem umweltverträglicher<br />

als die von ABS-Kunststoffen. Die Rohstoffe<br />

stammen aus erneuerbaren Ressourcen. Das<br />

Material kann in verschiedenen Industriebereichen<br />

eingesetzt werden, eignet sich aber besonders für<br />

großformatige Objekte und Prototypen. Es lässt sich<br />

sowohl auf neuen als auch auf älteren Big-Rep-Druckern nutzen. Das Filament gibt es in den<br />

neutralen Farben Natur und Basalt. Beide sind bereits nach dem Extrudieren matt. Weitere Farben<br />

sind optional ebenfalls möglich. Erhältlich ist das Material in den Spulengrößen 2,5, 4,5 und 8 kg<br />

bei 2,85 mm Durchmesser im Big-Rep-Onlineshop.<br />

IP66<br />

zertifiziert<br />

bigrep.com/de<br />

TRIPOD-KINEMATIK FÜR DEN 3D-DRUCK<br />

www.bahr-modultechnik.de<br />

AUTOMATISIERTER 3D-DRUCK AUF MEHREREN EBENEN<br />

Eine neuartige, fortlaufende Lösung<br />

für die additive Fertigung mit<br />

mehreren Druckeinheiten hat<br />

Stratasys mit dem Continuous Build<br />

3D Demonstrator entwickelt. In der<br />

modularen Plattform arbeiten<br />

mehrere 3D-Druckereinheiten<br />

parallel und werden über eine<br />

cloudbasierte Architektur betrieben.<br />

Das Auswerfen fertiger Teile<br />

und das Starten neuer Druckaufträge<br />

laufen automatisch ab. Jeder<br />

3D-Druckereinheit kann ein anderer<br />

Druckauftrag zugewiesen werden, was eine individualisierte Serienfertigung ermöglicht. Die<br />

skalierbare Plattform kann auch jederzeit um weitere Einheiten ergänzt werden. Durch die automatische<br />

Verwaltung von Druckwarteschlangen, Auftragsverteilung und Architekturredundanz wird<br />

der Durchsatz erhöht, da Aufträge automatisch einem verfügbaren Drucker zugewiesen werden.<br />

Anwendungsmöglichkeiten finden sich z. B. in der Bildung, beim Rapid Prototyping und in Umgebungen,<br />

in denen eine Fertigung ohne Werkzeuge und Lagerbestände benötigt wird.<br />

www.stratasys.com/de<br />

Ein Systemaufbau für 3D-Drucker zum FFF/FDM-Druck<br />

großformatiger Objekte im Schmelzschichtverfahren ist der<br />

CLLK 60-Tripod von Bahr Modultechnik. Bei ihm lassen sich für<br />

den 3D-Druck Druckbettdurchmesser bis 900 mm und eine<br />

Druckhöhe bis 1200 mm realisieren. Das Grundgerüst bilden<br />

Profilachsen der Reihe LL 60 mit abgerundeter Außenseite.<br />

Hochpräzise Kugelgewindespindeln mit Kugelgewindemuttern<br />

und einem Wirkungsgrad von über 90 % ermöglichen eine<br />

exakte Positionierung. Um einen ungehinderten Gleichlauf zu<br />

gewährleisten, verfahren die Spindelmuttern über ein<br />

Rollenführungsschlittensystem entlang der Profilachsen. Die<br />

zusätzlichen Nuten im Profil vereinfachen die Einpassung von<br />

Seitenrahmenverkleidungen. Durch die Sandwich-Bauweise<br />

der laserzugeschnittenen Stahlplatten für Druckbett, Steuerungseinheit<br />

und Dachabdeckung lässt sich die gesamte<br />

Anlage leicht montieren. Auf Wunsch wird das Gerät auch mit<br />

einer Steuerungs- und Antriebseinheit ausgestattet.<br />

Kabeldurchführung<br />

universell<br />

robust<br />

hygienisch<br />

Die Kabeldurchführung<br />

KEL-DPU mit Zugentlastung<br />

für Leitungen ohne Stecker.<br />

starke Zugentlastung<br />

einfache Bestückung<br />

hohe Packungsdichte<br />

hygienisches Design<br />

bis<br />

bis<br />

IP65<br />

zertifiziert<br />

bis<br />

IP66<br />

zertifiziert<br />

MOTEK<br />

Stuttgart | 09.<strong>10</strong>. – 12.<strong>10</strong>.17<br />

Halle 7 | Stand 7312<br />

www.icotek.com


DIGITALISIERUNG<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

SUMMERof <strong>2017</strong><br />

ENGINEERING<br />

WAS STECKT HINTER SUMMER<br />

OF ENGINEERING?<br />

Im Sommer <strong>2017</strong> gingen unsere Redakteure im zweiten<br />

Jahr auf multimediale Deutschland-Tour. Diesmal wollten<br />

wir mehr über Lösungen und Applikationen der industriellen<br />

Digitalisierung bzw. des industriellen Internet der Dinge<br />

(IIoT) erfahren. Eine Station dieser Roadshow führte uns<br />

zur Sensor-Technik Wiedemann (STW) GmbH in Kaufbeuren.<br />

Tauchen Sie mit uns ein in die „Stufen der digitalen<br />

Transformation im Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen.“<br />

SUMMER of ENGINEERING ist aber noch viel mehr: In<br />

unserem Blog und in unseren Social-Media-Kanälen<br />

berichten wir über Ideen, Realisierungen und Visionen von<br />

Industrie 4.0. Lassen Sie sich überraschen und inspirieren.<br />

Gerne dürfen Sie auch kommentieren oder uns einfach nur<br />

liken, teilen und empfehlen!<br />

www.summer-of-engineering.de<br />

VIDEO<br />

ZU GAST<br />

BEI STW<br />

http://bit.ly/SOE17_STW<br />

Autoren: Dipl.-Ing. (FH) Michael Pfister und Peter Becker B. A.,<br />

Redaktion O+P Fluidtechnik und Redaktion Mobile Maschinen<br />

Digitale Transformation<br />

– Industrie 4.0<br />

in mobilen Arbeitsmaschinen<br />

„EVERYTHING<br />

Verfügbarkeit, Darstellung, weltweiter Zugriff auf<br />

Daten einzelner Maschinen und im Flottenverbund,<br />

Prozessoptimierung, Data-Analytics: all das fasst<br />

STW als Stufen der digitalen Transformation im<br />

Bereich der mobilen Arbeitsmaschinen zusammen.<br />

Bei der Umsetzung lassen sich massive Mehrwerte<br />

für alle Beteiligten generieren.<br />

Im Juli 1985 gründeten Katharina und Wolfgang Wiedemann die<br />

Sensor-Technik Wiedemann GmbH. Neben hochgenauen<br />

Druckmesssystemen gehören mittlerweile auch weitere elektronische<br />

Komponenten, Systeme und Lösungen zur Digitalisierung,<br />

Automatisierung und Elektrifizierung von mobilen Arbeits-,<br />

Nutz- und Sondermaschinen zum umfangreichen Leistungsspektrum<br />

von STW in Kaufbeuren.<br />

Hans Wiedemann, Marketingleiter bei STW, weiß: „Nicht die<br />

Großen fressen die Kleinen, sondern die Schnellen die Langsamen.<br />

Diese Aussage trifft seit des ersten Internet-Hypes um die Jahrtausendwende<br />

immer häufiger zu. Ehemalige Technologiegiganten<br />

sind zum Teil komplett verschwunden. Gerade daher ist es wichtig,<br />

sich mit der digitalen Transformation zu beschäftigen – und sich<br />

bewusst für eine Richtung zu entscheiden. Eine reine Verleugnung<br />

des immer schnelleren Fortschritts hilft nicht weiter. Wir sind davon<br />

überzeugt, dass unsere Fokusthemen Digitalisierung, Automatisierung<br />

und Elektrifizierung unsere Kunden in eine hervorragende<br />

Position bringen.“ In der Automatisierung wird es zukünftig vorwiegend<br />

um Operator Assistance und autonomes Arbeiten gehen. Elektrifizierung<br />

ist in Zeiten von hohen Feinstaubwerten in den Städten<br />

notwendige Grundlage für die E-Mobility. Und die Digitalisierung<br />

bildet die Basis für neue Geschäftsmodelle in der ganzen Breite.<br />

MOBILE MASCHINEN UND INDUSTRIE 4.0<br />

Mobile Arbeitsmaschinen und Industrie 4.0 – passt das überhaupt<br />

zusammen? Die Antwort lautet hier ganz klar: Ja, das widerspricht<br />

sich nicht. Bei Industrie 4.0 findet man Themen wie „smart factory“<br />

oder „Losgröße 1“. Bei mobilen Arbeitsmaschinen geht es darum,<br />

dass Geschäftsprozesse digitalisiert werden sollen. Für diese digitale<br />

Transformation bietet STW intelligente Lösungen, Soft- und Hardware<br />

sowie eine Cloud.<br />

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


ELEKTRIFIZIERUNG<br />

AS A SERVICE!“<br />

SUMMERof <strong>2017</strong><br />

ENGINEERING<br />

Hans Wiedemann berichtet: „In Gesprächen mit unseren Kunden<br />

stellen wir häufig fest, dass das Thema digitale Transformation zwar<br />

wahrgenommen wird, sich viele damit aber schwer tun, das Thema<br />

für sich zu erschließen. Deshalb versuchen wir, unsere Kunden dabei<br />

zu unterstützen, den Inhalt der digitalen Transformation zu verstehen,<br />

zu erkennen, welche Möglichkeiten dadurch entstehen und<br />

schließlich zu definieren, was sie für die eigene Firma bedeutet.“<br />

Thorsten Walter, Produkt- und Projektmanager für Cloud Services<br />

STW in Kaufbeuren, ergänzt: „Nachdem eine Vision für ein Unternehmen<br />

formuliert wurde, können wir konkrete Hilfestellung bei<br />

der Umsetzung leisten. In Workshops erarbeiten wir mit unserem<br />

Kunden die Maßnahmen und den Weg hin zu einem Proof-of­<br />

Concept. Dabei setzen wir auf generische Lösungen, sowohl bei<br />

den on-board-Modulen für die mobilen Arbeitsmaschinen, als<br />

auch durch den Einsatz unserer IoT-Plattform „machines.cloud“.<br />

Durch diesen Rapid-Prototyping-Ansatz lassen sich oft mehr als<br />

80 % der Vorgaben mit geringem Aufwand umsetzen. Mit dieser<br />

Methode kann bereits innerhalb weniger Wochen ein Demonstrator<br />

realisiert werden. Die Wege zu neuen Businesskonzepten werden auf<br />

diese Art ohne Risiko aufgezeigt. So unterstützen und begleiten wir<br />

unseren Kunden bei seiner individuellen digitalen Transformation.“<br />

DEMONSTRATOR GIBT EINBLICK<br />

Mit einem Demonstrator verdeutlicht man bei STW die Chancen<br />

der Digitalisierung. Durch Vernetzung der Sensorik mit der Cloud<br />

ergeben sich neue Geschäftsmodelle: „Everything as a Service“ lauten<br />

die Stichworte. Bei Baumaschinen kann dies beispielsweise das<br />

Abrechnen der tatsächlichen Erdbewegung sein, anstelle von klassischen<br />

Kauf- oder Mietmodellen. Vor Ort bekommt man schnell<br />

einen Einblick, wie einfach die Daten von mobilen Arbeitsmaschinen<br />

in die Cloud zu bringen sind. Nur schnell per WLAN mit dem<br />

Demonstrator verbunden, schon hat man zum Beispiel auf einem<br />

Tablet Einblick auf die Live-Werte der Sensorik. In kürzester Zeit lassen<br />

sich also erste Schritte hin zur digitalen Transformation gehen.<br />

Vor den Toren des STW-Werks bekommen wir eine bereits digital<br />

transformierte mobile Arbeitsmaschine zu sehen. Das Modell eines<br />

Pistenbullys im Format 1:6 ist vollgestopft mit STW-Technik: Sensorik,<br />

Steuerung, Mobilfunkanbindung, selbst der Sound – alles genau<br />

wie beim Original. STW nutzt den Pistenbully, um den Auszubildenden<br />

die Digitalisierung mobiler Arbeitsmaschinen näher zu bringen.<br />

So werden die Grundlagen von Assistenzsystemen oder auto nomen<br />

Arbeits- und Fahrfunktionen vermittelt. Eine mobile Arbeitsmaschine<br />

4.0 im Klein-Format.<br />

DIE IOT-PLATTFORM „MACHINES.CLOUD“<br />

Das Thema Vernetzung ist inzwischen ein zentraler Bestandteil<br />

unseres Lebens geworden. In sozialen und beruflichen Netzwerken<br />

werden Kontakte geknüpft. Mittels Apps auf unserem Smartphone<br />

verbinden wir uns jederzeit und überall mit Freunden und Bekannten<br />

und beschaffen uns relevante Informationen. Was für viele im<br />

privaten Bereich bereits nicht mehr wegzudenken ist, hält nun auch<br />

als Digitalisierung in der Industrie Einzug. Nicht nur bestehende<br />

01 Links: Hans Wiedemann,<br />

Marketingleiter bei STW:<br />

„Wir sind davon überzeugt,<br />

dass unsere Fokusthemen<br />

Digi talisierung, Automatisierung<br />

und Elektrifizierung<br />

unsere Kunden in eine<br />

hervorragende Position<br />

bringen.“<br />

02 Rechts: Thorsten Walter,<br />

Produkt- und Projektmanager<br />

für Cloud Services: „Wir<br />

unterstützen und begleiten<br />

unseren Kunden bei seiner<br />

individuellen digitalen<br />

Transformation.“<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> 99


Prozesse können überwacht und optimiert<br />

werden, auch die Umsetzung völlig neuer<br />

Produkte und Dienstleistungen wird möglich.<br />

Mit der von STW angebotenen IoT-Plattform „machines.<br />

cloud“ können vielfältige digitale Anwendungen umgesetzt werden.<br />

In den Maschinen selbst werden mit den Konnektivitäts- und Datenmanagement-Modulen<br />

TC3G und TC1 Daten gesammelt und auf<br />

Wunsch vorverarbeitet. Über kabelgebundene oder drahtlose Technologien<br />

kann vor Ort ein Abruf der Daten direkt von der Maschine<br />

erfolgen. Ebenso können die Maschinen untereinander vernetzt<br />

werden. Mit einer Internetverbindung über Wi-Fi oder Mobilfunk<br />

besteht zudem die Möglichkeit, Informationen an die „machines.<br />

cloud“-Plattform oder andere Cloud-Dienste zu senden.<br />

Als Spezialist für die Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung<br />

mobiler Arbeitsmaschinen bietet STW mit „machines.<br />

cloud“ lohnendes Nutzer- und Gerätemanagement über eine<br />

Weboberfläche, die von PC, Tablet oder Smartphone bedient werden<br />

kann. Die von den on-board-Plattformen TC3G oder TC1 gesendeten<br />

Daten können visualisiert werden oder dienen als Grundlage für<br />

Geo-Lokalisierung. Eine der wichtigsten Eigenschaften ist der<br />

Live-View, bei dem Daten in Echtzeit in frei gestaltbaren SCADA-<br />

Widgets dargestellt werden.<br />

Während die meisten heutigen Telematiksysteme bei der Visualisierung<br />

von Maschinendaten aufhören, geht STW einen Schritt weiter<br />

und bietet auch die passende Infrastruktur für die Prozessintegration<br />

und Automatisierung von Workflows. Über eine REST-Schnittstelle<br />

wird die Anbindung von „machines.cloud“ an Drittsysteme ermöglicht.<br />

So können ERP/CRM-Systeme oder auch bestehende Logistiksoftware<br />

nahezu in Echtzeit mit wichtigen Daten versorgt werden.<br />

Vielfältige Standardwerkzeuge und ein flexibles sowie offenes<br />

Ecosystem von Drittanbietersystemen und -diensten bilden die<br />

Grundlage, verschiedenste Projekte<br />

mit geringem Kostenaufwand<br />

bei minimiertem<br />

Risiko umzusetzen, sozusagen<br />

mit „Rapid Proto typing“. Der<br />

offene Ansatz des „no-Vendor-<br />

Lock-In“ bietet die notwen-<br />

dige Investitionssicherheit. STW berät und unterstützt zusammen<br />

mit einem starken Partnernetzwerk Kunden bei der Umsetzung<br />

ihrer Projekte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle.<br />

DIGITALISIERUNG ALS CHANCE BEGREIFEN<br />

Das Fazit von Dr. Michael Schmitt, Geschäftsführer der Sensor-<br />

Technik Wiedemann GmbH, lautet: „Im Wesentlichen geht es beim<br />

Thema der Digitalisierung allgemein um die dauerhafte Sicherung<br />

der Zukunft des deutschen Mittelstandes. Die Konzepte, die uns<br />

Mittelständler in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten so<br />

erfolgreich gemacht haben, können durch die digitale Transformation<br />

zwar gefördert werden, bei Nicht-Beachtung ist meines<br />

Erachtens allerdings die Existenz gefährdet. Deshalb wünsche ich<br />

mir, dass möglichst viele STW-Kunden die Digitalisierung und ihre<br />

vielfältigen Möglichkeiten als Chance begreifen. Wer dies nicht<br />

erkennt, gefährdet massiv einen Großteil seines Zukunftspotenzials.“<br />

Digitalisierung ist also ein Muss für die Hersteller mobiler<br />

Arbeitsmaschinen. Wer den Trend verschläft, verliert. STW ist für<br />

die Zukunft gerüstet und kann bei der digitalen Transformation der<br />

Prozesse mobiler Arbeitsmaschinen helfen. Das wurde in Kaufbeuren<br />

deutlich, beim Summer of Engineering.<br />

Bilder: Aufmacher, 05+06 STW Sensor-Technik Wiedemann GmbH;<br />

sonstige Martina Heimerl, Redaktion <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong><br />

www.sensor-technik.de<br />

03 Der Demonstrator verdeutlicht die vielfältigen<br />

Chancen der Digitalisierung<br />

04 Digitalisierung einer mobilen Arbeitsmaschine: Das Modell<br />

eines Pistenbullys im Format 1:6 ist vollgestopft mit STW-Technik<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

05 Mit Konnektivitäts-<br />

und Daten-<br />

management-<br />

Modulen werden<br />

Daten gesammelt<br />

und auf Wunsch<br />

vorverarbeitet<br />

06 Im Live-View können Daten<br />

in Echtzeit dargestellt werden<br />

<strong>10</strong>0 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong>


DREI ANTWORTEN<br />

von Dr. Michael Schmitt, Geschäftsführer<br />

der Sensor-Technik Wiedemann GmbH<br />

Was hat Ihr Unternehmen<br />

mit Industrie 4.0 zu tun?<br />

Das Thema Digitalisierung der Arbeitsprozesse bei mobilen Maschinen hat für STW eine große<br />

Bedeutung. Wir wollen unseren Kunden diese Technik verfügbar machen. Hierfür haben wir<br />

nicht nur eigene Produkte entwickelt bzw. Bestandsprodukte entsprechend angepasst, sondern<br />

bieten unseren Kunden auch Dienstleistungen an, wie zum Beispiel Beratung oder Rapid-<br />

Prototyping bis hin zum Betrieb von Cloud-Plattformen, auf denen die jeweiligen Unternehmen<br />

ihre Daten nutzen können.<br />

Welche Rolle spielt für Sie<br />

der Aspekt „Sicherheit“ bei<br />

Industrie 4.0?<br />

Digitalisierung bietet zahlreiche Chancen, allerdings ergeben sich auch Möglichkeiten zum<br />

unerlaubten Eingriff oder zum Missbrauch von Daten. Dementsprechend wichtig ist die<br />

Datensicherheit, ohne sie gibt es keine Marktakzeptanz – hier gilt das gleiche wie bei der<br />

funktionalen Sicherheit. Weil das Thema Security in diesem Zusammenhang immens wichtig<br />

ist, bauen wir ein eigenes Team auf, um alles Notwendige für die Sicherheit zu tun und um<br />

die Kunden hier angemessen beraten zu können.<br />

Wie sehen Sie Ihr Unter ­<br />

nehmen in den kommenden<br />

Jahren?<br />

Wir bleiben unserem Motto treu und sehen STW als den zuverlässigen Innovations- und Lösungspartner<br />

rund um die Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung mit Fokus auf mobile<br />

Arbeitsmaschinen. Wir wollen unseren Kunden – OEMs und Systemintegratoren – zukunftsfähige<br />

Lösungen bieten, die sie in die Lage versetzen, ihren Kunden entscheidende Mehrwerte zu bieten.<br />

STW KURZCHARAKTERISTIK<br />

Die Sensor-Technik Wiedemann (STW) GmbH unterstützt<br />

ihre Kunden, die weltweit führenden Hersteller<br />

von mobilen Arbeits-, Nutz- und Sondermaschinen und<br />

deren Anwender, bei der Nutzung der neuen technischen<br />

Möglichkeiten durch Digitalisierung, Automatisierung<br />

und Elektrifizierung. Als international führender<br />

Hersteller von Steuerungen, Telemetrie-Plattformen<br />

und Antriebselementen sowie als Anbieter von Cloud-<br />

Lösungen für viele Anwendungen rund um mobile<br />

Arbeits-, Nutz- und Sondermaschinen, tritt STW<br />

bereits seit mehr als 30 Jahren auch als Hersteller<br />

präziser und robuster Sensorik für automotive und<br />

industrielle Märkte auf. Erfahrung, Fachwissen und<br />

vielfältige Kompetenzen in der Entwicklung, Herstellung<br />

und Konfektionierung generischer und spezifischer<br />

Sensorik-Lösungen sind dabei die Stärken von STW.<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> <strong>10</strong>1


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

ZUR DIGITALISIERUNG<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

ZU GAST<br />

BEI E-T-A<br />

SUMMERof <strong>2017</strong><br />

ENGINEERING<br />

Was haben ein Gartenhäcksler und eine Luxusyacht gemeinsam?<br />

Beide sind mit Schutzschaltern ausgestattet, die für einen<br />

zuverlässigen und sicheren Betrieb sorgen, indem sie Überlast und<br />

Kurzschlussströme sicher abschalten und so Menschen und Maschinen<br />

schützen. Wo diese Schutzschalter produziert werden und was diese<br />

technisch vermeintlich einfache Komponente mit Industrie 4.0 zu tun<br />

hat, erfahren wir bei einem Besuch der Firma E-T-A.<br />

Autorin: Dipl.-Ing. (FH) Eva Linder,<br />

Chefredak teurin VERFAHRENSTECHNIK<br />

und wlbUMWELTTECHNIK<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

Altdorf bei Nürnberg heißt das Ziel, das wir auf der Fahrt zu<br />

unserer SUMMER of ENGINEERING-Reportage ins Navigationssystem<br />

eingeben. Dort ist die Firma E-T-A Elektrotechnische<br />

Apparate GmbH zuhause – und das seit bald 70 Jahren.<br />

Das unabhängige Familienunternehmen ist Marktführer auf dem<br />

Gebiet von Überstromschutz und Stromverteilung und bezeichnet<br />

sich selbst als Erfinder des elektronischen Überstromschutzes.<br />

Industrie 4.0 wird bei E-T-A als logische Weiterentwicklung des<br />

Produktportfolios und des Ansatzes „Wir schützen Leben und<br />

Werte“ gesehen.<br />

VIELFÄLTIGE ANTWORTEN …<br />

Im Prüflabor bekommen wir zu sehen, wie aufwändig die Schutzschalter<br />

im Einsatz getestet werden. „Früher war ein thermisches<br />

Gerät ausreichend, um einen Fehler zu detektieren. Die heutige<br />

Technik ist wesentlich komplexer. Deshalb sind auch unsere<br />

Antworten darauf deutlich vielfältiger“, so E-T-A Geschäftsfeld-<br />

01 Was hat ein<br />

Schutzschalter<br />

mit Predictive<br />

Maintenance<br />

zu tun?<br />

Erich Fischer,<br />

E-T-A,<br />

demonstriert<br />

das System<br />

ControlPlex<br />

manager Thomas Schmid. Er ist Profi in Sachen Überstromschutz<br />

und kommt richtig ins Schwärmen, wenn es um seine Produkte geht:<br />

„Wir haben das weltweit größte Portfolio im elektromechanischen,<br />

aber auch ein umfassendes Angebot im elektronischen Bereich.“<br />

Der elektronische Überstromschutz bei E-T-A umfasst alle DC 24 V-<br />

Anwendungen in der Automatisierung und darüber hinaus. Dadurch,<br />

dass den Kunden elektronische Lösungen angeboten werden, können<br />

jetzt auch Programmierung, Monitoring, Diagnose, Analytik und<br />

Predictive Maintenance zur Verfügung gestellt werden. Stolz ergänzt<br />

Europa-Vertriebsleiter Klaus Balzer: „Das ist dann schon eine<br />

handfeste Industrie-4.0-Lösung“.<br />

… AUCH AUF INDUSTRIE 4.0<br />

Industrie 4.0 ist bei E-T-A längst angekommen. Bei einem Rundgang<br />

durch die Fertigung können wir uns davon überzeugen, wie<br />

sich das Unternehmen mit dem Thema auseinandersetzt: In der<br />

Planung einer neuen vollautomatischen Anlage sind die eigenen<br />

Systeme wie beispielsweise ControlPlex ein wichtiger Baustein, um<br />

Anlagenzustände zu analysieren, den Energieverbrauch zu dokumentieren,<br />

die Produktqualität zu sichern und Instandhaltungsaufgaben<br />

zu überwachen. Die Anlage wird dann im Rechner abgebildet<br />

sein, um den Fertigungsprozess simulieren zu können.<br />

„Bei der Handmontage versuchen wir, vom Papier wegzukommen“,<br />

erzählt Werksleiter Matthias Heymer. Jede Information zum Auftrag<br />

und zu den nötigen Bearbeitungsschritten wird auf dem Leitbauteil<br />

über einen QR-Code gespeichert. Am jeweiligen Arbeitsplatz<br />

erkennt der Mensch über ein Lichtleitsystem sofort, welche Teile<br />

montiert und eingesetzt werden müssen, und die Maschinen führen<br />

die Lötvorgänge selbstständig durch. Das Konzept steht und wird<br />

im kommenden Jahr umgesetzt. „Selbst bei der Handmontage zieht<br />

<strong>10</strong>2 SUMMER of ENGINEERING <strong>2017</strong>


sich dann Industrie 4.0 durch bis zur Verpackung und Auslieferung<br />

an den Kunden“, ergänzt der Werksleiter.<br />

Einen weiteren Beweis für gelebte Industrie 4.0 in der E-T-A-<br />

Produktion liefert uns Katherine Schellenberger. Die Produktionsingenieurin<br />

steht vor der riesigen SMD-Bestückungsanlage zur<br />

Fertigung von Leiterplatten, die direkt in die mittlerweile zahlreichen<br />

elektronischen Produkte mit einfließen. „Diese Maschine ist<br />

ein gutes Beispiel für Industrie 4.0“, erzählt die Produktionsingenieurin.<br />

Der komplette Produktionsablauf wird über ein Tracking<br />

geprüft. Hierdurch ist es möglich, z. B. bei fehlenden Bauteilen oder<br />

anderen Bestückungsfehlern die Ergebnisse direkt an den Fräser zu<br />

kommunizieren. Der Fräser reagiert dann entsprechend und bricht<br />

die Bearbeitung ab bzw. sortiert das Teil aus. „Wir sind dabei, nach<br />

und nach alle neuen Maschinen und Anlagen an das Netzwerk<br />

anzuschließen, damit die Kommunikation nahtlos funktioniert“,<br />

ergänzt die junge Mitarbeiterin.<br />

ZUSÄTZLICHER KUNDENNUTZEN<br />

Dass einige Produkte von E-T-A auch schon echte Industrie-4.0-<br />

Konzepte sind, beweist das Produkt ControlPlex. Im Entwicklungslabor<br />

erklärt Erich Fischer, Leiter Sparte Industry, Energy und<br />

Equipment bei E-T-A, was die E-T-A Konzepte zum Thema Industrie<br />

4.0 alles können: ControlPlex ist ein busfähiges Stromverteilungssystem<br />

mit intelligenten Sicherungsautomaten, die direkt an die<br />

Steuerungstechnik angebunden werden können. „Wir realisieren<br />

die Implementierung des Stromverteilungssystems in die Cloud“,<br />

erzählt Fischer.<br />

In der Kommunikationseinheit sind alle Daten, die sich auf der<br />

Feldebene der elektronischen Sicherungsautomaten befinden. Diese<br />

werden über WLAN an ein Tablet weitergegeben, darüber werden<br />

die Sicherungsautomaten parametriert, Fehlerzustände können<br />

aus gelesen werden. „So bekommen wir zusätzliche Informationen,<br />

warum der Schutzschalter auslöst: War das ein Kurzschluss oder<br />

ein Überlastfall. Und wir wissen, wie der Stromspannungsverlauf<br />

des Schutzschalters kurz vor dem Abschalten war“, so der Elektroingenieur.<br />

Das hat natürlich Vorteile für den Instandhalter, weil er die Art<br />

des Kurzschlusses bewerten und einordnen kann. Der Anlagenbetreiber<br />

weiß, wo der Fehler zu finden ist und stellt dem Instandhalter<br />

alle Informationen zur Verfügung. Dazu Erich Fischer: „Bei<br />

unseren Schutzschaltern geht es auch um Predictive Maintenance:<br />

Wir wollen, dass am Ende des Tages die Maschinen laufen und<br />

nicht die Instandhalter“.<br />

LOGISCHE ENTWICKLUNG<br />

Am Ende unseres Rundgangs ist klar: Die Firma E-T-A ist nicht nur<br />

Pionier des Überstromschutzes, sondern entwickelt die Produkte<br />

ständig weiter, um sie an die Bedürfnisse des Kunden anzupassen.<br />

Das reicht von den einfachen thermischen Geräten über die elektronischen<br />

Produkte bis zu den Lösungen für Industrie 4.0.<br />

Früher ging es darum, den Fehler zu verstehen, heute ist die<br />

Technik wesentlich komplexer, und deshalb sind auch die Antworten<br />

darauf deutlich vielfältiger. Durch die Möglichkeiten der elektronischen<br />

Lösungen kann den Kunden nun auch Programmierung,<br />

Monitoring, Diagnose, Analytik, Predictive Maintenance und damit<br />

handfeste Industrie 4.0 zur Verfügung gestellt werden. Diese<br />

logische Entwicklung wird bei E-T-A in allen Bereichen gelebt – ob<br />

im Labor, in der Produktion oder in der Entwicklung.<br />

Foto-Collage: Fotolia, Getty Images, iStockphoto<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> <strong>10</strong>3


INDUSTRIE 4.0 IST FÜR UNS<br />

EIN GANZ GROSSES THEMA<br />

Was zeichnet die Firma E-T-A<br />

und ihre Produkte aus?<br />

Thiel: Uns zeichnet aus, dass wir seit nahezu 70 Jahren im Thema Schutzschalter unterwegs<br />

sind. Gleichzeitig sind wir der Erfinder des elektronischen Schutzschalters. Mit unseren<br />

Produkten bleibt Strom beherrschbar und richtet im Fehlerfall keinen Schaden an. Dabei<br />

steht für uns immer eins im Mittelpunkt: der Schutz von Leben und Werten.<br />

Was hat Ihr Unternehmen/<br />

haben Ihre Produkte mit<br />

Industrie 4.0 zu tun?<br />

Dietrich: Industrie 4.0 ist für uns ein ganz wesentlicher Punkt. Wir haben Produkte für die<br />

Prozessautomatisierung ebenso wie für den Maschinen- und Anlagenbau. Diese werden<br />

immer intelligenter, schlauer und kleiner. Das heißt, die Migration der Elektronik in die<br />

Sensorik – was ja unser Schutzschalter am Ende ist – nimmt immer mehr zu. Damit steigt die<br />

Möglichkeit, diese Geräte zu digitalisieren. Durch ihre Funktionen zur Messdatenerfassung<br />

sind sie mittendrin im Thema Industrie 4.0.<br />

Spielt das Thema Industrie 4.0<br />

in Ihrer eigenen Produktion<br />

eine Rolle?<br />

Thiel: Die Optimierung von Prozessen ist seit vielen Jahren unser Thema, und jetzt ist Industrie<br />

4.0 der nächste Schritt. Wir sind gerade dabei, eine vollautomatisierte Fertigungsanlage<br />

zu installieren, die sogar an die ERP-Prozesse andockt. Im Vergleich zu den aktuellen, voll<br />

automatisierten Anlagen kommt hier noch die Weitergabe der Messdaten nach außen und die<br />

detaillierte Prozessüberwachung hinzu. Die neue Anlage wird alle Ansprüche an Industrie 4.0<br />

erfüllen: Wir können damit ganz genau verstehen, was in der Anlage gut läuft, was schlecht<br />

läuft und warum. Und wir erfahren, was wir tun können, um es abzustellen. Ziel ist eine<br />

weitere Steigerung der Maschinenverfügbarkeit. Selbstverständlich verbauen wir auch unsere<br />

eignen Produkte aus dem Automatisierungsbereich in dieser Anlage und können unseren<br />

Kunden die Leistungsfähigkeit demonstrieren.<br />

Welche Anforderungen zum<br />

Thema Industrie 4.0 kommen<br />

von den Kunden?<br />

Dietrich: Das Thema Industrie 4.0 ist seit zwei bis drei Jahren Thema Nummer eins in der<br />

Industrie. Was sich dabei immer stärker herauskristallisiert, ist die Vernetzung der einzelnen<br />

Komponenten: Sensoren und Aktoren müssen miteinander kommunizieren. Mittlerweile ist<br />

diese Kommunikations- und Verlinkungsfähigkeit auch bei unseren Schutzschaltern gefragt.<br />

Das ist für uns inzwischen ein ganz großes Thema.<br />

Welche Rolle spielt für Sie<br />

der Aspekt „Sicherheit“ bei<br />

Industrie 4.0?<br />

Thiel: „Sicherheit“ ist ein Muss für jeden, der sich mit dem Thema Industrie 4.0 beschäftigt:<br />

Die Anlagen und Systeme werden immer transparenter und immer vernetzter. Dabei sprechen<br />

wir nicht nur über Daten aus den Maschinen, sondern auch über Auftragsdaten. Das sind<br />

natürlich sensible Daten, von denen nichts nach draußen gelangen darf. Wir gehen da in beide<br />

Richtungen – Sicherheit nach außen und nach innen – und passen unsere Systeme so an, dass<br />

SUMMER OF ENGINEERING<br />

02 Ralf Dietrich, Mitglied<br />

der Geschäftsleitung,<br />

Leiter Produkt- und<br />

Marktentwicklung<br />

03 Hans A. Thiel, Mitglied<br />

der Geschäftsleitung,<br />

Vertriebsleiter weltweit


sie den Sicherheitsstandards der Kunden entsprechen. Sagt der Kunde beispielsweise explizit,<br />

dass in seine Cloud nichts ohne sein Wissen rein und raus geht, dann richten wir uns selbstverständlich<br />

danach.<br />

Wo liegen international Ihre<br />

Entwicklungsschwerpunkte<br />

und welche Rolle spielt da<br />

das Thema Digitalisierung?<br />

Dietrich: Unser Entwicklungsschwerpunkt ist ganz klar in Europa. Aber auch USA, China und<br />

Japan spielen eine sehr große Rolle. Wir sehen aber ganz deutlich, dass Europa beim Thema<br />

Digitalisierung der Treiber ist. Auch andere Länder sprechen darüber. Doch wenn wir sehen,<br />

was tatsächlich umgesetzt wird und wo die Produkte zur Anwendung kommen, dann ist<br />

Europa klar der Vorreiter.<br />

Mit welchen Lösungen<br />

werden Sie den komplexen<br />

Anforderungen im<br />

Anlagenbau oder in der<br />

Prozesstechnik gerecht?<br />

Dietrich: Gerade mit unseren neuen Produkten aus dem Bereich ControlPlex haben wir<br />

Lösungen, die der vom Markt geforderten Komplexität voll gerecht werden. Wir sind zum einen<br />

auf der Produktseite flexibel: die Lösungen sind skalierbar und unterschiedlich aufbaubar.<br />

Darüber hinaus haben wir auch die Möglichkeit, Informationen abzugreifen und bereitzustellen.<br />

Das heißt, man kann viel, viel mehr Informationen aus der Anlage herausholen als früher: Wir<br />

können den Strom erfassen und wissen, warum ausgelöst wurde. Ziel ist es, dem Kunden die<br />

Möglichkeit zu geben, schon frühzeitig einzugreifen, damit er erst gar keine Fehlauslösung hat.<br />

Er bekommt schon im Vorfeld die Information, dass sich ein Problem anbahnt. So kann er<br />

beim nächsten Wartungszyklus entsprechend vorgreifen. Das ist der Mehrwert, den wir dem<br />

Kunden mit unseren intelligenten Systemen bieten.<br />

Wo sehen Sie Ihr Unternehmen<br />

in fünf bis zehn<br />

Jahren?<br />

Thiel: Wir werden nach wie vor technologisch führend sein und Weltmarktführer im Bereich<br />

der Geräteschutzschalter bleiben. Sicherlich wird der Anteil an Elektronik und Software steigen.<br />

Doch wir sehen auch, dass wir mit großer Wahrscheinlichkeit um ein normales elektromechanisches<br />

Schaltgerät nicht herumkommen werden. Es wird Geräteschutzschalter mit einem<br />

hohen Anteil Elektronik geben, aber immer auch welche mit der konventionellen Technologie.<br />

www.e-t-a.de<br />

WAS STECKT HINTER SUMMER<br />

OF ENGINEERING?<br />

Im Sommer <strong>2017</strong> gingen unsere Redakteure im zweiten<br />

Jahr auf multimediale Deutschland-Tour. Diesmal wollten<br />

wir mehr über Lösungen und Applikationen der industriellen<br />

Digitalisierung bzw. des industriellen Internet der<br />

Dinge (IIoT) erfahren. Eine Station dieser Roadshow führte<br />

uns zum Überstromschutz-Spezialisten E-T-A in Altdorf.<br />

SUMMER of ENGINEERING ist aber noch viel mehr: In<br />

unserem Blog und in unseren Social-Media-Kanälen<br />

berichten wir über Ideen, Realisierungen und Visionen von<br />

Industrie 4.0. Lassen Sie sich überraschen und inspirieren.<br />

Gerne dürfen Sie auch kommentieren oder uns einfach<br />

nur liken, teilen und empfehlen!<br />

www.summer-of-engineering.de<br />

VIDEO<br />

http://bit.ly/SOE17_ETA_v<br />

Industrie 4.0 zieht<br />

sich wie ein roter<br />

Faden durch Prüflabor,<br />

Produktion<br />

und Entwicklung<br />

bei der Firma E-T-A<br />

SUMMERof <strong>2017</strong><br />

ENGINEERING<br />

<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> <strong>10</strong>5


AUSGEZÄHLT<br />

SPECIAL<br />

4MAL 3D-DRUCK<br />

MJM – MULTI<br />

1FDM – FUSED<br />

DEPOSITION MODELING<br />

Im Grunde funktioniert ein FDM-3D-<br />

Drucker wie eine bewegliche Heißklebepistole.<br />

Das Rohmaterial wird in Form eines Kunststofffadens,<br />

sprich Filaments, zugeführt. Der Extruder<br />

fördert das Filament kontinuierlich durch ein<br />

Heizelement, in dem es zur Aufschmelzung des<br />

Filaments kommt. Schicht für Schicht wird ein<br />

3D-Objekt auf<br />

einer Plattform<br />

aufgebaut. Je<br />

nach Modell wird<br />

entweder die<br />

Düse selbst oder<br />

die darunter<br />

liegende Plattform<br />

bewegt.<br />

2SLA – STEREO-<br />

LITHOGRAPHIE<br />

Ausgangsbasis dieses<br />

Produktionsverfahrens ist ein<br />

flüssiges Epoxidharz. Der<br />

Kunststoff härtet aus, wenn er<br />

mit UV-Licht in Kontakt kommt.<br />

Ein Laser bündelt UV-Strahlen<br />

und bestrahlt das Epoxidharz<br />

punktuell, sodass es an dieser Stelle aushärtet. Schicht für Schicht<br />

entsteht so ein Festkörper. Wenn dieser so groß ist, dass er aus dem<br />

Flüssigbad herausragt, dann fügt ein Dispenser eine weitere Lage an<br />

flüssigem Material hinzu, bzw. das Modell wird um die Höhe eines<br />

Layers abgesenkt. Der Vorgang wiederholt sich schließlich bis das<br />

fertige 3D-gedruckte Objekt entstanden ist.<br />

VERFAHREN <strong>DER</strong> ADDITIVEN<br />

FERTIGUNG IM ÜBERBLICK<br />

Bilder: korni007/Fotolia.de<br />

3JET MODELING<br />

Multi Jet Modeling<br />

ist gewissermaßen eine<br />

Kombination aus FDM und<br />

SLA. Wie beim FDM wird das<br />

Kunststoffmaterial dem<br />

Druckkopf in fester Form<br />

zugeführt, wo es dann<br />

aufgeschmolzen wird. Allerdings ist der Druckkopf hier anders<br />

aufgebaut. Er tropft das aufgeschmolzene Material durch<br />

mehrere kleine Düsen auf eine Plattform und härtet es durch eine<br />

integrierte Lichtquelle direkt aus. So lassen sich sehr detailgetreue<br />

Objekte herstellen.<br />

4SELECTIVE LASER<br />

SINTERING<br />

Das Druckmaterial – neben Kunststoffen<br />

auch Materialien wie Metalle, Keramiken<br />

und Sand – liegt in Pulverform vor. Es wird auf<br />

eine Bauplattform in einer Schichtdicke von 1<br />

bis 200 µm aufgebracht. Die Konturen des<br />

Bauteils werden per Hochleitungslaser<br />

gesintert, d.h. die Partikel werden gerade so<br />

weit erhitzt, dass sie sich an ihrer Oberfläche<br />

verbinden. Ist eine Schicht entstanden wird die<br />

Bauteilplattform abgesenkt und oben eine<br />

neue Pulverschicht aufgetragen, solange bis<br />

das fertige 3D-gedruckte Objekt entstanden ist.<br />

<strong>10</strong>6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong><br />

mh


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 11/<strong>2017</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 20. 11. <strong>2017</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 03. 11. <strong>2017</strong><br />

01 03<br />

02<br />

<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />

01 Was haben Umrichter mit Kühen zu tun? Die Antwort: In geregelten<br />

Antrieben für Entfeuchter kommen sie in Heutrocknungsanlagen zum Einsatz.<br />

Bild: Danfoss<br />

02 Professionelle Kaffeevollautomaten bestehen aus mehr als<br />

3 000 Teilen. Diese effizient zu konstruieren, zu modularisieren und zu<br />

standardisieren geht nur mit entsprechender Software auf Basis von 3D-CAD.<br />

Bild: Siemens<br />

03 Die überarbeitete Norm DIN EN ISO 13849-1 ist das Thema unseres<br />

Interviews mit dem Experten für Maschinensicherheit Siegfried Wolf.<br />

Bild: K. A. Schmersal<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

IM INTERNET<br />

www.DerKonstrukteur.de<br />

ALS E-PAPER<br />

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REDAKTION<br />

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erscheint <strong>2017</strong> im 48. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />

Redaktion<br />

Chefredakteur: Dr. Michael Döppert (md), M.A.<br />

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Redaktionsassistenz: Gisela Kettenbach,<br />

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Angelina Haas, Melanie Lerch, Ulla Winter<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> <strong>10</strong>/<strong>2017</strong> <strong>10</strong>7


FAULHABER Encoder<br />

Feinfühlige Positionierung<br />

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Die neue Serie erweitert das FAULHABER Portfolio um zwei hochpräzise optische<br />

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Stuttgart, 09. – 12.<strong>10</strong>.<strong>2017</strong><br />

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