antriebstechnik 12/2017
antriebstechnik 12/2017
antriebstechnik 12/2017
- TAGS
- antriebstechnik
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
19174<br />
<strong>12</strong><br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
Dezember <strong>2017</strong><br />
Getriebe und<br />
Getriebemotoren<br />
Antriebsbaukasten ermöglicht neue<br />
Wege der Brückeninspektion<br />
Steuern und Automatisieren<br />
Vorteile von Stillstandswächtern<br />
in Fräsmaschinen<br />
Elektromotoren<br />
Servopumpe setzt auf automatisch<br />
geführte Inbetriebnahme<br />
Special: Ketten, Riemen & Co.<br />
Warum sind diese Antriebselemente<br />
so wichtig?
TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE<br />
Marktübersicht und umfassender Einkaufsführer<br />
Organ des FVA e.V. im VDMA<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
19174<br />
2018<br />
Sonderausgabe<br />
der Zeitschrift<br />
<strong>antriebstechnik</strong><br />
Online-Shop<br />
unter<br />
www.engineering-news.net<br />
Dieses jährlich erscheinende Tabellenwerk<br />
ist kompetenter Einkaufsführer<br />
für alle Antriebsspezialisten aus<br />
Konstruktion, Produktion, Einkauf<br />
und der Unternehmensleitung.<br />
Die gesamte<br />
Antriebstechnik<br />
in 100 Tabellen<br />
Firmenverzeichnis:<br />
Alle wichtigen<br />
Informationen von<br />
über 1.000 Anbietern<br />
Über 1.000 Firmen sind mit detaillierten<br />
Angaben zu ihren antriebstechnischen<br />
Produkten und Dienstleistungen für die<br />
„<strong>antriebstechnik</strong> Marktübersicht“ erfasst.<br />
Produktgruppen:<br />
Motoren<br />
Kupplungen<br />
Bremsen<br />
Dichtungen<br />
Schmierung<br />
Getriebe und Getriebemotoren<br />
Lager und Führungen<br />
Steuern und Regeln<br />
Antriebselemente<br />
Messen und Prüfen<br />
Dienstleistungen<br />
Ein komplettes Adressverzeichnis<br />
sorgt für den schnellen Kontakt<br />
des Anwenders mit dem Hersteller.<br />
ANT_SO_Titel_Groschopp_Findling_2018_3335488.indd 1 08.11.<strong>2017</strong> 08:45:36<br />
<strong>antriebstechnik</strong> Marktübersicht 2018<br />
nur € 39,-<br />
<br />
@ E-Mail: vertrieb@vfmz.de 6 Telefax: 06131-992/100<br />
Internet: www.engineering-news.net & Telefon: 06131-992/147<br />
Hiermit bestelle ich<br />
Exemplar/e „<strong>antriebstechnik</strong> Marktübersicht 2018“ zum Preis von nur € 39,-- zzgl. Versandkosten.<br />
Vertrauensgarantie: Die Bestellung kann innerhalb von 14 Tagen ohne Begründung bei der Vereinigten Fachverlage GmbH widerrufen werden.<br />
Zur Wahrung der Frist genügt die rechtzeitige Absendung.<br />
Name/Vorname<br />
Position<br />
Firma<br />
Abteilung<br />
Straße oder Postfach<br />
PLZ/Ort<br />
Telefon<br />
Datum/Unterschrift<br />
Ihre Daten werden von der Vereinigten Fachverlage GmbH gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />
ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim<br />
Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz<br />
Telefon: 06131/992-0 . Telefax: 06131/992-100 . E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.engineering-news.net<br />
„Marktübersicht <strong>antriebstechnik</strong>“ ist eine Publikation der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55<strong>12</strong>9 Mainz,<br />
HRB 2270, Amtsgericht Mainz, Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Umsatzsteuer-ID: 149063659, Gerichtsstand: Mainz
EDITORIAL<br />
Sharing Drive Innovation<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
den Menschen begleitet seit jeher die Neugier auf technologischen<br />
Fortschritt. Während aber seit der Antike Tüftler und Denker meist<br />
ihre Ideen alleine umsetzen mussten, braucht es heute mehr und<br />
mehr schlaue Köpfe, die gemeinsam ihren Forschergeist ausleben.<br />
Menschen und Unternehmen sind gefragt, die mit Leidenschaft und<br />
oft unter Zurückstellung eigener Interessen den Weg ins Zeitalter von<br />
Vernetzung und Digitalisierung antreten. Nur durch diese Symbiose<br />
lassen sich Prozesse beschleunigen und entscheidende Wettbewerbsvorteile<br />
für den Standort Deutschland erzielen.<br />
Genau hier setzte auch der Grundgedanke von acht Unternehmen<br />
an, die sich im Jahr 1967 zusammenschlossen, um gemeinsam die<br />
Antriebstechnik noch schneller voranzubringen – durch mehr<br />
Wissen, mehr Effizienz und mehr Innovationen. Hiermit war die<br />
Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) geboren. Schon<br />
damals hat sich der Verein zur Aufgabe gemacht, die Antriebstechnik<br />
durch vorwettbewerbliche, gemeinschaftliche Forschung und<br />
Vernetzung weiterzuentwickeln, um damit die Grundlage für<br />
firmenspezifische Innovationen zu schaffen. Bis heute hat diese Idee<br />
immer mehr Unternehmen und Forschungsinstitute in ihren Bann<br />
gezogen, sodass die FVA heute zurecht das wichtigste, größte und<br />
beste Netzwerk rund um die Antriebstechnik weltweit ist.<br />
Die <strong>antriebstechnik</strong>, seit über 40 Jahren das<br />
Zeitschriften-Organ der FVA, ist stolz darauf, ein Teil<br />
dieser Community sein zu dürfen. Das wollen wir<br />
auch mit unserem Sonderteil „50 Jahre FVA“ in<br />
dieser Ausgabe zum Ausdruck bringen. Hier geben<br />
Ihnen vor allem Weggefährten einen tiefen Einblick<br />
in die „DNA“ des Vereins.<br />
Die Redaktion gratuliert der FVA herzlich<br />
zum runden 50. Geburtstag und freut sich<br />
auf eine gemeinsame, spannende,<br />
vernetzte und digitalisierte Zukunft –<br />
immer unter dem Motto: „Sharing<br />
Drive Innovation“.<br />
Dirk Schaar<br />
d.schaar@vfmz.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 3<br />
Rotor-Clip.indd 1 22.11.<strong>2017</strong> 08:24:42
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
Dezember <strong>2017</strong><br />
INHALT<br />
10<br />
26<br />
48<br />
50 Jahre FVA: Wir blicken mit FVA-Geschäftsführer<br />
Hartmut Rauen in die Vergangenheit<br />
und Zukunft der Gemeinschaftsforschung<br />
Fail-Safe-Prinzip: Damit der Roboterarm<br />
nicht zittert, halten Sicherheitsbremsen<br />
Robotergelenke zuverlässig in Position<br />
Keine Abgase: Wassertaxis in Venedig sind<br />
dank Hochleistungszahnriemen umweltfreundlich<br />
auf dem Wasser unterwegs<br />
EDITORIAL<br />
3 Sharing Drive Innovation<br />
MAGAZIN<br />
6 Märkte, Unternehmen, Personalien und Veranstaltungen<br />
50 JAHRE FORSCHUNGSVEREINIGUNG<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
9 FVA feiert 50 Jahre Gemeinschaftsforschung für die<br />
Antriebstechnik<br />
10 Ein Gespräch mit Hartmut Rauen zum Jubiläum<br />
13 Weggefährten gratulieren der FVA<br />
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
20 TITEL Antriebsbaukasten ermöglicht neue Wege der<br />
Brückeninspektion<br />
22 Wie sich LMT Tools für die zukünftigen Anforderungen an<br />
Verzahnungswerkzeuge rüstet<br />
24 Produkt-Highlights<br />
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
26 Zuverlässige Leichtbaubremsen für anspruchsvolle Einsätze<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
42 Technischer Handel: weg von der Preiszentrierung, hin zur<br />
Nutzenbetrachtung<br />
44 Produkt-Highlights<br />
SPECIAL KETTEN, RIEMEN & CO.<br />
46 Polyurethan-Hochleistungszahnriemen sorgt für den<br />
richtigen Antrieb in Regalbediengerät<br />
48 Zahnriemen treibt Wassertaxis in Venedig an<br />
50 Antriebsketten – weniger Ausfallzeiten bei anspruchsvollen<br />
Anwendungen<br />
52 Regelmäßige Wartung erhöht die Lebensdauer von<br />
Antriebsriemen<br />
FORSCHUNG & ENTWICKLUNG<br />
55 Sensorlose Regelung zur aktiven Schwingungsdämpfung in<br />
Antrieben mit ASMKL<br />
RUBRIKEN<br />
40 Inserentenverzeichnis<br />
47 Impressum<br />
67 Vorschau auf Heft 1-2/2018<br />
28 Rücklaufsperren für Förderbandanlagen optimal auswählen<br />
und montieren<br />
31 Produkt-Highlights<br />
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
32 Motormodule steuern Rollenantriebe im Verborgenen<br />
34 Welche Vorteile bringen Stillstandswächter in<br />
Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschinen?<br />
37 Produkt-Highlights<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
38 Servopumpe setzt auf automatisch geführte Inbetriebnahme<br />
40 Produkt-Highlights<br />
ANZEIGE<br />
19174<br />
<strong>12</strong><br />
Getriebe und<br />
Getriebemotoren<br />
Antriebsbaukasten ermöglicht neue<br />
Wege der Brückeninspektion<br />
Steuern und Automatisieren<br />
Vorteile von Stillstandswächtern<br />
in Fräsmaschinen<br />
Elektromotoren<br />
Servopumpe setzt auf automatisch<br />
geführte Inbetriebnahme<br />
Special: Ketten, Riemen & Co.<br />
Warum sind diese Antriebselemente<br />
so wichtig?<br />
ANT_AG_<strong>2017</strong>_<strong>12</strong>_001 1 28.11.<strong>2017</strong> 11:43:13<br />
TITELBILD<br />
Terex MHPS GmbH,<br />
Düsseldorf<br />
4 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
Wirliefern<br />
Qualität.<br />
Der beste Nutzen<br />
zum besten Preis<br />
Lieferanten gibt es viele. Die beste Wahl treffen<br />
Sie mit dem Technischen Handel.<br />
Technische Händler bieten ihren Kunden starke Marken, starke Technik<br />
und einen starken Service. Dazu arbeiten sie mit den leistungsfähigsten<br />
Herstellern zusammen, deren Produkte sie nicht nur der Artikelnummer<br />
nach kennen.<br />
Und der Technische Handel leistet noch einiges mehr: Mehr technische<br />
Beratung, mehr Schulungen und mehr Sicherheit durch geprüfte Qualität.<br />
Größere Mehrwerte in der Beschaffung bietet keine andere Bezugsquelle.<br />
www.vth-verband.de<br />
www.tectop-vth.de<br />
www.vth-qualitaetspartner.de
MAGAZIN<br />
Sick öffnet Schnittstelle – Baumer<br />
implementiert Hiperface DSL<br />
Sick hat die bisher proprietäre Schnittstelle Hiperface DSL geöffnet<br />
und sie damit Anbietern von Motor-Feedback-Systemen zugänglich<br />
gemacht. Nun implementiert Baumer Hiperface DSL. Weitere Sensorhersteller<br />
wollen die Einkabeltechnik ebenfalls einsetzen, die<br />
Gespräche hierzu laufen bereits. Der international gesetzte Standard<br />
ist in der Einkabeltechnik eine weltweit etablierte digitale<br />
Schnittstelle. Sie erfüllt die Voraussetzungen für die zustandsorientierte<br />
Instandhaltung von Maschinen im Umfeld von Industrie 4.0.<br />
Hiperface DSL entspricht dem Standard RS485 und ermöglicht in<br />
Servoantriebssystemen eine störsichere Datenübertragung zwischen<br />
Regler und Motor über zwei Adern, die in das bis zu 100 m lange<br />
Motorkabel integriert sind. Die Schnittstelle unterstützt die Funktionalität<br />
des elektronischen Typenschilds zur automatischen<br />
Reglerparametrierung. Informationen, z. B. eine Übersicht der<br />
Regler- und Motorenhersteller, die Hiperface DSL bereits einsetzen,<br />
gibt es unter www.hiperfacedsl.de.<br />
www.sick.de<br />
Kongresse zu Sensoren und Messsystemen<br />
für das Internet der Dinge<br />
Sensoren und Sensorsysteme für das Internet der Dinge stehen im<br />
Mittelpunkt zweier Kongresse, die die Messe Sensor+Test in Nürnberg<br />
im Juni 2018 begleiten: Die ETTC2018 European Test and<br />
Telemetry Conference und die 19. ITG/GMA-Fachtagung Sensoren<br />
und Messsysteme. Unternehmen und Institute können ab sofort<br />
Beiträge einreichen. Die ETTC2018 ist eine internationale Plattform<br />
für Telemetrie, Telecontrol, Test-Instrumentierung und Datenverarbeitung.<br />
Sie findet seit 2014 im Zwei-Jahres-Rhythmus parallel<br />
und in Zusammenarbeit mit der Sensor+Test statt. In Halle 2 können<br />
Unternehmen und Institute ihre Innovationen, Produkte, Technologien<br />
oder Dienstleistungen zu diesen Themen präsentieren.<br />
Weitere Informationen zu den Möglichkeiten einer Beteiligung als<br />
Aussteller sowie der Call for Papers für die Konferenz finden sich<br />
auf den Webseiten www.ettc2018.org und www.sensor-test.de/direkt/ettc2018.<br />
Die ITG/GMA-Fachtagung findet am 26. und 27. Juni<br />
2018 von der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG)<br />
in Zusammenarbeit mit der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und<br />
Automatisierungstechnik (GMA) statt. Der Call for Papers für sie<br />
steht unter www.sensor-test.de/kongresse.<br />
www.ama-service.com<br />
Nord Drivesystems in der Slowakei feiert<br />
20-jähriges Jubiläum<br />
Im Oktober <strong>2017</strong> feierte<br />
Nord-Pohony, s.r.o., die<br />
slowakische Niederlassung<br />
von Nord Drivesystems, ihr<br />
20-jähriges Jubiläum. 1997<br />
wurde das Unternehmen in<br />
Bratislava mit anfangs zwei<br />
Mitarbeitern als Tochtergesellschaft<br />
der Getriebebau<br />
Nord GmbH gegründet.<br />
2015 verzeichnete Nord-Pohony acht Mitarbeiter, drei Filialen und<br />
einen Gesamtumsatz von 4,3 Mio. EUR. Im Jahr 2001 wurde das<br />
zweite Büro in Ružomberok eröffnet, das in diesem Jahr einen<br />
Rekordumsatz aufwies. Nur ein Jahr später folgte das dritte Vertriebsbüro<br />
in Košice im Osten der Slowakei. Nord-Pohony bietet<br />
das gesamte Service-Portfolio von Nord Drivesystems an und bedient<br />
eine Reihe langfristiger Kunden mit hohem Umsatz.<br />
Anlässlich des Jubiläums fand am 20. Oktober <strong>2017</strong> eine Feier im<br />
Hotel Elizabeth in Trenčín statt. Unter den Gästen waren neben<br />
Kunden auch die Geschäftsführer der Nord-Niederlassungen in<br />
Österreich, der Tschechischen Republik und Ungarn sowie Nord<br />
Drivesystems CEO Ullrich Küchenmeister. Nord-Pohonys Geschäftsführer<br />
Jozef Královič ist optimistisch, das Unternehmen in<br />
den kommenden 20 Jahren noch erfolgreicher zu machen. Als<br />
Gründe dafür nennt er das Vertrauen in seine Angestellten und ihre<br />
Erfahrung, sowie das hohe Niveau an professioneller Unterstützung,<br />
das Nord-Pohony seinen Kunden bietet.<br />
www.nord.com<br />
Gefran steigert Umsatz und Gewinn<br />
Der italienische Automations- und Antriebsspezialist Gefran hat in<br />
den ersten neun Monaten des Geschäftsjahres <strong>2017</strong> seinen Umsatz<br />
um 6,9 % auf 94,15 Mio. EUR gesteigert. Der Gewinn betrug etwas<br />
über 6 Mio. EUR im Vergleich zu rd. 1 Mio. EUR im Vorjahr. In den<br />
Sparten Sensoren und Automationskomponenten verzeichnete das<br />
Unternehmen ein Umsatzplus von 6,3 Mio. EUR (+ 16,9 %) und<br />
2,3 Mio. EUR (+ 9,7 %). Im Bereich Antriebstechnik wiederum<br />
schrumpfte der Umsatz auf rd. 2,6 Mio. EUR (– 8,6 %). „Für die relative<br />
Abschwächung der Volumina ist der saisonale Charakter<br />
unseres Geschäftsfelds verantwortlich, das traditionell in der zweiten<br />
Jahreshälfte weniger aktiv ist“, sagte CEO Alberto Bartoli. „Diese<br />
Entwicklung hatten wir bereits im Halbjahresbericht vorgesehen.“<br />
Für das Gesamtjahr werde weiter ein Umsatzwachstum von 6 % und<br />
eine operative Marge angestrebt, die leicht über den zu Jahresbeginn<br />
gesetzten Zielen liege: ein Ebitda von <strong>12</strong> % und ein Ebit von 6 %.<br />
www.gefran.com<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
MAGAZIN<br />
Ebm-Papst eröffnet zweiten Bauabschnitt<br />
Die Ebm-Papst Gruppe hat den zweiten Bauabschnitt (15 Mio. EUR<br />
Investition) seines Werkes in St. Georgen-Hagenmoos fertiggestellt.<br />
Auf einer Gesamtfläche von 15 000 m² werden täglich tausende Motoren<br />
und Elektronikbaugruppen für die industrielle Antriebstechnik<br />
produziert. Durch den Erweiterungsbau wurden zudem Flächen für<br />
Logistik und Verwaltung geschaffen. „Dass unsere Investitionen vor<br />
Ort verbleiben, ist für uns ein Bekenntnis zur Region und dem Standort<br />
Deutschland“, erklärt Stefan Brandl, Vorsitzender der Geschäftsführung<br />
der Ebm-Papst Gruppe. Ein Highlight des Neubaus ist ein<br />
modernes Energiekonzept, das sich in die Umwelt- und Nachhaltigkeitsstrategie<br />
einfügt, die Ebm-Papst seit Jahren verfolgt. So bilden<br />
zwei Eisspeicher mit jeweils 500 m³ Fassungsvolumen die zentrale<br />
Wärme- und Kältequelle. So lassen sich 63 % CO 2<br />
-Einsparungen im<br />
Vergleich zu einem konventionellen Energie-konzept erzielen.<br />
Harmonic Drive mit neuer Führungsspitze<br />
Bereits seit dem 1. Juni <strong>2017</strong> verantwortet das neue Vorstandsmitglied<br />
Norimitsu Ito (Bild) den Bereich Operations (Supply Chain/<br />
Produktion) bei Harmonic Drive in Limburg a. d. Lahn. Getroffen<br />
hat das Unternehmen die personelle Entscheidung vor dem Hintergrund,<br />
die Marke<br />
Harmonic Drive<br />
noch stärker international<br />
auszurichten.<br />
Ito ergänzt die bislang<br />
zweiköpfige<br />
Führungsspitze aus<br />
Ekrem Sirman und<br />
Masanao Kobayashi;<br />
bereits zu Beginn des<br />
Jahres ist die Harmonic<br />
Drive Systems<br />
Inc., Japan, alleiniger<br />
Gesellschafter der<br />
Harmonic Drive AG geworden. Als ein wesentliches Ziel seiner<br />
Arbeit bezeichnet Ito den Ausbau des Transfers von Produktions-<br />
Know-how zwischen der japanischen Muttergesellschaft und der<br />
deutschen Tochter; zudem will er bestehende Produktionslinien<br />
erweitern, Produktionsflächen vergrößern und Produktstückzahlen<br />
erhöhen. Insbesondere mit Blick auf die Produktionsfähigkeiten im<br />
Bereich Kreuzrollenlager sieht Ito großes Potenzial: „Zukünftig<br />
werden wir auch vermehrt eigene Kreuzrollenlager anbieten und so<br />
die Qualität unserer Produkte weiter verbessern“.<br />
www.harmonicdrive.de<br />
www.ebmpapst.com<br />
Industrie 4.0: Kooperation mit<br />
Forschungszentrum<br />
Seit mehr als einem Jahr ist Aventics Partner des Centrum Industrial<br />
IT (CIIT) in Lemgo. Erste Projekte sind bereits abgeschlossen:<br />
Zusammen mit dem Fraunhofer-Institut vor Ort wurde eine Studie<br />
erstellt, wie Aventics Industrie 4.0 optimal umsetzen könnte. Ein<br />
KAPP NILES gratuliert der FVA zum 50-jährigen Jubiläum!<br />
zweites Projekt lief mit der Firma Boge Kompressoren zum Thema<br />
intelligente Stromnetze. Boge will mit seinen Kompressoren ein intelligentes<br />
Druckluftnetzwerk entwickeln – Aventics hatte die Pneumatik<br />
dazu. Demnächst soll die Zusammenarbeit mit Entwicklern<br />
und Forschern der CIIT-Partner ausgebaut werden. Aventics will<br />
sich dabei auf Industrie-4.0-Aktivitäten konzentrieren. Dabei soll es<br />
um Anomalieerkennung auf Komponentenebene und Konzepte<br />
zur Integration von Komponenten verschiedener Hersteller zu vernetzten<br />
Systemen gehen. Im CIIT betreiben Partner aus Wirtschaft,<br />
Wissenschaft und Forschung gemeinsam Grundlagenforschung<br />
und entwickeln Produkte bis zur Marktreife.<br />
www.aventics.com<br />
KAPP NILES ist ein weltweit führender<br />
Hersteller von Schleifmaschinen und<br />
Werkzeugen zur Feinbearbeitung von<br />
Verzahnungen und Profilen und ist<br />
mit der dazugehörigen hochgenauen<br />
Messtechnik Ihr Partner für Produktionslösungen.<br />
Technologien aus dem Hause KAPP NILES<br />
garantieren gleichermaßen Präzision und<br />
Wirtschaftlichkeit für die Herstellung<br />
höchst anspruchsvoller Bauteile.<br />
KAPP NILES bringt präzise Bewegung in<br />
Kundenprojekte – zu Lande, zu Wasser<br />
und in der Luft.<br />
Callenberger Str. 52 | 96450 Coburg<br />
info@kapp-niles.com | www.kapp-niles.com
MAGAZIN<br />
Werkzeugmaschinenbau:<br />
Turnaround eingeläutet<br />
Der Auftragseingang der deutschen Werkzeugmaschinenindustrie<br />
ist im dritten Quartal <strong>2017</strong> im Vergleich zum Vorjahreszeitraum um<br />
13 % gestiegen, wie der Verein Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken<br />
(VDW) mitteilt. Dabei zogen die Inlandsbestellungen um<br />
31 % an, die Auslandsorders wuchsen um 5 %. In den ersten neun<br />
Igus unterstützt Schülerteam bei<br />
Roboterolympiade<br />
Bei der World Robot Olympiade (WRO) im November in Costa Rica<br />
hat der Motion-Plastics-Spezialist Igus das Schülerteam Robo TV<br />
vom Paul-Klee-Gymnasium in Overath unterstützt. Lukas Zink,<br />
Christian Weyers und Alexander Albers hatten sich im regionalen<br />
und im deutschen Vorentscheid qualifiziert. Bei dem Wettkampf<br />
Monaten des Jahres zusammen stieg der Auftragseingang um 3 %,<br />
die Inlandsaufträge verloren dabei 2 %, während der Auslandsauftragseingang<br />
um 5 % stieg. „Die gute Entwicklung unserer<br />
Bestellungen zeigt sich noch ausgeprägter am aktuellen Rand“, so<br />
VDW-Geschäftsführer Wilfried Schäfer. Allein im September waren<br />
die Bestellungen in allen drei Aggregaten zweistellig gestiegen,<br />
gerade die Inlandsbestellungen schossen mit einem Plus von 46 %<br />
nach oben und machten damit die bisherigen Jahresverluste <strong>2017</strong><br />
in nur einem Monat fast wett. „Nicht zuletzt sehen wir den Effekt<br />
der EMO Hannover, die Aufträge mit einem erheblichen Volumen<br />
angestoßen hat.“<br />
www.vdw.de<br />
Nord gewinnt Vanderlande Supplier Award<br />
Nord Drivesystems wurde<br />
der Vanderlande Supplier<br />
Award <strong>2017</strong> verliehen. Ausgezeichnet<br />
wurde das Unternehmen<br />
für seine hervorragende<br />
operationelle<br />
Exzellenz und Supply-<br />
Chain-Reaktionsfähigkeit,<br />
die große Innovationsfähigkeit<br />
und -geschwindigkeit<br />
des Unternehmens sowie<br />
seine hohe Wettbewerbsfähigkeit. Vanderlande Industries ist weltweit<br />
einer der führenden Generalunternehmer für die Prozessautomation<br />
im Lagerbereich sowie globaler Marktführer für die wertoptimierte<br />
Automation logistischer Prozesse an Flughäfen und im<br />
Paket- sowie Distributionsmarkt. Nord Drivesystems arbeitet als<br />
Experte für maßgeschneiderte Antriebstechnik seit Jahren eng mit<br />
Vanderlande Industries zusammen. Jan-Christoph Block, Director<br />
of Regional Management bei Nord, sieht die Auszeichnung als<br />
großen Erfolg: „Wir liefern seit Jahren Antriebstechnik an Vanderlande<br />
und unser Beitrag zu vielen erfolgreichen Großprojekten<br />
erfüllt uns mit Stolz. Der Award motiviert uns die bestehende<br />
Geschäftsbeziehung tatkräftig auszubauen und uns gemeinsam<br />
neuen Herausforderungen in der Intralogistik zu stellen.“<br />
www.nord.com<br />
werden Roboter aus Lego selbst gebaut und programmiert. Dann<br />
wird mit ihnen eine definierte Aufgabe erfüllt. In diesem Jahr<br />
beschäftigten sich alle Aufgaben mit erneuerbaren Energien. Aus<br />
zwei Lego-Rahmen und zwei Kunststoffbausteinen galt es, eine<br />
Windturbine zu bauen. Für die Olympiade wurde der Roboter komplett<br />
neu gebaut. Bei Ankunft in Costa Rica mussten die Schüler den<br />
Roboter zunächst ohne Hilfsmittel komplett neu zusammenbauen.<br />
Anschließend wurde die Software an die Gegebenheiten vor Ort<br />
angepasst. Im letzten Jahr platzierte sich das Team im oberen Drittel<br />
der Junior-Klasse. In der Senior-Klasse starten die drei Jungen neu<br />
und schafften es, ihre Platzierung mit dem 21. Platz von 75 Teilnehmern<br />
um acht Plätze gegenüber dem Vorjahr zu verbessern.<br />
Projekte wie Robo TV sponsert Igus im Rahmen des „Young Engineers<br />
Support“ (yes).<br />
www.igus.de<br />
Einstellbarer Stoßdämpfer für<br />
Unfallsimulator<br />
In einem Unfallsimulator des Polizeipräsidiums<br />
Mittelhessen kommen einstellbare<br />
Industriestoßdämpfer von ACE zum<br />
Einsatz. Das Gerät demonstriert z. B. bei<br />
Schul-Aktionstagen, welche Kräfte schon<br />
bei Unfällen mit 5, 10 oder 15 km/h auf<br />
Fahrzeug und Insassen einwirken. Mit<br />
ihm soll verdeutlicht werden, wie wichtig<br />
das Anschnallen ist. Der Stoßdämpfer<br />
vom Typ MA64150EUM hilft dabei, sowohl<br />
Leerfahrten als auch unterschiedlich<br />
schwere Passagiere und Geschwindigkeiten<br />
angepasst abzubremsen. Mit einer<br />
speziellen Dichtungstechnik, einem<br />
gehärteten Führungslager und integriertem<br />
Festanschlag eignet er sich auch für<br />
Extremsituationen.<br />
www.ace-ace.de<br />
8 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
50 JAHRE I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
Mit vereinten Kräften Zukunft gestalten<br />
FVA feiert 50 Jahre Gemeinschaftsforschung für die Antriebstechnik<br />
Die Antriebstechnik gehört zu den faszinierendsten Bereichen unserer Industrie. Sie ist der<br />
Motor für Entwicklung, Fortschritt, Leben und Zukunft. Und sie bedeutete schon vor<br />
50 Jahren die große Leidenschaft für acht Unternehmen, die diese Technik noch schneller<br />
voranbringen wollten: durch mehr Wissen, mehr Effizienz und mehr Innovationen. Das war<br />
die Geburtsstunde der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V.<br />
Die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. (FVA) hat es<br />
sich als gemeinnütziger Verein zur Aufgabe gemacht, die<br />
Antriebstechnik durch vorwettbewerbliche, gemeinschaftliche<br />
Forschung und Vernetzung weiterzuentwickeln und die Grundlage<br />
für firmenspezifische Innovationen zu schaffen. Seit 1967 hat diese<br />
Leidenschaft immer mehr Unternehmen in ihren Bann geschlagen:<br />
Aus acht Gründungsfirmen ist heute eine starke Forschungsgemeinschaft<br />
mit über 200 Mitgliedsfirmen und 100 Forschungsinstituten<br />
geworden, die beständig weiterwächst. 2 000 Industrieexperten<br />
und über 300 wissenschaftliche Mitarbeiter bilden die<br />
Grundlage des Netzwerks und profitieren von der erfolgreichen<br />
Zusammenarbeit. Damit ist die FVA das weltweit größte und<br />
führende Forschungs- und Innovationsnetzwerk für Antriebstechnik.<br />
Deutschland wurde so zur führenden Antriebstechnik<br />
Nation der Welt.<br />
Gemeinsam an die Spitze<br />
In diesem Jahr feiert die FVA nun ihr 50-jähriges Bestehen und kann<br />
damit stolz zurück auf 50 Jahre erfolgreiche Gemeinschaftsforschung<br />
in der Antriebstechnik blicken. Das sind gleichzeitig fünf<br />
Jahrzehnte Fortschritt in der mechanischen, elektromechanischen<br />
und elektrischen Antriebstechnik. Dies spiegelt sich auch in beeindruckenden<br />
Zahlen wider: In all den Jahren hat die FVA insgesamt<br />
1 467 Forschungsprojekte erfolgreich realisiert – mit einem finanziellen<br />
Volumen von rd. 230 Mio. EUR. Die FVA stellte dabei rund<br />
90 Mio. EUR über Fördermittel zur Verfügung, die Mitgliedsfirmen<br />
finanzierten mit ihren Mitgliedsbeiträgen den Restbetrag von<br />
140 Mio. EUR. Zugleich konnten tausende junger Nachwuchswissenschaftler<br />
mithilfe dieser Projekte anwendungsnah und zukunftsorientiert<br />
ausgebildet werden. „Diesen Erfolg wollen wir auch<br />
für die Zukunft sicherstellen. Zum Jubiläum haben wir daher einen<br />
intensiven Strategieprozess abgeschlossen, den wir gemeinsam im<br />
Netzwerk erarbeitet haben“, erklärt Dr. Arbogast Grunau, Vorsitzender<br />
des Vorstands, die strategische Ausrichtung. „Die Welt verändert<br />
sich rasant, Herausforderungen wie Digitalisierung, Vernetzung,<br />
Elektrifizierung und Internationalisierung kommen auf uns zu. Nur<br />
durch Veränderung kann die FVA auch weiterhin als weltweit führendes<br />
Forschungs- und Innovationsnetzwerk der Antriebstechnik<br />
die Zukunft erfolgreich gestalten – zum Nutzen aller Mitglieder.“<br />
Vernetzung schafft Synergie<br />
Die FVA verzahnt die besten Köpfe aus Industrie und Wissenschaft,<br />
sie sorgt dafür, dass das Forschungswissen schnellstmöglich bei<br />
den Mitgliedsfirmen zur Anwendung kommt und schafft so Synergien<br />
für alle Beteiligten. Wenn es um Vernetzung und Wissenstransfer<br />
geht, spielen Veranstaltungen eine wichtige Rolle. <strong>2017</strong> konnte<br />
die FVA mit ihren Kongressen Getpro und E-Motive, mit der Informationstagung<br />
und zahlreichen Seminaren zur Antriebstechnik<br />
insgesamt über 1 400 Menschen zusammenbringen.<br />
Gemeinschaftliche Forschung bedeutet jedoch nicht nur die Vereinigung<br />
von finanziellen Mitteln. Sie erfordert auch darüber hinaus<br />
ein großes Engagement der Unternehmen und vieler einzelner Personen<br />
sowie eine enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit der<br />
Unternehmen und der Forschungsinstitutionen. „Der Erfolg der<br />
Vergangenheit basiert auf diesem großen und starken Zusammenhalt<br />
der Gemeinschaft – und er ist auch die Basis für eine erfolgreiche<br />
Zukunft“, erklärt Geschäftsführer Hartmut Rauen.<br />
Die Redaktion <strong>antriebstechnik</strong> wünscht ihrem langjährigen<br />
Partner FVA alles Gute zum Jubiläum, viel Erfolg für die Zukunft<br />
und immer die richtigen Ideen in Forschung und Entwicklung!
FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK I INTERVIEW<br />
01 Hartmut Rauen: „Die FVA hat<br />
einen wesentlichen Beitrag zur<br />
Innovationsfähigkeit der deutschen<br />
Antriebstechnik in Industrie und<br />
Wissenschaft geleistet.“<br />
„Antriebstechnik steht im<br />
Zentrum des Fortschritts“<br />
Ein Gespräch mit Hartmut Rauen zum 50-jährigen Jubiläum<br />
der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
In diesem Jahr feiert die Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V. ihr 50-jähriges<br />
Bestehen. Chefredakteur Dirk Schaar nahm das zum Anlass, sich mit FVA-Geschäftsführer<br />
Hartmut Rauen, über das Besondere des Vereins, die Vergangenheit, aber vor allem die<br />
Zukunft der Gemeinschaftsforschung zu unterhalten.<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
INTERVIEW I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
50 Jahre FVA – ein großes Jubiläum für die<br />
antriebstechnische Gemeinschaftsforschung<br />
in Deutschland. Was macht Sie<br />
besonders stolz, diesen runden<br />
Geburtstag feiern zu dürfen?<br />
Die FVA hat über die vergangenen 50 Jahre<br />
einen wesentlichen Beitrag zur Innovationsfähigkeit<br />
der deutschen Antriebstechnik<br />
in Industrie und Wissenschaft geleistet.<br />
Tausende von Nachwuchswissenschaftlern<br />
wurden mithilfe von FVA-Projekten anwendungsnah<br />
und zukunftsorientiert ausgebildet.<br />
Das gemeinsame Forschen zwischen<br />
Industrie und Wissenschaft macht<br />
Deutschland zum führenden Innovationsstandort<br />
der Antriebstechnik. Dies bildet<br />
die Basis der Technologieführerschaft der<br />
vielleicht wichtigsten Zulieferbranche der<br />
deutschen Industrie.<br />
Vor genau zehn Jahren sagte der damalige<br />
Vorsitzende der FVA zu unserer Zeitschrift,<br />
dass es wohl kein anderes Forschungsinstrument<br />
des Bundes gibt, das mit so<br />
wenigen Mitteln einen so hohen Nutzen<br />
generiert. Beweisen konnte er es nicht.<br />
Wie sieht das heute aus, ist das immer<br />
noch so oder auch gefühlt immer noch so?<br />
Die Industrielle Gemeinschaftsforschung<br />
(IGF), die aus Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums<br />
und der Industrie<br />
realisiert wird, stellt in der Tat ein höchst<br />
effizientes Forschungsinstrument des<br />
Bundes dar. Einerseits wird durch ein Ausschreibungsverfahren<br />
unter besten Forschungsstätten<br />
das bestgeeignete Angebot<br />
ausgesucht. Andererseits ist der Hebel des<br />
Wissenstransfers enorm groß, weil nicht<br />
nur wenige Mitglieder eines Projektverbundes<br />
am Know-how partizipieren, sondern<br />
schon während der Laufzeit die gesamte<br />
FVA-Community – also hunderte von Unternehmen<br />
und Wissenschaftler eingebunden<br />
werden. Zudem wird der Transfer des<br />
Wissens über Kongresse, Weiterbildung<br />
und die Einbettung in eine Rahmensoftware,<br />
die FVA-Workbench, deutlich erhöht.<br />
Mit den Mitteln der Industriellen Gemeinschaftsforschung<br />
ist es möglich, nachhaltige<br />
Innovationsnetzwerke aufzubauen, mit<br />
wenigen Millionen Invest pro Jahr. Am<br />
Gesamthaushalt der AiF in Höhe von<br />
139,3 Mio. Euro partizipierten 2016 100 Forschungsvereinigungen<br />
und damit einhergehend<br />
ca. 50 000 Unternehmen. Die FVA<br />
partizipiert hieran sehr gut mit zuletzt<br />
6,9 Mio. Euro AiF-Mitteln. Unsere Industrie<br />
ist engagiert in der FVA aktiv, die 210 Mitglieder<br />
investierten <strong>2017</strong> in den Gremien<br />
ca. 6 000 Manntage. Dieses enge interne<br />
Miteinander von Industrie und Wissenschaft<br />
mit so wenigen öffentlichen Mitteln<br />
nachhaltig zu organisieren, schafft kein<br />
anderes Förderinstrument des Bundes.<br />
50 Jahre sind eine lange Zeit, in der<br />
viele Technologien und Ideen entstanden<br />
sind. Welche Schritte waren für Sie die<br />
wichtigsten in der FVA in der<br />
Vergangenheit?<br />
Lassen Sie mich drei ganz unterschiedliche<br />
Beispiele nennen. Die FVA kann Fertigungsverfahren,<br />
die mit viel Risiko einhergehen,<br />
zum Durchbruch verhelfen. So hat die<br />
FVA-Community es in ihrer Frühphase<br />
geschafft, das Verfahren des Einsatzhärtens<br />
zu etablieren, was die Leistungsdichte<br />
der Antriebstechnikprodukte wesentlich<br />
erhöhte. Grundlagen der Machbarkeit<br />
wurden verifiziert. Ähnlich wurde mit<br />
langem Atem die Technologie des Carbonitrierens<br />
nach vorne gebracht. FVA-Berichte<br />
standen und stehen auch immer für<br />
den Beweis, dass es geht. Dieses Vertrauen<br />
öffnet Märkte. In einem ganz anderen<br />
Bereich, mit dem Einstieg vor ca. zehn<br />
Jahren in das Thema Elektromobilität hat<br />
sich die FVA frühzeitig zu diesem neuen<br />
Technologiefeld positioniert. Wir ziehen<br />
somit viele Unternehmen und Wissenschaftler<br />
mit, ermöglichen den Wandel im<br />
Antrieb. Weniger ein technologischer, aber<br />
dennoch ein immens wichtiger Schritt für<br />
den nachhaltigen Wissenstransfer in die<br />
Industrie war der Einstieg in die FVA-Workbench<br />
und die Gründung der FVA GmbH<br />
zur Erstellung professioneller Anwendungssoftware<br />
für die Antriebstechnik.<br />
Wir wollen aber gar nicht so lange in die<br />
Vergangenheit schauen: die Welt steht<br />
am Anfang eines neuen technischen<br />
Zeitalters. Digitalisierung und Industrie 4.0<br />
sind die Themen, mit denen wir uns in<br />
Zukunft immer stärker befassen müssen.<br />
Wie muss sich die FVA in diesem Zeitalter<br />
weiterentwickeln?<br />
Die FVA-Ausrichtung fußt im Wesentlichen<br />
auf einem Bottom-up-orientierten Ansatz.<br />
Die meisten Themenvorschläge werden<br />
durch die Industrie und die Wissenschaft<br />
in den Arbeitskreisen generiert. Wir haben<br />
uns ein Bewertungsschema gegeben,<br />
welches die Projektauswahl nach strategischen<br />
Parametern erleichtert und objektiviert.<br />
Die großen Trends liegen auf<br />
der Hand: Elektrifizierung des Antriebsstrangs<br />
in mobilen Fahrzeugen, Digitalisierung<br />
unserer Produktwelten, Industrie<br />
4.0, die intelligente Antriebstechnik –<br />
sprich alle unsere Projekte im Bereich<br />
Sensorik, Leistungselektronik, Mechatronik,<br />
elektrische Antriebstechnik sind<br />
zunehmend wichtig.<br />
Bereits vor zwei Jahren haben Sie sich<br />
intern mit der Strategieinitiative 50+<br />
befasst. Was ist bis heute daraus<br />
geworden?<br />
Der 50+-Prozess wurde rechtzeitig zum<br />
Jubiläum abgeschlossen. Wir haben sehr<br />
viel Aufwand in die Maxime „Nutzengenerierung<br />
für die Mitglieder“ gesteckt.<br />
Es galt, einfache Fragen schlüssig zu beantworten.<br />
Wie schaffen wir es, die richtigen<br />
Projekte in eine effiziente Umsetzung<br />
zu bringen – sprich, die wissenschaftliche<br />
Problemstellung zu lösen und die Ergebnisse<br />
am Arbeitsplatz beim Ingenieur in<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 11
FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK I INTERVIEW<br />
D<br />
ie Industrielle Gemeinschaftsforschung<br />
ist ein höchst effizientes Forschungsinstrument<br />
des Bundes.<br />
Wir möchten das Wissen noch breiter<br />
und noch früher in die Industrie<br />
transferieren.<br />
Die Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
ist der wichtigste Handlungsraum der<br />
Antriebstechnik.<br />
02 Hartmut Rauen: „Die FVA-Ausrichtung fußt im Wesentlichen auf einem Bottom-up-orientierten Ansatz.“<br />
der Mitgliedsfirma zur Anwendung zu<br />
bringen. Dazu muss man alle Register<br />
ziehen: Neujustierung von Bewertungsparametern,<br />
Beschleunigung der Selektionsprozesse,<br />
andere Mittelverteilung, Verbesserung<br />
des Wissenstransfers. Unser<br />
Vision & Mission-Prozess gibt uns als<br />
Handlungsorientierung Werte mit. Wir<br />
wollen kraftvoll, verbindend und nutzengenerierend<br />
sein und daran unser Handeln<br />
messen. Die neu konstituierten Fachbeiräte,<br />
die die kleiner strukturierten<br />
Arbeitskreise verbinden, müssen anhand<br />
der Nutzengenerierung nun härter um die<br />
Priorisierung ihrer Wunschprojekte ringen.<br />
Es ist ein intensiverer und transparenterer<br />
Diskussionsprozess, bedeutet aber, dass<br />
nicht mehr ein großes 100-Mann-Gremium,<br />
sondern nun fünf kleinere Gremien parallel<br />
in Klausur gehen. Hier werden die Projektentscheidungen,<br />
die letztlich der Wissenschaftliche<br />
Beirat und der Vorstand<br />
fällen, von den Themenexperten vorbereitet.<br />
Wir konnten zudem den gordischen<br />
Knoten zerschlagen, mehr Intensität mit<br />
höherer Geschwindigkeit paaren.<br />
Forschung, Bildung, Digitalisierung –<br />
Themen, die auch im zurückliegenden<br />
Wahlkampf immer wieder auf den Tisch<br />
kamen. Die FVA befasst sich schon immer<br />
damit. Aber was muss noch besser<br />
werden? Wo sehen Sie Ansätze zur<br />
Verbesserung?<br />
In der Bundesregierung haben wir drei<br />
Prioritäten: Erstens die Einführung einer<br />
steuerlichen Forschungsförderung als unbürokratisch<br />
breitenwirksames Instrument,<br />
zweitens den Ausbau der Industriellen<br />
Gemeinschaftsforschung auf mindestens<br />
200 Mio. Euro pro Jahr als das vernetzende<br />
Förderinstrument zwischen Industrie und<br />
Wissenschaft und drittens die Ergänzung<br />
der Forschungsförderung via Verbundprojekte,<br />
um sogenannte „Transferplattformen“,<br />
die es erlauben, die Projekte einer Projektfamilie<br />
– Ausschreibung – stärker untereinander<br />
zu vernetzen und das Wissen breiter<br />
und früher in die Industrie zu transferieren.<br />
Unsere Leser sind Ingenieure und<br />
Techniker: welche Fortschritte erwarten<br />
Sie denn gerade in der Antriebstechnik auf<br />
technologischer Seite?<br />
In den nächsten Jahren wird die Antriebstechnik<br />
sicherlich von der Elektrifizierung<br />
und ihrer Digitalisierung geprägt. Vom<br />
mechatronischen Produkt zum cyberphysikalischen<br />
System mit der Anbindung an<br />
die Cloud ist ein Trend, der uns viele Jahre<br />
bewegen wird. Ebenso die mit der Elektromobilität<br />
einhergehende deutliche Intensivierung<br />
der Innovationsanstrengungen.<br />
Mit der zunehmenden Vernetzungsmöglichkeit<br />
intelligenter Komponenten, steigen<br />
auch die Potenziale für neue Systemansätze<br />
und Geschäftsmodelle. Predictive Mainte<br />
nance ist hier sicherlich ein bekanntes<br />
Beispiel, aber genauso interessant ist die<br />
Rolle der intelligenten Antriebstechnik für<br />
autonomisierte fahrerlose Transportsysteme,<br />
ob für Mensch oder Material, Pkw oder<br />
Landmaschine. Hier wird die Entwicklung<br />
zügig voranschreiten.<br />
Blicken wir noch zehn Jahre weiter: wie<br />
wird Ihrer Meinung nach die FVA dann<br />
aussehen und welche Rolle für die<br />
Antriebstechnikwelt spielen?<br />
Ich hoffe, dass die FVA in den nächsten<br />
zehn Jahren weiterwächst: Quantitativ mit<br />
einem Mehr an Mitgliedern, sicherlich auch<br />
ein Stück internationaler. Qualitativ mit<br />
einem Ausbau ihrer Aktivitäten im Bereich<br />
der Wissensgenerierung und des Wissenstransfers<br />
und der Art und Weise, wie sie mit<br />
ihrer Community effizient vernetzt arbeitet.<br />
Die Antriebstechnik vereint Kraft, Drehmoment<br />
und Intelligenz in ihren Produkten.<br />
Sie steht im Zentrum des Fortschritts, ist die<br />
Schlüsseltechnologie, welche Leistungsdichte,<br />
Lebensdauer, Energieeffizienz des<br />
Kundenprodukts bestimmt. Verstärkt ist sie<br />
als Industrie 4.0-Komponente auch Datenquelle.<br />
Sie ist das Bindeglied zwischen Stillstand<br />
und Bewegung, zwischen virtueller<br />
Vorstellung und realer Aktion und die FVA<br />
ist ihr wichtigster Handlungsraum.<br />
www.fva-net.org<br />
<strong>12</strong> <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
50 JAHRE I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
Zwei Fragen<br />
an den<br />
FVA-Vorstand<br />
Dr.-Ing. Arbogast Grunau ist Vorsitzender der FVA<br />
und Leiter Zentrale Entwicklung der Schaeffler AG<br />
Herr Dr. Grunau, was ist das Besondere an<br />
der FVA?<br />
Die Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
ist eine ausgezeichnete Plattform für<br />
vorwettbewerbliche Forschung. Hier können<br />
die Mitglieder technische Themen der<br />
Antriebstechnik einbringen. Und zwar die<br />
Themen, von denen sie meinen, dass Wissen<br />
über diese Themen für ihre Zukunft<br />
wichtig ist. Damit haben unsere Mitglieder<br />
die Möglichkeit, ihre branchen- und<br />
firmenorientierten Lösungen auf einer<br />
gesicherten Basis schnell und effizient zu<br />
entwickeln. Weil in der FVA kleine und<br />
große Firmen gemeinsam die Forschungsthemen<br />
lenken, lassen sich Themen bearbeiten,<br />
für die viele Firmen alleine gar<br />
nicht die Finanzkraft hätten. Dadurch dass<br />
für die Forschungsthemen die besten Hochschulinstitute<br />
gewonnen werden können,<br />
stellt die FVA auch die Qualität der Forschung<br />
sicher. Ein gewünschter Nebeneffekt:<br />
Wissenschaftler aus den Hochschulen<br />
bekommen intensiven Industriekontakt<br />
und legen dabei vielfach den Grundstein<br />
für Ihre Industriekarriere.<br />
Welche Rolle spielte und spielt die FVA<br />
gestern, heute und morgen für die<br />
Antriebstechnik?<br />
Dass sich die deutsche Antriebstechnik<br />
eine weltweite Spitzenposition erarbeitet<br />
hat, hat die FVA unterstützt oder vielleicht<br />
sogar erst ermöglicht. Diese Spitzenposition<br />
zu halten und auszubauen,<br />
ist erklärtes Ziel der FVA-Arbeit. Zukünftig<br />
werden in der Antriebstechnik mehr<br />
und mehr die Elektronik und die Digitalisierung<br />
eine gewichtige Rolle spielen.<br />
Zum Beispiel sind die für uns bedeutenden<br />
Themen Industrie 4.0 und Elektromobilität<br />
ohne Elektronik und Digitalisierung<br />
gar nicht denkbar. Mit der Aufnahme<br />
entsprechender Firmen trägt die FVA<br />
diesen bedeutenden Trends Rechnung.<br />
Da viele unserer Mitglieder global agieren,<br />
inzwischen teilweise sogar mit weltweiten<br />
R&D-Aktivitäten, wird auch die<br />
FVA zunehmend internationaler – zuerst<br />
mit einer Öffnung in Richtung Europa<br />
und sicherlich in einigen Jahren auch in<br />
Richtung der amerikanischen und asiatischen<br />
Märkte. Hierbei ist natürlich mit<br />
unseren Mitgliedern die Vorgehensweise<br />
und Geschwindigkeit abzustimmen, damit<br />
die Antriebstechnik in Deutschland<br />
ihre hervorragende Position weiter ausbaut.<br />
All dies ist mit einer Forschungsgemeinschaft<br />
besser möglich als wenn<br />
diese Kräfte der Antriebstechnik nicht<br />
gebündelt würden.<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 13
FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK I 50 JAHRE<br />
„Wirklich etwas Besonderes“<br />
Antriebstechnik ist gelebte Technikphilosophie. Jeden Tag arbeiten unsere Ingenieure daran,<br />
die Bausteine der heutigen Technik-Welt zu optimieren. Erstaunliche Fortschritte werden erzielt<br />
z. B. in der Leistungsdichte, Energieeffizienz, Zuverlässigkeit oder auch einer kostengünstigen<br />
Fertigung mit Industrie 4.0. In den vergangenen Jahren geht sicherlich der Trend hin zu komplexen<br />
mechatronischen Systemen und in die Erweiterung der Berechnungs- und Simulationsmethoden.<br />
Die eigentliche Leistung besteht, glaube ich, in diesem kontinuierlichen Verbesserungsprozess<br />
zu dem gerade auch die FVA einen wesentlichen Beitrag geleistet hat. Ich vertraue<br />
auch weiter auf die starke Stellung der Antriebstechnik in Deutschland, ihre Innovationskraft<br />
und Stärke in den globalen, digitalisierten Märkten. Auch in Zukunft wird sie mit ihrem großen<br />
Netzwerk der FVA im VDMA hier eine ganz wesentliche Basis bilden. Das seit Jahrzehnten<br />
eingeübte enge Miteinander von Industrie und Forschung mit ihren Zulieferern und Kunden hat<br />
zu einem extrem leistungsfähigen Innovationssystem in Deutschland geführt. Es sind nicht nur<br />
die neuen Ergebnisse, die immer wieder aus den unzähligen Projekten als Nutzwert anfallen, es sind auch die intensiven<br />
Beziehungsnetzwerke, die unter den Akteuren entstehen. Mir war es immer ein Anliegen, mich in Branchennetzwerke oder<br />
im Dialog zwischen Industrie und Universitäten einzubringen. Dies geschah allem voran in meiner Zeit als FVA-Vorsitzender<br />
aber auch in anderen Bereichen wie heute im Vorstand des bayerischen Cluster Mechatronik & Automation. Die Umsetzung<br />
von Innovationen passiert in Netzwerken und daher ist es wichtig, seinem Umfeld dies auch vorzuleben. Ich gratuliere der<br />
FVA somit zum 50. Jubiläum.<br />
Prof. Dr.-Ing. Manfred Hirt ist Past Präsident der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e. V.<br />
„Nichts an Aktualität verloren“<br />
Als die FVA vor 50 Jahren gegründet wurde – die SKF GmbH war Mitglied im Gründungsausschuss –<br />
stellte sie eine innovative Plattform für den Austausch zwischen Industrie und Wissenschaft dar.<br />
Seither hat sie kontinuierlich den Bedarf an gemeinschaftlicher, vorwettbewerblicher Forschung<br />
ermittelt und wertvolle Investitionen in die Wissensgenerierung getätigt, die den Unternehmen<br />
einen Vorteil im globalen Wettbewerb bescherten. Zudem ist es gelungen, hochqualifizierten<br />
Nachwuchs auf internationalem Spitzenniveau hervorzubringen. Damit wird die FVA ihrem<br />
Anspruch „Wir begeistern Menschen für das Zusammenwirken von Industrie und Wissenschaft“<br />
mehr als gerecht: Sie hat einen wichtigen Beitrag dazu geleistet, dass die deutsche Antriebstechnik<br />
heute an der weltweiten Spitze steht und guten Grund hat, positiv in die Zukunft zu sehen.<br />
Die gemeinschaftliche, vorwettbewerbliche Forschung hat bis heute nichts an Aktualität verloren.<br />
Neu ist jedoch, dass sich die deutsche Antriebstechnik in einem vereinten Europa neu positionieren<br />
und internationaler werden muss. Dies spiegelt sich in zunehmendem Maße in der Mitgliederstruktur<br />
der FVA wider. Um gemeinsam fit für die Zukunft zu werden, müssen außerdem Megatrends wie z. B. E-Mobilität und<br />
Digitalisierung bearbeitet werden. Nicht zuletzt gilt es, den Anforderungen nach immer kürzeren Entwicklungszeiten Rechnung<br />
zu tragen, damit die FVA-Mission „Wir transformieren unser gemeinsam generiertes Wissen in anwendbaren Nutzen für die<br />
Antriebstechnik“ weitergelebt werden kann. Ich bin fest davon überzeugt, dass wir gemeinsam auf einem guten Weg sind und<br />
gratuliere der FVA von ganzem Herzen zum 50-jährigen Jubiläum.<br />
Rüdiger Sontheimer ist Director Business Intelligence and Strategic Account Management bei der SKF GmbH<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
50 JAHRE I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
„Anerkannter Leuchtturm“<br />
Zum 50-jährigen Bestehen der FVA gratuliere ich im Namen der Abteilung Getriebetechnik am<br />
Werkzeugmaschinenlabor WZL der RWTH Aachen ganz herzlich. Das runde Jubiläum liefert allen<br />
Anlass, stolz auf eine außergewöhnliche Erfolgsgeschichte zurückzublicken. Heute ist die FVA ein<br />
anerkannter Leuchtturm für die Branche. Ich freue mich, dass wir bereits seit dem Bestehen der FVA in<br />
langer und vertrauensvoller Zusammenarbeit einen Beitrag zum heutigen Stellenwert der Vereinigung<br />
leisten durften. Die FVA konsolidiert die Grundpfeiler einer modernen Forschungsvereinigung in<br />
hervorragender und professioneller Form: Austauschforum für die Branche, Steuerorgan für künftige<br />
Innovation, Ausbildungsplattform für den wissenschaftlichen Nachwuchs sowie Wissensmanagement<br />
für Forschungsergebnisse. Insbesondere letzter Punkt stellt eine Schlüsselbefähigung für die Zukunftsfähigkeit<br />
dar. Mit der FVA-Workbench wurde der Schritt zur konsequenten Digitalisierung der Getriebekomponenten<br />
und Berechnungsansätze gegangen. Mit der starken Forschungsinfrastruktur in<br />
Deutschland, den innovativen Mitgliedsfirmen sowie der außergewöhnlichen Plattform der FVA sehe<br />
ich auch für die Zukunft hervorragende Möglichkeiten für die Antriebstechnik. Das WZL steht gerne bereit, auch künftig innovative<br />
Lösungen gemeinschaftlich mit den Mitgliedern zu erarbeiten.<br />
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher ist Lehrstuhlinhaber am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen<br />
„Ein effizientes Netzwerk“<br />
Die Arbeit in der FVA zeichnet sich durch eine hohe Professionalität und Sachkunde aus. Die Idee, Wissenschaft<br />
und Industrie in einer vorwettbewerblichen Forschungsinitiative zusammenzuführen, hat eine der leistungsfähigsten<br />
Forschungsgemeinschaften hervorgebracht – um die uns viele beneiden.<br />
Die FVA ist sicher ein bedeutender Bestandteil der Erfolgsgeschichte des deutschen<br />
Maschinenbaus. Das Netzwerk aus Industrie und Wissenschaft bietet eine kreative<br />
Basis, um Dinge neu zu denken und neue Grundlagen zu erforschen. Die neuen<br />
Herausforderungen, die uns in der technischen Entwicklung nun begegnen wie<br />
E-Mobility, Digitalisierung usw., werden in der FVA in einem geordneten Roadmap-<br />
Prozess zusammengeführt und münden in einer Strategieinitiative, um die FVA-<br />
Kapazitäten und -Fähigkeiten neu auszurichten und ggfs. auch zu erweitern. Hier<br />
zeigt sich, dass die Breite der Expertise aus Wissenschaft und Industrie einen solch<br />
anspruchsvollen Prozess sehr erfolgreich gestaltet, nicht zuletzt auch durch die<br />
engagierte Begleitung durch das Team der FVA-Geschäftsstelle. Die FVA ist ein<br />
effizientes Netzwerk – eins, das zudem noch viel Freude macht.<br />
Dr. Lutz Lindemann ist Vorstandsmitglied der Fuchs Petrolub SE<br />
„Eine tragfähige Verbindung“<br />
Ich freue mich, der FVA auch im Namen der Mitarbeiter des Gründungsmitglieds Flender die herzlichsten<br />
Glückwünsche zum 50-jährigen Bestehen zu übermitteln. Bei Flender und Winergy haben wir von<br />
Beginn an eine tragfähige Verbindung zur FVA aufgebaut. In Kombination<br />
mit unseren Betriebserfahrungen und weiteren eigenen Forschungsaktivitäten,<br />
bilden die Forschungsergebnisse der FVA die Basis für viele Details<br />
unserer Konstruktionen und damit für unsere bekannte Zuverlässigkeit.<br />
Diese Aussage könnte so oder ähnlich von vielen der mittlerweile über<br />
200 Mitgliedsfirmen der FVA getroffen werden. Daran kann man den hohen<br />
Stellenwert der Ergebnisse für die Antriebstechnik als Ganzes festmachen.<br />
Die Aufgabe der FVA wird es sein, ihre Stärken im Bereich der Mechanik<br />
weiter zu entwickeln und gleichzeitig neue Branchentrends wie die Digitalisierung<br />
oder das Internet der Dinge zu unterstützen. Wenn dies gelingt,<br />
wird die FVA auch in Zukunft eine tragende Rolle für die deutsche Antriebstechnik<br />
spielen.<br />
Dr. Andreas Klein ist Vice President Engineering der Flender GmbH<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 15
FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK I 50 JAHRE<br />
„Globalisierung erfordert Anstrengungen“<br />
Als jahrzehntelanger Forschungspartner der FVA kann ich nur meine Glückwünsche zu diesem<br />
herausragenden Geburtstag ausdrücken und für die Zukunft weiter Erfolg wünschen. Das<br />
Besondere der FVA ist – und das zeichnet sie weltweit aus – die vertrauensvolle Zusammenarbeit<br />
zwischen der Industrie und den Forschungsstellen. Vertrauen kann man sich nur in langjähriger<br />
Zusammenarbeit erarbeiten. Hierzu tragen beide Partner bei. Die Industriefirmen müssen<br />
bereit sein, ihre Probleme unabhängig vom Konkurrenzdruck offen zu formulieren und um<br />
Lösungen durch die Forschungsinstitute anzufragen. Die offene Diskussion der Fragestellungen<br />
und der Lösungsvorschläge führen zu einer Teamarbeit, um die die FVA weltweit beneidet wird.<br />
Kopien der FVA in anderen Ländern waren bisher nicht erfolgreich. Als Pensionär kann ich der FVA<br />
nur empfehlen – bei allen notwendigen Änderungen und Verbesserungen in den Prozessen –<br />
diese Basis der vertrauensvollen und offenen Zusammenarbeit zwischen der Industrie und den<br />
Forschungsstellen nicht zu gefährden. Verbesserungen sind immer möglich und sollten auch<br />
umgesetzt werden. Da ist zum einen die durch die Digitalisierung mögliche Verschlankung und Beschleunigung der Informationsprozesse<br />
innerhalb der Organisation – und auch mit den Geldgebern wie AIF oder direkt mit den Ministerien der Länder<br />
oder des Bundes – zügig anzugehen und damit die Zeit zwischen der Idee und dem Beginn der Bearbeitung zu verkürzen.<br />
Nachdem wir weltweit die „Besseren“ sind, müssen wir auch die „Schnelleren“ werden, sonst werden wir eingeholt und<br />
schlimmstenfalls überholt. Die Globalisierung fordert von uns erhöhte Anstrengung für die Reduzierung der gesamten<br />
Bearbeitungszeit: Schneller von der Idee bis zum Ergebnis des Forschungsprojektes. Mein Fazit für die FVA in der Zukunft:<br />
Weiter so in der vertrauensvollen und offenen Zusammenarbeit der Partner und eine Steigerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit<br />
in der neuen digitalisierten Umwelt. Nochmals die besten Glückwünsche an die FVA zum 50. Geburtstag.<br />
Prof. Dr. Bernd-Robert Höhn ist Emeritus des Lehrstuhls für Maschinenelemente der TU München<br />
„Es ist Großes entstanden“<br />
Für ein mittelständisches Familienunternehmen wie Wittenstein ist es elementar, auf die<br />
Erkenntnisse der Gemeinschaftsforschung zugreifen und darauf aufbauen zu können. Über<br />
das FVA-Netzwerk erhalten wir Zugang zu einer Vielzahl von wertvollen Informationen aus<br />
der Branche und der Wissenschaft. Wenn die Arbeit der FVA auf kreativen Erfindergeist in<br />
einem innovationsgetriebenen Unternehmen stößt, kann Großes entstehen: Das Forschungswissen<br />
der FVA und dessen schneller Transfer in unser Unternehmen hat mit dafür gesorgt,<br />
dass wir den nächsten Schritt zur Entwicklung eines völlig neuartigen Getriebekonzepts<br />
gehen konnten. Durchaus mit Stolz können wir sagen, dass uns damit ein technologischer<br />
Geniestreich gelungen ist, mit dem alle technologischen Leistungsmerkmale auf einmal<br />
verbessert werden konnten. Mit Blick auf die Globalisierung und den Anforderungen eines<br />
Weltmarktes werden die Teilnahme an Gemeinschaftsforschungsprojekten und der Vorteil,<br />
den wir durch die Ergebnisse haben, in Zukunft ganz sicher noch wichtiger werden. Denn<br />
wissenschaftliche Tests kosten immens viel Geld. Unsere eigenen Forschungsaufwendungen würden ohne die FVA sicher<br />
um ein Mehrfaches hoch sein. Insofern lässt sich durchaus vermuten, dass das starke Wachstum von Wittenstein über<br />
viele Jahre hinweg auch zum Teil den vielen Synergien aus dem FVA-Netzwerk zu verdanken ist. Wir leben in einer Zeit<br />
des schnellen Wandels. Ich wünsche der FVA den Mut, sich immer neu selbst zu erfinden.<br />
Dipl.-Ing. Thomas Bayer ist Leiter Innovation Lab der Wittenstein SE<br />
16 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
50 JAHRE I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
„Einzigartiger Zugang zu Ergebnissen“<br />
Vor 50 Jahren wurde die FVA als Innovationsnetzwerk gegründet. Zu den Mitgliedsunternehmen<br />
zählen Großkonzerne ebenso wie kleine und mittlere Unternehmen der Branche. Sie alle profitieren<br />
von den vorwettbewerblichen Forschungsaktivitäten der fachspezialisierten Arbeitskreise<br />
in Zusammenarbeit mit renommierten Instituten. Diese enge Vernetzung von produzierenden<br />
Unternehmen und Forschungsinstituten ermöglicht eine anwendungsnahe Grundlagenforschung<br />
und treibt so Innovationen im Bereich Antriebstechnik voran. Einzigartig ist der Umgang mit<br />
FVA-Forschungsergebnissen, welche in Software umgesetzt und so den Mitgliedern in Form von<br />
Berechnungen zugänglich gemacht werden. Zum einen in Form von Berechnungskernen einzelner<br />
Maschinenelemente als direktes Ergebnis aus den Forschungsvorhaben, zum anderen in der<br />
FVA-Workbench als Systembetrachtung aller Maschinenelemente und deren Wechselwirkung.<br />
Die FVA ermöglicht so den Mitgliedsunternehmen die Modellierung und Berechnung von antriebstechnischen<br />
Komponenten in einer durchgehenden Softwareumgebung – auf Expertenniveau und<br />
dem neuesten Stand der Forschung. Der FVA wünsche ich alles Gute zum Jubiläum und für die Zukunft.<br />
Johann Soder ist Geschäftsführer Technik der SEW Eurodrive GmbH & Co. KG<br />
„Mehrwerte generieren“<br />
Die vertrauensvolle Zusammenarbeit an sich konkurrierender Unternehmen wird durch die<br />
in Deutschland etablierte vorwettbewerbliche Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)<br />
sehr unterstützt. Hierfür bietet die FVA die geeignete Plattform, auf der themenspezifisch<br />
die jeweiligen Experten aus der Industrie zusammen mit den besten Instituten Forschungsanträge<br />
entwickeln und bei der Bearbeitung konstruktiv, gelegentlich auch kritisch, begleiten<br />
und unterstützen. Die Symbiose Praxis-Wissenschaft generiert einen Mehrwert, der den von<br />
der IGF besonders geförderten kleinen und mittleren Unternehmen ebenso nutzt wie den<br />
Großunternehmen. Der Stand der Wissenschaft steht den Unternehmen unmittelbar zur<br />
Verfügung und verschafft diesen einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil. Einen weltweit<br />
nicht vergleichbaren Wissensfundus für die Industrie stellen die wissenschaftlichen Mitarbeiter<br />
der beteiligten Hochschulinstitute dar, die nach einer erfolgreichen Promotionsphase<br />
in die Unternehmen wechseln und dort mit ihren gewonnenen Erfahrungen schnell<br />
produktiv tätig werden können. Häufig kehren sie wieder in den Kreis der FVA-Familie zurück und vertreten ihre Unternehmen<br />
in den projektbegleitenden Ausschüssen, nicht selten auch im wissenschaftlichen FVA-Beirat. Ich gratuliere der<br />
FVA zu ihrem Jubiläum, wünsche ihr und den beteiligten Institutionen viel Erfolg beim „Wandeln“ und bedanke mich bei<br />
allen Mitarbeitern(innen) für die fortwährende, qualitativ hochwertige Unterstützung in den vergangenen 30 Jahren.<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Erhard Leidich ist Direktor des IKAT an der TU Chemnitz<br />
„Höchsten Respekt“<br />
Ich gratuliere der FVA recht herzlich zum 50sten Geburtstag. Sie steht beispielgebend dafür, industrielle<br />
Gemeinschaftsforschung im Vorwettbewerb für die Antriebstechnik zu organisieren und zu fördern. Über<br />
die Jahre ist ein leistungsfähiges Forschungs- und Innovationsnetzwerk entstanden, das aktuelle<br />
Forschungsfragen aufgreift, die Mitgliedsfirmen mit vielfältigen Serviceleistungen unterstützt, Marktbeobachtungen<br />
und Analysen betreibt, um wichtige Zukunftsthemen frühzeitig zu identifizieren, die<br />
notwendige Vorlaufforschung zu initiieren und auch Weiterbildung zu betreiben. Sie alle, die Sie dazu<br />
beigetragen haben, haben meinen höchsten Respekt. Es liegt wohl in der Natur der Sache und vor allen<br />
Dingen im Selbstverständnis der handelnden Personen, dass Sie bereits auf der Jahrestagung 2016 über<br />
den Meilenstein des 50sten Geburtstags hinausschauten und mit dem Programm FVA 50+ ein Strategiepapier<br />
vorlegten, um mit Gestaltungswillen die nächsten Jahre angehen zu können. „Wie fruchtbar ist<br />
der kleinste Kreis, wenn man ihn wohl zu pflegen weiß“, sagte schon Goethe. Interessensgemeinschaften<br />
müssen auch gepflegt werden. Inhaltliche Arbeit ist für eine als Verein organisierte Gemeinschaft notwendig,<br />
aber letztlich für ein erfolgreiches Agieren wohl nicht hinreichend. Ein überzeugendes Selbstverständnis und ein<br />
menschlich nahes und respektvolles Klima unter den Mitgliedern, in dem Vertrauen entstehen und in vorwettbewerblicher<br />
Gemeinschaftsarbeit münden kann, gehören auch dazu. Auch dieses ist den leitenden Verantwortlichen und den Mitgliedern der<br />
FVA überzeugend gelungen. In diesem Sinne wünsche ich der FVA weiterhin gutes Gelingen, zum Wohle von uns allen.<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Fritz Klocke ist Lehrstuhlinhaber am Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 17
„Wichtiger Transmissionsriemen“<br />
Für mich ist die FVA ein wichtiger „Transmissionsriemen“ zwischen universitärer Forschung<br />
und Unternehmenspraxis in der Antriebstechnik. Mit dem von Ihr gezielt gebildeten und<br />
gepflegten Netzwerk gelingt es die Erkenntnisse der langfristig angelegten Grundlagenforschung<br />
aus den Instituten in eine anwendungsorientierte kooperative Forschung mit den<br />
Unternehmen der Antriebstechnik zu verbinden und so unsere Unternehmen mit zukunftsorientiertem<br />
Wissen fit für den globalen Wettbewerb zu machen. Zukünftig muss die FVA<br />
gerade auch die mechatro nischen und methodischen Fragestellungen zur Entwicklung<br />
komplexer Antriebssysteme noch stärker in den Fokus nehmen. Meinen Glückwunsch der FVA<br />
zum 50-Jährigen und viel Erfolg für die nächsten 50 Jahre erfolgreiche kooperative Antriebsforschung<br />
für eine innovative Zukunft.<br />
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. Albert Albers ist Leiter des IPEK am KIT Karlsruhe<br />
„Die Mobilität mitgestalten“<br />
Seit 50 Jahren ermöglicht die FVA mit ihren Forschungsprojekten tiefgehende Untersuchungen und<br />
Analysen, zu denen im industriellen Alltag oft die Zeit oder auch die Mittel fehlen. Sie hat damit<br />
eine Austauschplattform geschaffen, welche für unsere Industrie einen besonderen Wert darstellt<br />
und um die man uns beneidet. Auch bei der Ausbildung unseres Ingenieur-Nachwuchses spielt sie<br />
eine wichtige Rolle. Mit den von ihr initiierten Projekten haben zahlreiche Doktoranden, Diplomanden<br />
und Studienarbeiter die Möglichkeit, an praxisnahen Fragestellungen zu arbeiten, in den<br />
Diskussionskreisen industrielle Anforderungen und Denkweisen kennenzulernen und Kontakte zur<br />
Industrie zu knüpfen. Als junger Ingenieur durfte ich selbst ein FVA-Projekt bearbeiten und ich<br />
möchte die Erfahrungen aus dieser Zeit nicht missen. Gleichzeitig partizipiert die Industrie von der<br />
wissenschaftlichen Herangehensweise und lernt neue Ansätze und Methoden sowie potenzielle<br />
neue Mitarbeiter kennen. Die Mobilität befindet sich in einem gewaltigen Umbruch. Es freut mich<br />
zu sehen, dass die FVA diesen nicht nur begleitet, sondern mit ihren Arbeitskreisen und dem VDMA-<br />
Forum Elektromobilität, E-Motive, aktiv mitgestaltet. Ich gratuliere der FVA ganz herzlich zu 50 erfolgreichen Jahren und wünsche<br />
Ihr für die Zukunft alles Gute.<br />
Dr. Tobias Lösche-ter Horst ist Leiter der Antriebsforschung im Volkswagen-Konzern<br />
„Wertvoller als Messen“<br />
Die FVA zeichnet sich durch viele Besonderheiten aus: Sie bietet ein wunderbares Netzwerk<br />
und jährlich mehrfach die Gelegenheit, dieses während der Infotagung, der themenspezifischen<br />
Konferenzen und der Beirats- oder Arbeitskreis-Treffen zu erweitern. Einer unserer<br />
Verkäufer hat einmal gesagt: „Die FVA-Infotagung ist für uns wertvoller als die Hannover<br />
Messe.“ Viele Mitgliedsfirmen interessieren sich für die Gemeinschaftsforschung zu den<br />
zahlreichen Themen und Fragestellungen – und das trotz der Wettbewerbssituation.<br />
Die FVA bietet zudem die Möglichkeit, auch hinsichtlich anderer Forschungsbereiche Einblick<br />
in die Aktivitäten der Hochschulen zu erhalten und damit am Puls der Zeit zu bleiben sowie<br />
die gemeinsame Finanzierung von Forschung über die AiF und die Mitgliedsbeiträge. Die Ausbildung<br />
und Förderung von Nachwuchskräften, die die Hochschulen bereits als Spezialisten<br />
verlassen und für uns sehr wertvoll sind, greift das Netzwerk in besonderem Maße auf.<br />
Uns als Dichtungshersteller bietet sich zudem ein direkter und intensiver Kontakt mit<br />
vielen unserer Kunden. In diesem Sinne herzlichen Glückwunsch zu 50 Jahren FVA.<br />
Prof. Dr.-Ing. Eberhard Bock ist Vice President Technologies & Innovation bei Freudenberg Sealing Technologies<br />
18 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
50 JAHRE I FORSCHUNGSVEREINIGUNG ANTRIEBSTECHNIK<br />
„Wandel als Innovationstreiber“<br />
In der Antriebstechnik erleben wir gerade den größten Wandel seit Erfindung des Verbrennungsmotors.<br />
Diese Dynamik betrifft alle Mobilitäts- und Anwendungsbereiche. In der FVA sehen wir<br />
den Wandel als Chance und gestalten die Zukunft der Antriebstechnik durch gemeinsame<br />
Grundlagenforschung. Die größten Treiber, die zu teilweise disruptiven Veränderungen im Antrieb<br />
führen, sind die Digitalisierung und die Elektrifizierung. Es gilt, die enormen Chancen der Digitalisierung<br />
zu erkennen und zu nutzen. Sei es in der Antriebstechnik an sich und deren Vernetzung,<br />
oder auch in der Art und Weise, wie die einzelnen Mitgliedsfirmen der FVA gemeinsam forschen.<br />
Die Forschungsbedarfe bei elektrifizierten Antrieben liegen im Bereich der Leistungselektronik,<br />
speziell in der Aufbau- und Verbindungstechnik. Auch bei Materialien müssen wir weiter forschen.<br />
Auf Seiten der Produkte und der Produktionstechnik müssen wir noch flexibler werden: durch<br />
modularen Produktaufbau und die Industrie 4.0. Unsere gemeinsame Kompetenz müssen wir<br />
weiter nutzen. Die FVA muss sich dabei noch stärker den neuen Technologien öffnen. Schließlich<br />
ändern sich nicht nur technische Anforderungen, sondern auch die Erwartungen der Mitgliedsfirmen an das Netzwerk. Die<br />
FVA-Strategieinitiative 50+ ist hier ein wichtiger Schritt. Die FVA lebt stark vom Engagement der Mitgliedsfirmen und der<br />
aktiven Kooperation. Die lebendige Beteiligung an der gemeinsamen Forschung ist der wesentliche Erfolgsfaktor. Wandel ist<br />
nichts Neues – weder für die FVA, noch für deren Mitglieder. Er war und ist ein steter Innovationstreiber!<br />
Dr. Harald Naunheimer ist Leiter Forschung und Entwicklung der ZF Friedrichshafen AG<br />
„Nachwuchsschmiede par excellence“<br />
Die FVA steht für 50 Jahre höchst erfolgreiche angewandte Forschung an antriebstechnischen<br />
Komponenten und Systemen. Eine themenoffene Forschungsförderung über die Industrielle<br />
Gemeinschaftsforschung der AiF ermöglicht es jederzeit, wichtige vorwettbewerbliche<br />
Fragestellungen mit Bedeutung für die gesamte Branche aufzugreifen. Ein erprobtes Qualitätssicherungssystem<br />
durch Arbeitskreise und wissenschaftlichen Beirat sorgt für einen hohen<br />
Standard bei der Antragstellung. Für den unmittelbaren Transfer der Ergebnisse steht zum<br />
einen die FVA-Organisation mit ihren zahlreichen Mitgliedsunternehmen und projektbegleitenden<br />
Ausschüssen, die die Vorhaben bereits während ihrer Bearbeitung begleiten und selbst<br />
höchstes Interesse an einer raschen Umsetzung haben. Zum anderen bieten die Vorhaben die<br />
Möglichkeit, die Projektbearbeiterinnen und -bearbeiter besser als in jedem Vorstellungsgespräch<br />
kennenzulernen. Oft wechseln diese nach dem Projektabschluss die Seiten und<br />
ermöglichen so den ebenfalls sehr wichtigen Erkenntnistransfer „über Köpfe“ – für junge<br />
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler eine große Chance, ihre berufliche Karriere fortzusetzen. Die FVA ist mit ihren<br />
Projekten eine „Nachwuchsschmiede“ par excellence. Ohne die FVA gäbe es diesen Innovationsmotor für den deutschen<br />
Maschinenbau nicht. Und den Instituten fehlte ein wesentlicher Input für neue Forschungsvorhaben, die nur möglich<br />
werden, wenn man in der Lage ist, Erkenntnisse aus einer breiten Anwendungserfahrung in die richtigen Fragestellungen<br />
zu übersetzen. In diesem Sinne „Herzlichen Glückwunsch zu 50 Jahren FVA“ und auf eine weitere gedeihliche Zukunft.<br />
Prof. Dr.-Ing. Hans-Werner Zoch ist Geschäftsführender Direktor des IWT Bremen<br />
„Große Know-how-Bandbreite“<br />
Die FVA kann heute stolz auf ein umfangreiches Portfolio an Ergebnissen und Know-how aus<br />
50 Jahren Forschungsarbeit zurückblicken. Dieses Potenzial zeigt sich auf dem noch relativ<br />
jungen Themenfeld der Elektromobilität und die Bündelung über die Organisation E-Motive.<br />
Durch interdisziplinäre Projekte mit Experten aus der Industrie, den Hochschulen und<br />
Forschungsinstituten werden gemeinsame Mehrwerte geschaffen und in Form von Erkenntnissen,<br />
technologischen Grundlagen und Lösungen der Gemeinschaft zur Verfügung gestellt.<br />
Eine Besonderheit ist die Bandbreite des Know-how aus den unterschiedlichen Industriezweigen<br />
und Anwendungen, von kleinen über mittlere bis hin zu großen Unternehmen entlang der<br />
gesamten Wertschöpfungskette. Durch die Forschungsprojekte werden an den Hochschulen<br />
Themen bearbeitet, die Wissen, Experten und wissenschaftlichen Nachwuchs in den für uns<br />
als Industrie relevanten Bereichen sicherstellen. Ich gratuliere der FVA ganz herzlich zum<br />
50-jährigen Bestehen und wünsche viel Erfolg in den Antriebsthemen der Zukunft.<br />
Dr. Tobias Böhm ist Leiter Elektrifizierter Antriebsstrang in der Volkswagen-Konzernforschung<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 19
Im Shuttle Richtung Highlands<br />
Antriebsbaukasten ermöglicht neue Wege der Brückeninspektion<br />
Als die „Queensferry Crossing“-Bridge bei Edinburgh im August <strong>2017</strong> für den<br />
Verkehr freigegeben wurde, ist sie die weltweit längste Schrägseilbrücke.<br />
Die Konstrukteure haben auch ein innovatives Konzept für die Inspektion und<br />
Instandhaltung der Brückenstruktur verwirklicht. Angetrieben wird das Deck<br />
Shuttle von Komponenten aus dem Demag Antriebsbaukasten, zu dem seit<br />
Neuestem auch eine „On board“-Batterie gehört.<br />
Nördlich von Edinburgh, an der Bucht<br />
Firth of Forth, entstand eines der größten<br />
Infrastrukturprojekte Großbritanniens.<br />
Dort wurde die Brücke „Queensferry Crossing“<br />
gebaut, auf der die Autobahn M90 in<br />
die schottischen Highlands und weiter<br />
nach Norden Richtung Aberdeen führt. Die<br />
Brücke überspannt den Meeresarm mit<br />
einer Gesamtlänge von 2 700 m. Mit ihrer<br />
Fertigstellung im August <strong>2017</strong> ist sie<br />
die weltweit längste Schrägseil brücke mit<br />
drei Pylonen. Die beson dere Bauweise mit<br />
Schrägseilen, deren Aufhängung sich überlappt,<br />
erlaubt einen sehr schlanken Baukörper,<br />
was nicht nur optisch ansprechend<br />
wirkt, sondern auch dem starken Wind, der<br />
häufig in dieser Region herrscht, wenig<br />
Angriffsfläche bietet.<br />
Mit ihren 210 m hohen Pylonen überragt<br />
sie ganz deutlich zwei benachbarte Brückenbauwerke:<br />
Die Forth Road Bridge aus<br />
dem Jahr 1964 für den Straßen-, und die<br />
Forth Bridge für den Eisenbahnverkehr.<br />
Sie wurde schon 1890 in Betrieb genommen<br />
und war damals die erste Brücke, die<br />
komplett aus Stahl statt Schmiedeeisen<br />
gebaut wurde.<br />
wurde auf lange Lebensdauer und einfache<br />
Wartung ausgelegt. Die bis zu 420 m langen<br />
Tragseile können ausgetauscht werden, ohne<br />
die Brücke für den Verkehr zu sperren. Und<br />
für die Inspektion und Wartung stehen dem<br />
Instandhaltungspersonal des Betreibers zwei<br />
sogenannte Deck Shuttles zur Verfügung,<br />
die von der Moog GmbH im Deggenhausertal<br />
bei Friedrichshafen entwickelt und gefertigt<br />
wurden. Neben den Deck Shuttles<br />
lieferte das Unternehmen auch die sechs<br />
Gantries (Besichtigungswagen) für dieses<br />
Brückenprojekt, die auch mit Demag Antriebstechnik<br />
ausgestattet wurden.<br />
Moog ist weltweit als Spezialist für Brückenzugangstechnik<br />
bekannt. Das Unternehmen<br />
projektiert sowohl mobile Inspektionsgeräte<br />
für Brücken in ganz unter-<br />
Spezialist für<br />
Brückenzugangstechnik<br />
Die gesamte Konstruktion der Schrägseilbrücke<br />
– die aus 110 jeweils 750 t schweren<br />
Segmenten aus Stahl und Beton besteht –<br />
01 Die beiden batteriebetriebenen Deck Shuttles sind im Hohlkörper der Brückenkonstruktion<br />
unterwegs – auf einer Strecke von 2,7 km<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
TITEL I GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
02 Blick in den Schaltschrank mit „On board“-<br />
Ladegerät (links) und Umrichtern<br />
03 Kompakte Antriebslösung aus dem<br />
Demag Systembaukasten<br />
schiedlichen Bauformen als auch dauerhaft<br />
an der Brücke installierte Besichtigungswagen<br />
mit Plattformen, die eine Inspektion<br />
der Brückenunterseite ermöglichen. Solche<br />
Besichtigungswagen befinden sich z. B. an<br />
der Stonecutters Bridge in Hongkong. Ihre<br />
Plattformen erreichen Längen bis 29 m,<br />
Breiten bis 4 m und können mit bis zu 10 t<br />
belastet werden.<br />
Deck Shuttle mit „On board“-<br />
Stromversorgung<br />
Als dritte Technologie der Brückenzugangstechnik<br />
hat Moog an eben dieser Brücke in<br />
Hongkong erstmals 2009 ein Deck Shuttle realisiert.<br />
Dabei handelt es sich um ein schienengebundenes<br />
Fahrzeug, das im Hohlkörper<br />
der Brücke verfährt. Dieses Konzept<br />
kommt auch bei der Queensferry Crossing<br />
zum Einsatz. In den beiden Hohlkörpern<br />
wurden auf einer Länge von 2 630 m Schienen<br />
verlegt. An ihnen verfährt – nach dem Prinzip<br />
einer Einschienen-Hängebahn – jeweils<br />
ein kompaktes Fahrzeug mit einer Länge von<br />
4,65 m und einer Breite von 0,81 m, das zwei<br />
Personen mit max. 150 kg Ausrüstung zum<br />
gewünschten Einsatzort bringt.<br />
Die beiden Deck Shuttles in der Queensferry<br />
Crossing sind mit drehzahlgeregelten<br />
Antrieben ausgestattet und mit einer Geschwindigkeit<br />
von 0 bis 240 m/min unterwegs.<br />
Bei der Entwicklung der Fahrzeuge<br />
stellte sich für die Moog-Konstrukteure die<br />
Frage, wie sie angesichts des beengten<br />
Bauraums und der widrigen Umgebungsbedingungen<br />
die Energieversorgung der<br />
Fahrmotoren gewährleisten. Die Lösung:<br />
Sie verzichteten auf Schleifleitungen, Stromabnehmer<br />
usw. und installierten im Fahrzeug<br />
eine Batterie.<br />
Die Basis: der neue Batterie wagen<br />
Dabei erwies es sich als praktisch, dass mit<br />
der Demag Batterielösung erst vor wenigen<br />
Monaten ein neues Energiekonzept für<br />
schienengebundene Verfahrwagen vorgestellt<br />
wurde: den Batteriewagen, den Moog<br />
als Basis für den Antrieb des Deck Shuttles<br />
verwendet. Der Batteriewagen ist ein<br />
Fahrerloses Transportsystem für schwere<br />
Lasten, das ohne feste Leitungen fährt und<br />
navigiert und dabei von einer mitfahrenden<br />
Batterie mit Energie versorgt wird. Den Antrieb<br />
übernehmen Fahreinheiten aus dem<br />
Demag Systembaukasten – in diesem Fall<br />
Winkelgetriebemotoren mit dem DRS Radblock-System<br />
und integrierter Antriebseinheit<br />
sowie der zugehörigen Steuerung.<br />
Die „On board“-Ladeeinheit sorgt für die<br />
Aufladung der Batterie in den Versorgungszonen.<br />
Die Leistungseinheit wandelt den<br />
Batteriegleichstrom in Verbindung mit dem<br />
Frequenzumrichter Dedrive Compact STO<br />
in Drehstrom und versorgt die Antriebe mit<br />
der nötigen Energie und gewährleistet – je<br />
nach Bedarf – ein sanftes oder dynamisches<br />
Beschleunigen sowie drehzahlgeregelten<br />
Betrieb. Dabei wurde im Falle des Deck<br />
Shuttles berücksichtigt, dass das Fahrzeug<br />
im Brückenhohlkörper Steigungen bis zu<br />
3 % bewältigt und auch auf den Steigungsstrecken<br />
mit voller Nutzlast anfahren kann.<br />
Das Konzept auf den Kopf gestellt<br />
Die Antriebe einschließlich der Batterie wurden<br />
von Demag-Ingenieuren ausgelegt und<br />
dimensioniert. Die Ladeeinheit des Deck<br />
Shuttles ist im Schaltschrank untergebracht.<br />
Magnetsensoren erfassen definierte Positionen<br />
des Shuttles z. B. an den Ladestationen.<br />
Die Moog-Konstrukteure stellten das Konzept<br />
des Batteriewagens im wörtlichen Sinne<br />
auf den Kopf, indem sie die Schienen nach<br />
oben verlegten und das Deck Shuttle daran<br />
einhängten. So erschließt der Batteriewagen<br />
eine neue Anwendung – vom flurgebundenen<br />
Schwerlast-Handling zum flurfreien,<br />
schienengeführten Personen- und<br />
Materialtransport. Das zeigt, wie vielseitig<br />
das neue Konzept dieses energieautarken<br />
Fahrzeugs ist. Außerdem lässt sich das<br />
Konzept an die individuellen Anforderungen<br />
adaptieren. Denn sowohl bei den Antrieben<br />
und der Antriebssteuerung als auch<br />
bei den Batterien handelt es sich um bewährte<br />
und belastbare Standardkomponenten<br />
für industrielle Anwendungen.<br />
www.demagcranes.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 21
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN I INTERVIEW<br />
Mit der Zukunft verzahnt<br />
Wie sich LMT Tools für die zukünftigen Anforderungen an Verzahnungswerkzeuge rüstet<br />
Zahnräder gelten seit jeher als Symbol für exakt<br />
funktionierende Technik. Auch heute, zu Beginn<br />
des Zeitalters der digitalen Fabrik, wird dieses<br />
Symbol als Voraussetzung für Kommunikation<br />
und Zusammenwirken der Partner eines<br />
industriellen Netzwerks verwendet. Doch<br />
wie sieht die weitere Entwicklung dieser<br />
Getriebekomponenten aus? Ändern sich<br />
die Marktanforderungen und wie werden<br />
sie erfüllt? Stellt die Elektromobilität<br />
eine Bedrohung dar? Was bedeutet<br />
die Marktentwicklung für die<br />
benötigte Werkzeugtechnik,<br />
insbesondere für Wälzfräser? Diese<br />
Fragen beantworten Thomas Falk,<br />
Leiter Segment Verzahnen (links),<br />
und André Bollow, Produktmanager<br />
Verzahnen, von LMT Tools.<br />
Wie entwickelt sich aktuell der Markt?<br />
Thomas Falk: Ich möchte hier zunächst<br />
unterscheiden zwischen großen und kleinen<br />
Verzahnungen. Große Verzahnungen<br />
kommen beispielsweise in Baumaschinen<br />
oder in der Windenergietechnik zur Anwendung.<br />
Sie werden in kleinen bis mittleren<br />
Losgrößen gefertigt. Bei kleineren Verzahnungen<br />
denken wir dann insbesondere an<br />
Getriebe für die Automobilindustrie, die in<br />
großen Serien hergestellt werden.<br />
Der weltweite Bedarf sowohl an großen als<br />
auch an kleinen Verzahnungen wird sogar<br />
langfristig steigen. Die Erzeugung von<br />
Windenergie und der Sektor Erneuerbarer<br />
Energien erfährt auch im Hinblick auf die<br />
Dr. Diethard Thomas ist Consultant der LMT<br />
Tool Systems GmbH & Co. KG in Oberkochen<br />
Elektromobilität ein starkes Wachstum.<br />
Die Marktentwicklung kleinerer Verzahnungen<br />
wird besonders durch das weltweit<br />
wachsende Mobilitätsbedürfnis beeinflusst.<br />
Nach einer internen Studie werden<br />
die jährlichen Zulassungszahlen von Pkw<br />
bis 2030 um ca. 65 % steigen. Etwa die<br />
Hälfte davon sind noch konventionelle,<br />
also rein verbrennungsmotorische Antriebe.<br />
Unter Berücksichtigung der E-Mobilität,<br />
für deren Antriebe ebenfalls Getriebe benötigt<br />
werden, allerdings mit weniger Gängen,<br />
gehen wir von einer resultierenden<br />
Mengensteigerung an Zahnrädern von<br />
etwa 30 % aus. Als Werkzeughersteller<br />
erkennen wir derzeit also keine Bedrohung.<br />
Die reale Entwicklung der E-Mobilität<br />
hängt natürlich von politischen und technologischen<br />
Unwägbarkeiten ab.<br />
Ergänzen möchte ich noch, dass bei Nutzfahrzeugen,<br />
beispielsweise bei Lkw oder<br />
Baufahrzeugen, die rein verbrennungsmotorischen<br />
Antriebe noch länger Bestand<br />
haben werden. Lediglich bei Bussen für<br />
den innerstädtischen Betrieb wird der<br />
Anteil elektromotorischer Antriebe voraussichtlich<br />
stärker wachsen.<br />
Welche technologischen Trends<br />
erwarten Sie?<br />
André Bollow: Zunächst einmal haben die<br />
aktuellen Trends zum Werkzeugeinsatz<br />
auch weiterhin Bestand. Dazu gehören<br />
zum Beispiel höhere Standzeiten und<br />
Schnittgeschwindigkeiten der Wälzfräser,<br />
die wir durch neue Schneidstoffe und<br />
Beschichtungen realisieren. Beispiele hierzu<br />
sind unser leistungsfähiger Schneidstoff<br />
Speedcore oder unsere AlCrN-basierte<br />
Hochleistungsschicht Al7.<br />
Auch im Grundkörperdesign der Werkzeuge<br />
besteht Entwicklungspotenzial in Richtung<br />
Effizienzsteigerung. Als Beispiel dafür<br />
möchte ich den Wendeplatten-Wälzfräser<br />
Unify nennen. Der einteilige Grundkörper<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
INTERVIEW I GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
01 Der kompakte Wendeplattenwälzfräser<br />
Unify erzeugt Radqualität 9 im Material 18<br />
CrNiMo 7-6<br />
02 Das kombinierte Werkzeugsystem<br />
Wälzfräser Speedcore Plus Chamfercut<br />
garantiert höchste Verzahnungsqualität zu<br />
reduzierten Kosten<br />
03 Chamfercut ist auch als Einzelwerkzeug<br />
auf separater Spindel einsetzbar<br />
erlaubt eine kompakte Bauweise (Durchmesser<br />
ab 150 mm) und bringt so die Vorteile<br />
der vier-schneidigen Wendeplatten<br />
auch auf kleinere Maschinen: Höhere<br />
Standmengen, kürzere Bearbeitungszeiten<br />
und eine gesteigerte Betriebssicherheit<br />
verbessern die Wirtschaftlichkeit erheblich.<br />
Durch die Minimierung der Schnittstellen<br />
am Trägerkörper entsteht ein robustes und<br />
sehr präzise arbeitendes Werkzeug.<br />
Ein weiterer Trend ist unter dem Begriff<br />
Downsizing bekannt. Gefordert werden<br />
kleinere, kompakte und leichtere Getriebe<br />
mit hoher Leistungsdichte und Funktionsintegration.<br />
Die Komplexität der Bauteile<br />
wird steigen.<br />
Außerdem sind steigende Qualitätsanforderungen<br />
zu erfüllen, zum Beispiel bei<br />
Großverzahnungen in Offshore-Windenergieanlagen,<br />
um deren Lebensdauer<br />
zu erhöhen und damit den Wartungsbedarf<br />
zu reduzieren. Um Geräuschemissionen<br />
geht es bei Elektromobilen, die<br />
antriebsbedingt lautlos sind. Dann muss<br />
auch das Getriebe extrem leise sein, um<br />
nicht als störend empfunden zu werden.<br />
Es besteht also reichlich Entwicklungsbedarf,<br />
dem wir uns gemeinsam mit Partnern<br />
aus Hochschule und Industrie stellen.<br />
Welche Anforderungen stellt Ihr Kunde?<br />
Thomas Falk: Natürlich fordert unser<br />
Kunde hohe Leistung, Prozesssicherheit<br />
und Qualität für seinen Fertigungsprozess.<br />
Schließlich müssen die Stückkosten (Cost<br />
per Part) minimiert werden. Darüber<br />
hinaus erwartet er eine ganzheitliche Prozessbegleitung<br />
– von der Planung, dem<br />
Projektengineering bis zur Prozessoptimierung<br />
in der Serienfertigung einschließlich<br />
Service mit Wiederaufbereitung verschlissener<br />
Werkzeuge.<br />
Zur Prozessoptimierung tragen zum Beispiel<br />
Werkzeugsysteme für die Komplettbearbeitung<br />
von Zahnrädern bei, die die<br />
Zähne nach dem Wälzfräsen an den Stirnseiten<br />
noch entgraten und anfasen. Dafür<br />
haben wir das Anfaswerkzeug Chamfercut<br />
optimiert, das entweder zusammen mit<br />
dem Wälzfräser auf einen gemeinsamen<br />
Dorn gespannt oder auch als Einzelwerkzeug<br />
auf separater Frässpindel eingesetzt<br />
werden kann. In jedem Fall entsteht eine<br />
hochpräzise, konstante Fase. Ein zweiter<br />
Schnitt Wälzfräsen, wie er beim Alternativverfahren<br />
Drückentgraten erforderlich<br />
wäre, entfällt.<br />
Die Anforderungen unserer Kunden setzen<br />
wir über die gesamte Wertschöpfungskette<br />
zuverlässig um. Dabei kommen uns die<br />
Erfahrung sowie das Know-how unserer<br />
zahlreichen Anwendungstechniker und<br />
auch unsere Kompetenzcenter in allen<br />
wichtigen Märkten, zu Gute. Außerdem<br />
bieten wir bei LMT Fette, Schulungen zum<br />
effizienten Werkzeugeinsatz an.<br />
Welches Produktportfolio bietet LMT Tools?<br />
André Bollow: Unser derzeitiges Portfolio<br />
umfasst Verzahnungswerkzeuge mit verfügbaren<br />
Modulen, die in einem Produktivitätsranking<br />
stehen. Im unteren Produktivitätssegment<br />
sind die einteiligen PM-HSS<br />
Wälzfräser angesiedelt. Sie decken den<br />
Bereich bis Modul 42 ab und zeichnen sich<br />
durch ihre hohe Betriebssicherheit aus.<br />
Im mittleren Leistungsbereich sind die<br />
Speedcore-Wälzfräser einzuordnen. Sie<br />
sind im Anwendungsbereich bis Modul 20<br />
entwickelt und decken den Produktivitätsbereich<br />
zwischen PM-HSS- und Hartmetallwerkzeugen<br />
ab. Dabei stoßen sie<br />
bei vielen Anwendungen aufgrund ihrer<br />
innovativen Substrat- und Schichteigenschaften<br />
in den Leistungsbereich von HM-<br />
Wälzfräsern vor.<br />
An der Spitze der Performancematrix stehen<br />
unsere Hartmetallwerkzeuge (Carbideline),<br />
die den Modulbereich von 0,8 bis 60<br />
abdecken. Vollhartmetallwälzfräser (Carbideline-S)<br />
besitzen die generellen Vorteile<br />
einteiliger Werkzeuge, wie die hohe Spannutenzahl.<br />
Kombiniert man dies mit der<br />
potenziell hohen Schnittgeschwindigkeit<br />
moderner Hartmetallsubstrate, erreicht<br />
man in der Anwendung letztendlich deutlich<br />
reduzierte Bauteilkosten (Cost per<br />
Part). Außerdem werden einteilige Werkzeuge<br />
nach Standzeitende in einer LMT-<br />
Servicestation in Herstellerqualität wieder<br />
aufbereitet und garantieren eine maximale<br />
Lebensdauerleistung zu minimierten Life-<br />
Cycle-Kosten.<br />
Mit den Wälzfräsern Carbideline-H werden<br />
die Vorteile von Vollhartmetallwerkzeugen<br />
auch für größere Module und Baumaße<br />
nutzbar, insbesondere hohe Qualität und<br />
höchste Leistungsfähigkeit. Dabei handelt<br />
es sich um Werkzeuge in Hybrid-Bauweise,<br />
bei denen die HM-Schneiden fest mit dem<br />
Trägerwerkzeug verbunden sind. Abgerundet<br />
wird das Portfolio der Hartmetallwerkzeuge<br />
durch unsere Wendeplattenwerkzeuge<br />
Carbideline-I. Ab Modul 6<br />
bieten wir individuelle Lösungen für das<br />
Wälzfräsen und Zahnformfräsen unterschiedlichster<br />
Verzahnungen.<br />
Gibt es eine finale Botschaft seitens<br />
LMT Tools?<br />
Thomas Falk: Auch zukünftig ist das Wälzfräsen<br />
in Kombination mit einer Wälzfräsmaschine<br />
das produktivste Verfahren zur<br />
Zahnradfertigung. LMT Tools ist mit dem<br />
Engineering Center Verzahnen bei LMT<br />
Fette für die kommenden Marktanforderungen<br />
gut gerüstet. Mit über 100-jähriger<br />
Erfahrung haben wir die wesentlichen<br />
Meilensteine dieser Fertigungstechnologie<br />
kreiert und sehen uns auch in Zukunft als<br />
deren Technologietreiber. Und wenn ich<br />
die eingangs dargestellte symbolhafte<br />
Dynamik von Zahnrädern noch einmal<br />
aufgreifen darf: Sie gilt nicht nur für unsere<br />
Technologieansprüche, sondern auch für<br />
die enge und partnerschaftliche Verzahnung<br />
mit unseren Kunden.<br />
Fotos: LMT Group<br />
www.lmt-tools.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 23
NEWSLETTER<br />
Der E-Mail-Service<br />
für Anwender<br />
aus dem gesamten Umfeld<br />
mechanischer und<br />
elektrischer Antriebstechnik.<br />
Aktuelle Nachrichten<br />
rund um mechanische,<br />
thermische und elektrische<br />
Antriebstechnik,<br />
sowie deren Steuerungen<br />
und Regelungen.<br />
Komplexe Windkraft- oder Schaltgetriebe<br />
einfacher modellieren<br />
Im Kisssoft-Release 03/<strong>2017</strong> gibt es nun eine<br />
„Gruppen-Box“ mit einer Auswahl an vordefinierten<br />
Getriebestufen. Diese können in den<br />
Modellbaum eingefügt und beliebig miteinander<br />
gekoppelt werden. Zur Vereinfachung der Modellierung<br />
komplexer Windkraft- oder Schaltgetriebe stehen<br />
somit Baugruppen wie der Ravigneaux- oder Wolfrom-Satz<br />
zur Verfügung. Der Benutzer hat auch die Möglichkeit, eigene Baugruppen zu<br />
definieren und in der Software abzuspeichern. Damit lässt sich wertvolle Zeit beim<br />
Modellaufbau komplexer Antriebssysteme einsparen. Darüber hinaus wurde das<br />
Handling des Modellbaums in Kisssys verbessert, sodass zu einem späteren<br />
Zeitpunkt ohne Einschränkung Änderungen (Löschen, Umbenennen etc.) durchgeführt<br />
werden können.<br />
www.kisssoft.ag<br />
Antriebe für die Getränkeindustrie<br />
In der Getränkeproduktion gibt es oftmals<br />
verschiedene Umgebungen, z. B. Kühlbereiche,<br />
Hygienebereiche und Produktionslinien,<br />
die regelmäßig einer Nassreinigung<br />
unterzogen werden. Jede<br />
dieser Umgebungen stellt besondere<br />
Anforderungen an die dort installierten<br />
Maschinen und Geräte. Das Unternehmen Bauer<br />
Gear Motor bietet hierfür die Getriebemotoren der<br />
Baureihe Hiflexdrive an. Sie haben sehr gute Wirkungsgrade<br />
bis Motoreffizienzklasse IE5, und alle Antriebe sind als lackierte Standardversion<br />
sowie in Aseptik- oder Edelstahlausführung erhältlich. Die Baureihe kann mit Elektromotoren<br />
der Effizienzklassen IE0 bis IE5 ausgelegt werden, wobei die Antriebe in IE5<br />
die PMSM-Technologie nutzen. Besonders unter Teillastbedingungen erreichen die<br />
Permanentmagnet-Synchronmotoren einen verbesserten Wirkungsgrad im Vergleich<br />
zu den Asynchronmotoren. In der Standardausführung überzeugt das Getriebe durch<br />
geringes Gewicht, hohe Wirkungsgrade und eine 2-stufige Getriebekonstruktion. Die<br />
Getriebe stehen in drei Größen mit Nenndrehmomenten im Bereich von 80 bis 300 Nm<br />
zur Verfügung.<br />
www.bauergears.com<br />
Servo-Hypoid-Stirnradgetriebe<br />
Jetzt<br />
kostenlos<br />
anmelden!<br />
IMMER<br />
AKTUELL<br />
INFORMIERT<br />
http://bit.ly/News_VFV<br />
Wenn in Servo-Anwendungen hohe Dynamik und Zuverlässigkeit, gepaart mit kleinen<br />
Zahnspielen verlangt werden, dann stellt die SHT-Baureihe aus dem Hause EGT<br />
Eppinger eine hocheffiziente Lösung dar. Die neue Baugröße SHT150 bietet dank der<br />
Hypoid-Stirnrad-Kombination fein abgestimmte Übersetzungen bis i = 90, die das<br />
Drehmoment mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad übertragen. Die notwendige<br />
elektrische Antriebsleistung ist damit minimiert und ein Downsizing von Motor und<br />
Leistungselektronik wird ermöglicht, wodurch die Kosten der kompletten Antriebseinheit<br />
gesenkt werden können. Das äußerst kompakte Getriebe kann ohne Achsversatz<br />
spiegelbildlich montiert werden und hält<br />
verschiedene Abtriebswellenvarianten sowie die<br />
erforderliche Motorenkonformität bereit. Eine hohe<br />
Übertragungsqualität, ergänzt durch das optional<br />
erhältliche kleinste Zahnspiel von < 1 arcmin,<br />
prädestiniert die SHT-Reihe für präzise und<br />
anspruchsvolle Einsätze in Robotik, Automation<br />
und Handlingstechnik.<br />
www.eppinger.de
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Spielarme Planetengetriebe bieten<br />
verbesserte Leistungsdichte<br />
Höhere Abtriebsmomente und Maximaldrehzahlen bei einer<br />
vergrößerten Übersetzungsvielfalt – dies sind die wesentlichen<br />
Verbesserungen der neuen spielarmen Planetengetriebe SP+ und<br />
TP+ von Wittenstein Alpha. Ihre verbesserte Leistungsdichte<br />
optimiert die Motorauslastung und erlaubt noch dynamischere<br />
Prozesse. Hieraus resultieren schnellere Taktzeiten und mehr<br />
Produktionsleistung der Maschine. Bei der Auslegung der Getriebe<br />
kann außerdem erstmals die geplante Lebensdauer mitberücksichtigt<br />
werden. Diese Möglichkeit der kundenspezifischen<br />
Anpassung schafft ein Alleinstellungsmerkmal für die Planetengetriebe<br />
SP+ und TP+. Mittleren bis hohen Ansprüchen genügen<br />
die Advanced Linear Systeme mit den SP+- und TP+-Planetengetrieben.<br />
Sie können mit den Getriebevarianten High Torque<br />
und High Speed kombiniert werden.<br />
www.wittenstein.de<br />
Kugelgewindetriebe für hohe<br />
Belastungskräfte<br />
Mit Schwerlastspindeln von Kammerer steht Herstellern von<br />
Spritzgussmaschinen eine Baureihe zur Verfügung, die höhere<br />
Dynamik und Spitzenlastkapazitäten bieten soll. Die Hochlast-<br />
Kugelgewindetriebe<br />
der Serie Hercules<br />
zeichnen sich durch ein<br />
optimales Verhältnis<br />
des Kugeldurchmessers<br />
zur Gewindesteigung<br />
aus. Die Laufbahngeometrie<br />
der<br />
Gewindespindel und<br />
der Mutter sowie die<br />
herstellereigene<br />
Materialspezifikation und deren Mutter-Kugel-Spindel-Paarung<br />
wurden bei der Entwicklung dieser Baureihe optimiert. Mit diesen<br />
Kugelgewindetrieben können dynamische Axialkräfte bis 160 t pro<br />
Antrieb dargestellt werden. Bei leistungsstarken vollelektrischen<br />
Spritzgussmaschinen bzw. Prüfmaschinen handelt es sich um<br />
Spindelantriebe mit bis zu 540 t statischer Tragkraft. Ein wesentliches<br />
Merkmal der Hercules-Serie ist die besondere Bauform der<br />
Mutter. Die Mutter wird in zweiteiliger Ausführung gefertigt und<br />
geliefert. Eine optimale Balance der Kugelverteilung über den<br />
gesamten Tragumfang wurde mit dieser Komplettlösung erfolgreich<br />
umgesetzt.<br />
www.kammerer-gewinde.com<br />
Winkelgetriebe für AC-Asynchronmotoren<br />
zur Bauraumreduzierung<br />
Gerade bei Bandantrieben sind die Einbauräume oft sehr beengt.<br />
Hierfür eignet sich ein AC-Antrieb mit Winkelgetriebe oft ideal, da<br />
sich mit ihm der notwendige rückwärtige Bauraum an der Antriebsseite<br />
reduzieren lässt. Das Winkelgetriebe BRH von Koco Motion<br />
wird für die kleinen AC-Asynchronmotoren der K8-Baureihe mit<br />
einem Durchmesser von 80 mm und für die K9-Baureihe mit<br />
einem Durchmesser von 90 mm angeboten. Es basiert auf den<br />
Untersetzungsverhältnissen von 3/1 bis 180/1. Mit dem 1:10<br />
Vorsatzgetriebe können sie zudem motorseitig weiter untersetzt<br />
werden. Der Anwender hat die Wahl zwischen Wellen- oder<br />
Hohlwellenabtrieb. Dabei sind bis zu 20 Nm Abtriebsmomente<br />
möglich. Als Antriebsmotoren stehen Versionen mit Leistungen<br />
von 25 bis 200 W in den Ausführungen „Reversible“, „Induction“,<br />
„Brake“ und „Speed Control“ zur Verfügung. Je nach Ausführung<br />
der Motoren erfolgt der Anschluss einphasig an 230 V AC mit<br />
Hilfskondensator an einen Drehzahl-Regler oder als 3-phasige<br />
Wechselstrommotoren im Bereich von 230 bis 400 V.<br />
www.kocomotion.de<br />
Erfolgreiche Antriebslösungen,<br />
einfach und schnell<br />
Verzahnungskomponenten / Getriebe<br />
Engineering für Antriebstechnik<br />
Antriebstechnik vom Prototyp bis zur Serie<br />
■ Eigene Produktion<br />
■ Breites Lagersortiment<br />
■ Individuelle Einzelfertigung<br />
Nozag GmbH | Eschelbronner Strasse 2/1 | DE-74939 Zuzenhausen<br />
Tel. +49 (0)6226 785 73 40 | www.nozag.de | info@nozag.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 25<br />
NOZAG.indd 1 09.11.<strong>2017</strong> 16:18:21
01 Die Roba-Servostop Sicherheitsbremsen sind mit<br />
ihrer schlanken Bauform und dem geringen Gewicht<br />
auf die Anforderungen der Robotik zugeschnitten<br />
Damit der Roboterarm nicht zittert<br />
Zuverlässige Leichtbaubremsen für anspruchsvolle Einsätze<br />
Ob in der Medizintechnik oder bei Industrie-Robotern, die in Produktionsstraßen mit<br />
Menschen kollaborieren – Roboterarme dürfen nach Ausschalten des Stroms, bei<br />
Stromausfall oder Not-Halt nicht unkontrolliert absinken oder abstürzen. Dafür sorgen<br />
die Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik. Sie sind mit ihrer schlanken Bauform<br />
und dem geringen Gewicht auf die Anforderungen der Robotik zugeschnitten und<br />
halten den anspruchsvollen Einsatz-Bedingungen stand.<br />
Bernd Kees ist Produktmanager bei Mayr<br />
Antriebstechnik in Mauerstetten<br />
Die Roboter sind auf dem Vormarsch. In<br />
allen wichtigen Industriebranchen –<br />
allen voran in der Automobilindustrie, gefolgt<br />
von der Elektro- und Elektronikindustrie<br />
sowie der Metallindustrie – aber auch in<br />
der Medizin wird die Zusammenarbeit von<br />
Mensch und Roboter immer enger. Die<br />
Roboterhersteller rechnen daher auch in<br />
den kommenden Jahren weltweit mit einer<br />
steigenden Nachfrage. Deutschland gehört<br />
dabei im Bereich der Robotik und Automation<br />
zu den führenden Nationen. Und dafür<br />
leisten auch die Komponentenhersteller<br />
wie Mayr Antriebstechnik, der Spezialist<br />
für Sicherheitsbremsen, Sicherheitskupplungen<br />
und Wellenkupplungen aus Mauerstetten<br />
im Allgäu, ihren Beitrag. So kann das<br />
Unternehmen z. B. bei der Entwicklung von<br />
Leichtbaubremsen auf eine langjährige<br />
Zusammenarbeit mit dem Deutschen<br />
Zen trum für Luft- und Raumfahrt zurückblicken.<br />
„Unsere Leichtbaubremsen, die vor<br />
annähernd 20 Jahren im Zuge des Forschungsprojekts<br />
LBR II begannen, haben<br />
sich heute als marktfähige Standardlösung<br />
etabliert und bewähren sich tagtäglich in<br />
unzähligen Robotik-Applikationen weltweit“,<br />
erklärt Bernd Kees, Produktmanager<br />
bei Mayr Antriebstechnik. „Die Herausforderung<br />
besteht heute darin, die unterschiedlichsten<br />
Einbausituationen durch ein<br />
sinnvolles Baukastenprinzip effektiv zu be-<br />
26 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
dienen. Ganz aktuell haben wir sehr kleine<br />
Bremsen mit einem Brems moment von<br />
0,03 Nm entwickelt. Diese Bremsen kommen<br />
u. a. in der Medizintechnik oder im<br />
Krankenhaus in operationsunterstützenden<br />
Robotern, zum Einsatz. Sie halten die<br />
Robotergelenke zuverlässig und sicher in<br />
Position. Denn bei einer OP, z. B. am Auge,<br />
darf der Roboterarm keinesfalls wackeln<br />
oder absacken.“<br />
Sicherheit durch<br />
Fail-Safe-Prinzip<br />
Diese Bremsen der Roba-Servostop-Baureihe<br />
sind ruhestrombetätigte, elektromagnetische<br />
Federdruckbremsen, die nach<br />
dem Fail-Safe-Prinzip arbeiten: Im energielosen<br />
Zustand drücken Schraubenfedern<br />
gegen die Ankerscheibe. Der Rotor mit den<br />
Reibbelägen, der direkt mit dem Kundenbauteil<br />
verschraubt wird, wird zwischen<br />
der Ankerscheibe und der Bremsplatte gehalten.<br />
Wenn der Strom eingeschaltet wird,<br />
Die Bremsen halten<br />
die Robotergelenke<br />
zuver lässig und sicher<br />
in Position.<br />
Bernd Kees<br />
baut sich ein Magnetfeld auf. Die Ankerscheibe<br />
wird gegen den Federdruck an den<br />
Spulenträger gezogen. Der Rotor ist frei<br />
und der Motor kann durchlaufen. Fail-Safe-<br />
Prinzip bedeutet also, nach Ausschalten<br />
des Stroms, bei Stromausfall oder Not-Halt<br />
bremst die Bremse zuverlässig und sicher<br />
und hält die Achsen in jeder beliebigen Position.<br />
Dies dient dem Schutz von Personen<br />
aber auch Material und ist in der Medizintechnik<br />
genauso wichtig wie bspw. bei<br />
Industrie-Robotern, die in Produktionsstraßen<br />
mit Menschen kollaborieren. Fällt<br />
dort z. B. während eines Arbeitsvorgangs<br />
der Strom aus, muss der Roboterarm, der<br />
den Arbeitsschritt vornimmt, sofort exakt<br />
gehalten werden und darf nicht unkontrolliert<br />
absinken oder abstürzen.<br />
Kleine Bremsen mit hoher<br />
Leistungsdichte<br />
Die Sicherheitsbremsen von Mayr Antriebstechnik<br />
sind speziell für die hohen<br />
Anforderungen der Robotik konzipiert und<br />
gewährleisten sichere, konstante Haltemomente<br />
über die gesamte Lebensdauer.<br />
Sie zeichnen sich durch kompakte Abmessungen<br />
aus und sind nicht nur sehr leicht,<br />
sondern auch im magnetischen Aktuieren<br />
extrem schnell. Gleichzeitig sind sie leistungsdicht,<br />
verschleißfest und<br />
auch bei anspruchsvollen Umgebungsbedingungen<br />
wie z. B.<br />
Temperaturen innerhalb des<br />
Motors bis <strong>12</strong>0 °C einsetzbar.<br />
„Die Bremsen überzeugen zudem<br />
durch eine hohe zulässige<br />
Reibarbeit bei dynamischen<br />
Bremsungen: Normalerweise<br />
werden bei Servoantrieben<br />
zugunsten guter Regeleigen schaften und<br />
hoher Dynamik Lastmassenverhältnisse<br />
(Last/Motor) von 3:1 oder kleiner gewählt“,<br />
so Bernd Kees. Bei den Roba-Servostop-<br />
Bremsen sind durch hohe zulässige Reibarbeiten<br />
und Reibleistungen Lastmassenverhältnisse<br />
von 30:1 und mehr möglich.<br />
02 Mayr Antriebstechnik steht für kundenindividuelle<br />
Lösungen: Aktuell hat das Unternehmen<br />
z. B. sehr kleine Bremsen entwickelt<br />
Die einfache und robuste Kon struktion der<br />
Sicherheitsbremsen erlaubt eine einfache,<br />
schnelle und zuverlässige Montage: Der<br />
Betriebsluftspalt ist ab Werk vorgegeben.<br />
Eine genaue axiale Positio nierung auf der<br />
Motorwelle ist im Gegensatz zu Permanentmagnetbremsen<br />
nicht erforderlich.<br />
Die Bremsen arbeiten immer exakt und zuverlässig,<br />
der magnetische Luftspalt wird<br />
von der mechanischen Einbausituation<br />
nicht beeinflusst. „Jede einzelne Sicherheitsbremse,<br />
die das Werk verlässt, muss<br />
nach der Komplettmontage und Einstellung<br />
eine 100 %-Prüfung be stehen“, fasst<br />
Bernd Kees zusammen. „Alle ermittelten<br />
Messwerte werden zusammen mit der dazugehörigen<br />
Seriennummer der Bremse in<br />
unserer elektronischen Datenbank archiviert.<br />
Das gewährleistet eine 100%ige Rückverfolgbarkeit<br />
– denn Zuverlässigkeit und<br />
Sicherheit kennen keine Kompromisse.“<br />
Fotos: Aufmacher: Fotolia/zapp2photo<br />
www.mayr.com<br />
Eine runde Sache:<br />
ROTOCLAMP INSIDE<br />
UND OUTSIDE<br />
Die montagefreundliche RotoClamp-Baureihe gibt es in einer innen- und einer<br />
außenklemmenden Version. Das pneumatische Klemmsystem arbeitet nach dem<br />
Federspeicher-Prinzip und fixiert die Achse deshalb bei einem Ausfall der Druckluft<br />
innerhalb kürzester Zeit. RotoClamp bietet Haltekräfte von bis zu 6500 N (Outside XL)<br />
und ist auch als Komplettlösung mit Wellenflansch erhältlich.<br />
HEMA Maschinen- und Apparateschutz GmbH<br />
Seligenstädter Straße 82 | 63500 Seligenstadt<br />
Tel.: +49 6182 773-0 | info@hema-group.com<br />
www.hema-group.com<br />
geeignet für alle<br />
Wellengrößen<br />
geringe Systemkosten im<br />
Vergleich zur Hydraulik<br />
OUTSIDE<br />
INSIDE<br />
Sicherheit – bei Ausfall der<br />
Pneumatik erfolgt Klemmung<br />
Werte hydraulischer<br />
Klemmungen werden<br />
erreicht und übertroffen<br />
BOOSTER-<br />
FUNKTION<br />
zusätzliche Druckluft<br />
erhöht die<br />
Klemmkraft<br />
HEMA.indd 1 09.11.<strong>2017</strong> 16:13:46<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 27
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
An der richtigen Stelle<br />
Rücklaufsperren für Förderbandanlagen optimal auswählen und montieren<br />
Werden Freiläufe als Rücklaufsperren eingesetzt, stehen diese ganz im Dienste der Betriebs- und<br />
Arbeitssicherheit. In den Antriebssystemen von Förderbandanlagen verhindern sie die Rückwärts-<br />
Bewegung der Bänder bei Wartungsarbeiten, in Notstopp-Situationen oder bei Stromausfällen.<br />
Thomas Heubach, Spartenleiter bei Ringspann, stellt im folgenden Beitrag einige Beispiele<br />
verschiedener Rücklaufsperren vor und erläutert, was bei deren Auswahl und Einbau zu beachten ist.<br />
Wenn die Antriebssysteme von Förderbandanlagen<br />
oder Becherkettenförderern<br />
am Werk sind, geht es meist darum,<br />
Schüttgüter schnell und sicher aufwärts zu<br />
transportieren. Verständlicherweise eint<br />
alle Anlagenbetreiber hierbei der Wunsch<br />
nach einem problemlosen 24/7-Dauerbetrieb.<br />
Allenfalls zu Wartungszwecken<br />
oder in Notfällen sollen die Systeme anhalten.<br />
Rücklaufsperren (oder Bremsen) verhindern<br />
dann die Umkehrbewegung der<br />
Förderbänder – falls der Strom ausfällt oder<br />
der Motor abgeschaltet wird. Der Einbauort<br />
der Rücklaufsperren (RLS) richtet sich nach<br />
der Konstruktion einer Förderanlage. In<br />
kleinen und mittelgroßen Anlagen ist es<br />
üblich, sie direkt an den Motoren oder in<br />
den Getrieben zu platzieren. In großen<br />
Förderbandanlagen werden große RLS oft<br />
auf die Förderwelle zwischen Stehlager und<br />
Ausgangswelle des Getriebes montiert.<br />
Schnell oder langsam laufender<br />
Freilauf<br />
Der normale Betriebsmodus einer Rücklaufsperre<br />
ist der Freilaufbetrieb. Eine<br />
Drehmomentübertragung tritt erst ein,<br />
wenn die Bandgeschwindigkeit von der<br />
nominalen Drehzahl auf Null zurückfällt.<br />
Daher sollten RLS im Normalbetrieb ver<br />
Dipl.-Ing. Thomas Heubach ist Spartenleiter bei<br />
der Ringspann GmbH in Bad Homburg<br />
schleißfrei laufen und eine möglichst hohe<br />
Lebensdauer erreichen. Aus diesem Grund<br />
nutzen verschleißfrei laufende RLS spezielle<br />
Klemmstücke mit Abhebefunktion.<br />
Die Klemmstückabhebung basiert auf der<br />
Wirkung der Fliehkraft. Rücklaufsperren<br />
dieser Machart bezeichnet man als schnelllaufend.<br />
Sie werden auf der ersten oder<br />
mittleren Getriebewelle oder auf der Motorwelle<br />
installiert. An der Ausgangswelle<br />
eines Antriebsgetriebes hingegen reicht<br />
die Nenndrehzahl nicht aus, um die<br />
Ab hebefunktion zu aktivieren. Hier mon-<br />
01<br />
Kosten für Rücklaufsperren in %<br />
Der prozentuale Kostenaufwand variiert je nach Montageposition<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Trommelwelle<br />
tierte RLS nutzen daher hydrodynamische<br />
Ölfilme zur Verlängerung der Lebensdauer.<br />
Man bezeichnet sie als langsam laufende<br />
Rücklaufsperren.<br />
Moderne Förderbandanlagen arbeiten<br />
oft mit mehreren Antrieben, die sich in<br />
Phasen geringeren Energiebedarfs einzeln<br />
abschalten lassen und sich – beim Ausfall<br />
eines Antriebs – gegenseitig absichern. Die<br />
Auswahl der RLS findet hier anhand der<br />
verschiedenen Montagepositionen statt,<br />
an denen aber jeweils unterschiedliche<br />
Drehmomentanforderungen auftreten. Von<br />
Zweite Zwischenwelle<br />
RLS mit Drehmomentbegrenzung<br />
Zweite Zwischenwelle<br />
RLS Standard<br />
28 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
wesentlicher Bedeutung bei großen Förderanlagen mit mehreren<br />
Antrieben und Rücklaufsperren ist daher ein optimal abgestimmtes<br />
Lastverteilungssystem. Die korrekte Auswahl der RLS ist in<br />
diesem Fall eine komplexe Aufgabe.<br />
Das dynamische Verhalten der RLS – insbesondere in Förderbändern<br />
mit Steigung – ist ein entscheidender Faktor für deren<br />
Auswahl. Dabei lässt sich anhand zahlreicher Analysen zeigen,<br />
dass die Montageposition einer RLS großen Einfluss hat, auf das<br />
geforderte Drehmoment – und auf die Gesamtbetriebskosten:<br />
Während sich die Drehmomentanforderung linear zu den Getriebeübersetzungen<br />
verhält, entwickeln sich die Kosten für die<br />
RLS weitgehend nicht linear. Der prozentuale Kostenaufwand<br />
kann je nach Mon tageposition variieren. In dem hier zugrunde<br />
liegenden Beispiel ist eine RLS mit Klemmstückabhebung auf der<br />
zweiten Zwischenwelle des Getriebes etwa 90 % günstiger als eine<br />
langsam laufende RLS auf der Fördertrommelwelle. Die schnelllaufende<br />
Ausführung ist also wirtschaftlicher; zudem sichert die<br />
Klemmstückabhebung ihren verschleißfreien Betrieb und eine<br />
lange Lebensdauer.<br />
Förderanlagen mit Einzelantrieben<br />
Betrachten wir zunächst den Fall der Standardauswahl einer RLS<br />
für ein System mit einem Einzelantrieb: Hierzu muss wegen der<br />
nichtlinearen Torsionfedercharakteristik der Klemmelemente (in<br />
der RLS) im Moment der Drehmomentübertragung und wegen<br />
des dynamischen Verhaltens aller übrigen Elemente im Antriebsstrang<br />
ein Auswahlfaktor bestimmt werden. Je nach Anforderung<br />
emp fehlen die RLS-Hersteller einen Faktor zwischen dem 2,6-<br />
und 3,5-fachen des maximalen Drehmoments einer RLS. Dieser<br />
Wert ist konservativ angesetzt und von einigen Variablen abhängig,<br />
die großen Einfluss auf das dynamische Verhalten des<br />
Komplettsystems haben – etwa der Bandneigung und des Wirkungsgrads<br />
des Antriebs. Moderne Analyseprogramme wie<br />
DRESP für Torsionsschwingungen – entwickelt von der deutschen<br />
Forschungsvereinigung Antriebstechnik (FVA) – erlauben es<br />
inzwischen, den Prozess eines kompletten Antriebssystems mit<br />
allen realen Trägheiten, Steifigkeiten und Übersetzungen zu<br />
simulieren. Damit ist es auch möglich, Kräfte, Drehmomentkennlinien<br />
und spezifische Auswirkungen auf die Berechnungsmodelle<br />
anzuwenden.<br />
TorqueControl4.0<br />
Zwei Sperren in der DRESP- Simulation<br />
Im Falle eines DRESP-Modells einer Einzelantriebs-Baugruppe,<br />
bei der eine schnelllaufende RLS mit Klemmstückabhebung auf<br />
der ersten Zwischenwelle des Getriebes montiert ist: Hier ist die<br />
Ab hebefunktion bei der Berechnung ihres Drehmoments zwar<br />
nicht relevant, allerdings beeinflusst die nichtlineare Verdrehsteifigkeit<br />
die Gesamtdynamik der Antriebsgruppe. Dieser Aspekt<br />
fließt mit ein in die Berechnung – ebenso wie alle anderen vorhandenen<br />
Trägheiten und Steifigkeiten.<br />
Im Fallbeispiel wirkt an der Fördertrommel ein Lastmoment<br />
ML von 650 000 Nm. Im Ausgangszustand dreht die Trommel<br />
mit einer Nenngeschwindigkeit von 26 U/min, alle anderen rotierenden<br />
Teile hingegen mit einer Geschwindigkeit entsprechend<br />
den Getriebeübersetzungen. Geht man von einem<br />
berechneten Abbremsen der Trommel und der daraus resultierenden<br />
Last in der RLS aus, so muss die Drehzahl der Fördertrommel<br />
langsam von der Nenndrehzahl zurück auf 0 U/min<br />
fallen und nach 19 s die RLS die Last halten. Dabei tritt in ihr<br />
ein Spitzendrehmoment von 91 000 Nm auf. Das System „pulsiert“<br />
drei bis vier Mal, bevor es steht und die RLS das nominale<br />
Drehmoment des Lastmoments ML hält. Das Verhältnis zwischen<br />
Spitzen- und Nenndrehmoment liegt in diesem Beispiel<br />
bei 2,75. Das Spitzendrehmoment ist abhängig von den Steifigkeiten<br />
aller Komponenten. (Es kann höher ausfallen, falls
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
02 Kompakte Abmessungen: Neuestes Design einer Rücklaufsperre mit<br />
Drehmomentbegrenzung<br />
03 Inzwischen patentiert: Neueste Generation einer mechanischen Lösevorrichtung<br />
Elastomer-Kupplungen oder andere nicht<br />
lineare Komponenten verbaut sind.)<br />
Für die zweite Simulation ist eine langsam<br />
laufende RLS direkt auf der Fördertrommel<br />
(J6) montiert – bei gleichem Systemaufbau<br />
wie zuvor. Das Ergebnis: Wieder stoppt das<br />
System nach 19 s; das Spitzendrehmoment<br />
liegt jetzt aber bei 1 800 000 Nm. Das Verhältnis<br />
zwischen Spitzen- und Nenndrehmoment<br />
beträgt in diesem Fall 2,6. Das<br />
heißt, dass das dynamische Verhalten ungefähr<br />
dem der Anordnung mit schnell-<br />
laufender RLS entspricht; der Auswahlfaktor<br />
ist ebenfalls ähnlich. Ein Vorteil der langsam<br />
laufenden RLS ist jedoch, dass das Antriebsgetriebe<br />
nach dem Systemstopp nicht unter<br />
Spannung steht. Ihr Preis liegt – wie zuvor<br />
erwähnt – deutlich höher.<br />
Förderanlagen mit<br />
Mehrfachantrieben<br />
Bei der Auswahl von RLS für Förderbandanlagen<br />
mit Mehrfachantrieben ist zu berücksichtigen,<br />
dass sich die Drehmomente<br />
bei einem Stoppvorgang ungleich auf die<br />
einzelnen Antriebe und RLS verteilen. Primär<br />
kann bei einem Anlagenstillstand das<br />
komplette Rücklaufdrehmoment aufgrund<br />
der Unterschiede im radialen Spiel und der<br />
Elastizität der betroffenen Antriebe auf<br />
einer einzigen RLS liegen. In Anlagen, die<br />
mit Standard-RLS ausgestattet sind, müssen<br />
die einzelnen Antriebsgetriebe und die<br />
RLS daher so ausgelegt sein, dass sie das<br />
komplette Rückdrehmoment der Förderanlage<br />
aufnehmen können, um die Betriebssicherheit<br />
zu gewährleisten. Von<br />
hoher Relevanz für Förderbänder mit<br />
Mehrfachantrieben ist daher ein Lastverteilungssystem,<br />
das die Getriebe vor Überlast<br />
und dynamischen Spitzendrehmomenten<br />
während des Sperrvorgangs schützt.<br />
Das Problem der ungleichen Verteilung<br />
des Drehmoments bei einem Sperrvorgang<br />
lässt sich aber auch durch den Einsatz<br />
von RLS mit Drehmomentbegrenzern<br />
(DMB) lösen. Die in die Rücklaufsperre integrierte<br />
Drehmomentbegrenzung rutscht<br />
temporär, sobald das Solldrehmoment<br />
(MR) überschritten wird – bis die übrigen<br />
RLS nacheinander greifen. Auf diese Weise<br />
verteilt sich das gesamte Rück drehmoment<br />
der Förderanlage auf die einzelnen<br />
Antriebsgetriebe und RLS. Schädliche<br />
dy namische Spitzendrehmomente werden<br />
reduziert und die Antriebsgetriebe<br />
geschützt.<br />
Im Falle einer arbeitsteiligen Lastverteilung<br />
stoppt das System, hält die RLS 1<br />
einen Anteil der Last, bis das Rutschmoment<br />
(MR) des Drehmomentbegrenzers<br />
erreicht ist. Die RLS 1 rutscht, um<br />
das eventuelle Spiel sowie Elastizitätsund<br />
Reibungs differenzen zu kompensieren,<br />
bevor die RLS 2 den restlichen<br />
Lastanteil aufnimmt. Dynamische Spitzendrehmomente<br />
treten nicht auf, da der<br />
Drehmomentbegrenzer in RLS 2 ebenfalls<br />
beim Solldrehmoment rutscht. Das Diagramm<br />
zeigt außerdem, dass eine Rücklaufsperre<br />
ohne DMB viel größer sein<br />
muss, um das Drehmoment des Rückwärtslaufs<br />
zu halten. Der Anwender muss<br />
die dynamischen Auswirkungen berücksichtigen:<br />
Der Einsatz von Rücklaufsperren<br />
ohne DMB bedingt die Verwendung<br />
von Rücklaufsperren mit größeren Drehmomentkapazitäten.<br />
In diesem Fall empfehlen die Hersteller<br />
der Rücklaufsperren einen Auswahlfaktor<br />
von 1,2 für Rücklaufsperren mit DMB.<br />
Dieser Auswahlfaktor ist kleiner als jener,<br />
für die Rücklaufsperren ohne dieses<br />
Feature. So lassen sich Dynamikspitzen<br />
vermeiden und durch temporäres Rutschen<br />
reduzieren.<br />
www.ringspann.com<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
KUPPLUNGEN UND BREMSEN<br />
Thruster-Bremsen als Betriebs- oder Sicherheitsbremsen einsetzbar<br />
KTR hat sein Angebot an Industriebremsen mit Thruster-Bremsen<br />
erweitert. Die elektrohydraulischen Bremssysteme KTR-Stop TB sind<br />
als Scheiben- und Trommelbremsen erhältlich und können als Betriebsoder<br />
Sicherheitsbremse eingesetzt werden. Die Scheibenbremse TB S ist<br />
in Rechts- und Linksausführung lieferbar und in drei Baugrößen verfügbar.<br />
Bei einem Scheibendurchmesser von 900 mm erzeugt sie Bremsmomente<br />
bis 15 200 Nm. Die Trommelbremse TB T ist aktuell in sieben Baugrößen<br />
erhältlich. Bei einem Trommeldurchmesser von 710 mm erzeugt sie<br />
Bremsmomente bis 10 000 Nm. Bei beiden Baureihen kann das Bremsmoment<br />
vor Ort direkt an den Bremsen eingestellt werden. Die Bremsbeläge<br />
sind wahlweise „organisch“ oder aus „Sinter-Metall“. Die federbetätigten<br />
Bremsen sind mit Hubgeräten von Ed 230/50 bis Ed 3000/<strong>12</strong>0<br />
ausgestattet. Ihr Federsystem ist durch ein geschlossenes Rohr umgeben,<br />
das vor Beschädigungen und Verschmutzungen schützt.<br />
www.ktr-brake-systems.com<br />
Docking-System<br />
zentriert selbsttätig<br />
Ein neues Docking-System von<br />
Reich-Kupplungen dient dazu,<br />
den Prüflingswechsel bei der<br />
Prüfung von Verbrennungsmotoren<br />
weitgehend zu automatisieren.<br />
Dadurch lässt sich<br />
die Effizienz von Motorenprüfständen<br />
steigern. Seine selbsttätige<br />
Andock- und Zentriervorrichtung<br />
besteht aus zwei<br />
Standard-Bauteilen: einem<br />
geradverzahnten Querzapfen<br />
und einer ebenfalls geradverzahnten<br />
Hülse. Das Rüsten<br />
umfasst lediglich die Montage<br />
der passenden Kupplung samt<br />
Zapfen an den Motor. Weil dies<br />
außerhalb des Prüfstands<br />
stattfindet, werden Rüstzeiten<br />
in der Prüfzelle minimiert. Mit<br />
dieser Vorrichtung lassen sich<br />
bereits während der Prüfung<br />
des einen Motors weitere zu<br />
prüfende Motoren vorbereiten.<br />
Auf Seiten des Dynamometers<br />
sind keine aufwändige<br />
Mechanik und kein manuelles<br />
Eingreifen mehr notwendig.<br />
Mit dem Docking-Baukastensystem<br />
samt TOK-Kupplung<br />
sind Drehzahlen bis 6 000 min -1<br />
realisierbar.<br />
www.reich-kupplungen.com<br />
WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE<br />
WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
„AS-i under cover“<br />
Motormodule steuern Rollenantriebe im Verborgenen<br />
Speziell für die schnelle und geschützte Montage im Kabelkanal hat Bihl+Wiedemann neue<br />
AS-i Motormodule zur Ansteuerung von Rollenantrieben mit 24 VDC entwickelt. In stationären<br />
Materialflussstrecken ermöglichen sie es, Pufferstrecken und Förderzonen flexibel anzusteuern<br />
und so komplexe Einlauf- und Abzugslogiken auf effiziente Weise umzusetzen.<br />
Die Motormodule für motorgetriebene Rollen erweitern das Portfolio<br />
von Bihl+Wiedemann für Antriebslösungen um speziell<br />
für die Montage in Kabelkanälen geeignete Versionen. Die neue<br />
Gehäusebauform besticht durch eine flache Ausführung, deren<br />
besonderes Design auch eine Unterbringung in Kurven von Förderstrecken<br />
ermöglicht. Damit eignen sich diese Motormodule für<br />
vielfältige Montagesituationen in den Kabelkanälen von Fördersegmenten,<br />
Pufferstrecken und anderen Materialflussapplikationen.<br />
Pufferstrecken verbessern die Performance<br />
Rollenantriebe mit 24 VDC lösen bei der Auslegung von Förderstrecken<br />
zunehmend zentrale Antriebe mit 400 VDC ab und ermöglichen<br />
so mehr Flexibilität beim Aufbau und bei der Steuerung<br />
einzelner Teilabschnitte, z. B. von Pufferstrecken. Diese haben in<br />
automatisierten Materialflusssystemen die Aufgabe, Objekte wie<br />
Kartons, Behälter oder Paletten gezielt aufzustauen, bei Bedarf einzeln<br />
oder im Block aus der Stauzone herauszufahren und einem<br />
nachgelagerten Prozess, z. B. einer Palettierung, zuzuführen. Sie<br />
verstetigen zum einen den Materialfluss und tragen so zu einer<br />
möglichst hohen und gleichmäßigen Auslastung nachgelagerter<br />
Stationen bei. Zum anderen dient ihre Pufferfunktion dazu, Materialflussobjekte<br />
gezielt aufzuhalten und zurückzustauen, wenn eine<br />
Station zeitweilig nicht verfügbar ist, z. B. bei einer Störung eines<br />
Folienwicklers. In beiden Fällen bedeuten das Puffern durch Einzel-<br />
oder Blockeinlauf und der gezielte Einzel- oder Blockabzug<br />
mehr Performance für den fördertechnischen Prozess. Das dezen-<br />
Thomas Rönitzsch ist verantwortlich für die Unternehmenskommunikation<br />
bei der Bihl+Wiedemann GmbH in Mannheim<br />
trale Antreiben von Förderzonen ist – über die Pufferthematik<br />
hinaus – auch aus anderen Gründen interessant: Das individuelle<br />
Zu- oder Abschalten in Abhängigkeit von der aktuellen Auslastung<br />
vermeidet unnötigen Lärm in der Anlage, spart Energie und mindert<br />
den Verschleiß der Motorrollen.<br />
Die neuen AS-i Motormodule sind speziell für den Einsatz im<br />
Kabelkanal optimiert und ermöglichen eine platzsparende, flexible<br />
und einfache Integration. Äußere Anbauten, wie sie Module zur abgesetzten<br />
Montage erfordern, entfallen – und auch die Kabel müssen<br />
nicht aus dem Kanal herausgeführt werden. Für flexible Installationsanforderungen<br />
kann ein zusätzlicher, separater Passivverteiler<br />
an ein Motormodul angeschlossen werden. Die ganze Installation<br />
besticht durch eine aufgeräumte, saubere Optik und dokumentiert<br />
einen erhöhten technischen Anspruch der Förderanlage.<br />
Auch „innere Werte“ überzeugen<br />
An jedes AS-i Motormodul für den Kabelkanal können zwei motorgetriebene<br />
Rollen angeschlossen werden. Darüber hinaus bieten<br />
sie einen integrierten Passivverteiler, einen zertifizierten Schutz<br />
der Verbindungsleitung zwischen Motor und Modul gegen Kurzschluss<br />
sowie digitale Eingänge für bis zu vier Sensoren, z. B. Staubahnlichtschranken<br />
oder Statusmeldungen von Motorfeedback-<br />
Systemen. Der Anschluss an AS-i und Aux für 24 VDC Hilfsenergie<br />
geschieht über das Profilkabel. Eingangsseitig findet die Versorgung<br />
der Motormodule dann über AS-i statt, während die Ausgänge<br />
aus dem 24-VDC-Anschluss heraus mit Energie versorgt werden.<br />
Informationen über Start, Stopp und Drehrichtung werden über<br />
einen AS-i AB-Slave übertragen – und die Geschwindigkeit über<br />
AS-i Parameter vorgegeben. Ob in der Version für Motorrollen von<br />
Itoh Denki, Interroll, Rollex oder Rulmeca – die in den Logistik-<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
01 Motormodul vom Typ BWU3278 mit integriertem<br />
Passivverteiler für den Einsatz im Kabelkanal<br />
02 Abmessungen Motormodul 03 Abmessungen Passivverteiler<br />
04 Passivverteiler<br />
(l.) und<br />
Motormodul im<br />
Kabelkanal einer<br />
Förderstrecke<br />
mit 24-VDC-<br />
Rollenantrieben<br />
anlagen weit verbreitete M8-Steckeranbindung sowie weitere<br />
Anschluss varianten und auch unterschiedliche Kabellängen gewährleisten<br />
flexible Anschlussmöglichkeiten.<br />
Neue Verteiler ergänzen das System<br />
Für die Integration weiterer Sensoren wie z. B. Not-Halt-Taster oder<br />
Leuchttaster eignen sich die neuen Pasivverteiler und aktiven Verteiler<br />
von Bihl+Wiedemann. Auch diese sind in ihrer Bauform so<br />
ausgelegt, dass sie eine vollständig im Kabelkanal integrierte Montage<br />
ermöglichen. Versionen für Rundkabel mit M8- oder M<strong>12</strong>-Anschlusstechnik,<br />
als Profilkabelabzweig, mit Push-In-Klemmen oder<br />
mit Anschlusslitzen stehen im Portfolio der AS-Interface Spezialisten<br />
aus Mannheim zur Verfügung. Von besonderem Vorteil ist bei<br />
den Passivverteilern – neben der perfekten und fehlersicheren wie<br />
auch korrosionsgeschützten Kontaktierung durch gedrehte und<br />
vergoldete Pins – der optional integrierte Leitungsschutz. Als zuverlässiger<br />
Schutz der Anschlussleitung und angeschlossener Endgeräte<br />
gegen Kurzschluss und möglichen Kabelbrand kann zwischen<br />
vier Wechselsicherungen mit vier Ampère oder vier selbstzurücksetzenden<br />
Sicherungen mit einem Ampère gewählt werden. Der<br />
integrierte AS-i Chip in den aktiven Verteilern ermöglicht es, auch<br />
Komponenten ohne AS-i Vorbereitung an das mit einer installierten<br />
Basis von über 35 Mio. Geräten weltweit etablierte Interface-Konzept<br />
anzuschließen und mit Energie zu versorgen. Der Kurzschlussschutz<br />
ist in diesen Modulen von vornherein integriert. Eine sicherheitsgerichtete<br />
Ausführung mit zweikanalig sicheren Eingängen<br />
gemäß PLe nach EN ISO 13849-1 und SIL3 nach EN 62061 ergänzt<br />
die Standardversionen mit verschiedenen E/A-Konfigurationen.<br />
AS-i Motormodule und Verteilertechnik<br />
Die AS-i Motormodule und Verteiler für die Montage im Kabelkanal<br />
ermöglichen es dem Anwender auf einfache Weise, Motorrollen in<br />
Pufferstrecken und Förderzonen in die Anlagensteuerung zu integrieren<br />
und dezentral anzutreiben. Passive und aktive Verteiler als<br />
Verzweigungen des AS-i Stranges erlauben es zusätzlich, weitere<br />
Endgeräte zu integrieren. Das Portfolio der AS-i Antriebslösungen<br />
von Bihl+Wiedemann bietet somit eine hohe Flexibilität für unterschiedlichste<br />
Automatisierungsanforderungen und Integrationssituationen.<br />
Und es ist auf Wachstum programmiert: Versionen für<br />
weitere Motorrollentypen sollen ebenso folgen wie Varianten mit<br />
erweiterten Funktionalitäten, z. B. mit einstellbaren Beschleunigungs-<br />
oder Bremsrampen.<br />
www.bihl-wiedemann.de
Als einer der führenden Hersteller<br />
im Bereich High Speed Cutting<br />
(HCS) nutzt die Röders Tec GmbH<br />
Stillstandswächter von Phoenix<br />
Contact, um die Bewegung der<br />
hochdynamischen Antriebe in<br />
Fräsmaschinen zu überwachen.<br />
Da keine zusätzliche<br />
Bewegungssensorik benötigt wird,<br />
senken die Module den<br />
Inbetriebnahmeaufwand und<br />
die Kosten.<br />
Udo Tappe ist Mitarbeiter im<br />
Produktmarketing Safety bei der Phoenix Contact<br />
Electronics GmbH in Bad Pyrmont<br />
Materialkosten<br />
und Zeit gespart<br />
Welche Vorteile bringen Stillstandswächter in<br />
Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschinen?<br />
D<br />
ie im niedersächsischen Soltau ansässige<br />
Röders Tec GmbH, die weltweit<br />
über 500 Mitarbeiter beschäftigt, blickt auf<br />
eine mehr als 200-jährige Geschichte zurück.<br />
Um 1800 machte sich Jasper Röders<br />
als Zinngießer selbstständig und fertigte<br />
Zinngeschirr für die Bürger Soltaus und<br />
der umliegenden Orte. Später folgten Zinnfiguren,<br />
Fasshähne und Litermaße. Zu jeder<br />
Zinngießerei gehört ein Werkzeugbau,<br />
in dem Stahlkokillen – also wiederverwendbare<br />
Formen zum Gießen von Metallen<br />
und Legierungen – hergestellt werden. Vor<br />
über 30 Jahren erweiterte Röders dann<br />
seinen Werkzeugbau, wandelte ihn in eine<br />
hochmoderne Formenfertigung um und<br />
begann mit der Produktion von Blasformen<br />
für PET-Flaschen. Weil seinerzeit kein Hersteller<br />
geeignete Maschinen für die notwendige<br />
Rationalisierung und damit Kostenreduzierung<br />
im Blasformenbau anbieten<br />
konnte, startete Röders selbst mit der<br />
Entwicklung der damals noch unbekannten<br />
HSC-Technologie. Aufgrund seiner innovativen<br />
Lösungen hat Röders maßgeblich<br />
zum Durchbruch des heute weit<br />
verbreiteten Bearbeitungsverfahrens beigetragen.<br />
Die HSC-Maschinen des Unternehmens,<br />
von denen mehr als 2 500 in über<br />
50 Ländern installiert sind, werden u. a. zur<br />
Fertigung komplexer Geometrien mit besonderen<br />
Oberflächen für die Medizin<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Raisethe bar!<br />
Systemlösungen für<br />
dieMaschinen-<br />
Automatisierung.<br />
High-Performance System<br />
Vonder Steuerung über<br />
Antriebe bishin zu Motoren<br />
undSicherheitstechnik<br />
Kompakt, Sicher,Flexibel,<br />
Präzise<br />
Leistungsbereichvon<br />
10 bis100 kW<br />
www.lti-motion.com<br />
01 Mehr als 500 Mitarbeiter entwickeln und fertigen bei Röders Tec-Fräsmaschinen,<br />
die weltweit zum Einsatz kommen<br />
technik sowie von Mikroformen oder Münzprägestempeln<br />
eingesetzt.<br />
Tatsächliche Überwachung<br />
Die Hauptspindel einer Hochgeschwindigkeits-Fräsmaschine<br />
bewegt sich mit bis zu<br />
90 000 min -1 . Zum Schutz des Bedienpersonals<br />
vor den sich daraus ergebenden Gefahren<br />
wird der Arbeitsraum durch eine<br />
beweglich trennende Schutzeinrichtung<br />
abgesichert. Die für die Sicherheit von<br />
Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren<br />
anwendbare Produktnorm EN<br />
<strong>12</strong>417 fordert zudem, dass das Öffnen der<br />
Schutzeinrichtung bis zum Stillstand der<br />
gefahrbringenden Bewegung zu verhindern<br />
ist. Zu diesem Zweck muss der Maschinenbetreiber<br />
eine Schutzeinrichtung mit Zuhaltung<br />
nutzen, wobei eine Zeitsteuerung<br />
oder eine Stillstandsüberwachung für ein<br />
verzögertes Entriegeln sorgen soll. Im Vergleich<br />
zur Zeitsteuerung bietet die Stillstandsüberwachung<br />
den Vorteil, dass tatsächlich<br />
die gefahrbringende Bewegung<br />
kontrolliert wird. Denn erst nach dem Abschalten<br />
und Austrudeln des Antriebs wird<br />
ein sicheres Stillstands- oder Freigabesignal<br />
erzeugt. Bei einer Zeitsteuerung lässt sich<br />
die Schutztür nach einer vorab definierten<br />
Zeitspanne öffnen, die Spindel könnte sich<br />
theoretisch also noch bewegen.<br />
Zusätzliche Sensoren entfallen<br />
Vor diesem Hintergrund stellt Phoenix<br />
Contact mit dem Sicherheitsschaltgerät<br />
PSR-MM25 aus der Produktfamilie PSR<br />
Motion einen sensorlosen Stillstandswächter<br />
zur Verfügung, der ein- und dreiphasige<br />
Wechselstrommotoren sowie Gleichstrommotoren<br />
überwacht. Die Messeingänge des<br />
lediglich <strong>12</strong>,5 mm schmalen Moduls werden<br />
direkt über die Motoranschlussleitungen<br />
angebunden. Die ansonsten üblichen<br />
Sensoren wie Encoder oder Näherungsschalter,<br />
die zusätzlich an der Bewegung<br />
angebracht werden müssen, entfallen somit<br />
bei dieser Art der Überwachung. „Im<br />
Gegensatz zur Auswertung externer Sensoren<br />
lässt sich die sensorlose Überwachung<br />
einfach in unser Maschinenkonzept<br />
integrieren“, bestätigt Olaf Hartmann, der<br />
bei Röders Tec für die Elektrokonstruktion<br />
der HSC-Maschinen verantwortlich ist.<br />
„Außerdem erweist sich die Lösung von<br />
Phoenix Contact als sehr robust gegenüber<br />
äußeren Einflüssen“.<br />
Statt der Verarbeitung der Signale der<br />
Bewegungssensoren analysiert das PSR-<br />
MM25 die in den Motorwicklungen generierte<br />
Remanenzspannung. Befindet<br />
sich die durch Restmagnetisierung induzierte<br />
Spannung unterhalb einer variablen<br />
Schwelle, signalisiert das Modul den Motor-<br />
LTIMotion GmbH<br />
Gewerbestraße 5–9<br />
35633 Lahnau ·Germany<br />
Tel.: +49 6441 966-0<br />
Fax: +49 6441 966-137<br />
E-Mail: info@lti-motion.com
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
02 Integration des PSR-MM25 zur Stillstandsüberwachung der<br />
Hauptspindel einer HSC-Maschine<br />
03 Olaf Hartmann ist von der einfachen Einbindung des PSR-MM25 in<br />
das Maschinenkonzept überzeugt<br />
04 Prinzip einer Stillstandsüberwachung<br />
mit Verriegelungseinrichtung<br />
und Zuhaltung<br />
stillstand, indem es den sicheren Relaisausgang<br />
aktiviert. Da die Spannungsschwelle<br />
im Bereich von 50 bis 500 mV<br />
eingestellt werden kann, lässt sich der<br />
Stillstandswächter an unterschiedliche<br />
Motorvarianten anpassen. Über eine extra<br />
konfigurierbare Verzögerung schalten sich<br />
die Aus gänge des PSR-MM25 erst nach<br />
dem Unterschreiten der Spannungsschwelle<br />
und dem anschließenden Ablauf<br />
der Verzögerungszeit ein. „Je nach Produktionsaufgabe<br />
der HSC-Maschine gibt es<br />
verschiedene Handlingslösungen und damit<br />
auch ein großes Spektrum an Hauptspindeln.<br />
Weil die Überwachungsfunktion<br />
des Stillstandswächters unabhängig vom<br />
verwendeten Spindeltyp funktioniert, ist<br />
das PSR-MM25 für uns universell einsetzbar“,<br />
erläutert Hartmann.<br />
Höchste Sicherheit bis SIL 3<br />
und PL e<br />
Zur weiteren Verarbeitung innerhalb der<br />
HSC-Maschine wird das sichere Stillstand<br />
signal des PSR-MM25 mit dem Freigabesignal<br />
eines Schlüsselschalters verknüpft.<br />
Das daraus resultierende Signal steuert<br />
dann den Zuhaltemagnet einer Verriegelungs-Einrichtung<br />
an, sodass der Bediener<br />
die Schutztür öffnen kann. Um einen unerwarteten<br />
Anlauf bei geöffneter Schutzeinrichtung<br />
zu verhindern, werden die Motorschütze<br />
der Spindel mit dem Entriegeln der<br />
Schutztür abgeschaltet.<br />
Das Messprinzip des PSR-MM25 eignet<br />
sich für den Anschluss an geregelte und<br />
ungeregelte Elektromotoren. Somit lassen<br />
sich Antriebe überwachen, deren Ansteuerung<br />
entweder über Frequenzumrichter,<br />
Motorschütze oder Halbleiterschütze erfolgt.<br />
Im Rahmen der funktionalen Sicherheit<br />
werden entsprechende normative<br />
Anforderungen an die Verriegelungseinrichtung<br />
und folglich ebenso an das Entsperren<br />
der Zuhaltung gestellt. Der sichere<br />
Stillstandswächter PSR-MM25 ist für Applikationen<br />
bis Kategorie 3 und PL e gemäß<br />
EN ISO 13849-1 sowie SIL 3 nach EN/IEC<br />
62061 nutzbar.<br />
Einfache Integration<br />
„Da auf die ansonsten für die Bewegungsüberwachung<br />
notwendigen Sensoren verzichtet<br />
werden kann, sparen wir Materialkosten<br />
und Zeit bei der Konstruktion und<br />
Inbetriebnahme ein“, schließt Hartmann<br />
ab. „Ein weiterer Vorteil der Lösung liegt<br />
in der einfachen Betrachtungsweise der<br />
Sicherheitsfunktion, weil keine Sensoren in<br />
die Berechnung einbezogen werden müssen“.<br />
Aufgrund der problemlosen Integration<br />
in das Antriebskonzept der Applikation<br />
bietet sich die beschriebene Technologie<br />
insbesondere für die Stillstandsüber wachung<br />
an Werkzeug- und Holzbearbeitungsmaschinen<br />
sowie Walzantrieben und<br />
Zentrifugen an. Durch seine geringe Baubreite<br />
von lediglich <strong>12</strong>,5 mm lässt sich das<br />
PSR-MM25 auch bei beengten Platzverhältnissen<br />
im Schaltschrank sowie für Nachrüstungen<br />
im Rahmen von Retrofit-Maßnahmen<br />
verwenden.<br />
www.phoenixcontact.de<br />
36 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Mehr Sicherheitsfunktionen<br />
für Kleinsteuerungen<br />
Für die Motion-Monitoring-Module PNOZ M EF 1MM und 2MM der<br />
konfigurierbaren, sicheren Kleinsteuerungen PNOZ Multi 2 aus dem<br />
Hause Pilz gibt es zwei neue Sicherheitsfunktionen für die Antriebsüberwachung.<br />
Die Funktion SLA-M überwacht die maximale<br />
Beschleunigung des Antriebs und verhindert, dass der Motor die festgelegte<br />
Beschleunigungsbegrenzung überschreitet. Die SAR-M-Funktion<br />
stellt sicher, dass die überwachte Beschleunigung sich innerhalb festgelegter<br />
Grenzwerte befindet. So lassen sich Achsen-Anwendungen,<br />
z. B. Handling- oder Spindelachsen, in allen Branchen, auch in der<br />
Windkraft, sicher überwachen. Über das Softwaretool PNOZ Multi<br />
Configurator – ab Version<br />
10.6 – können Grenzwerte<br />
und -bereiche festgelegt<br />
werden. Für die Module<br />
wird ein eigenständiges<br />
Modulprogramm MLQ<br />
konfiguriert, das dann lokal<br />
auf dem Modul ausgeführt<br />
wird. Möglich ist feingranulares<br />
Konfigurieren mehrerer<br />
Überwachungsbereiche.<br />
www.pilz.com<br />
Antriebsregler mit<br />
Ethercat-Slave<br />
Der kompakte Antriebsregler E°Darc K10E<br />
von Ferrocontrol ist jetzt mit Ethercat-<br />
Slave verfügbar. Die Anbindung an<br />
Controller der neuesten Steuerungsgeneration<br />
von Eckelmann wird damit<br />
noch einfacher, denn die E°EXC 88 setzt<br />
auf Ethercat als Systembus für eine<br />
durchgängige Vernetzung von Antrieben<br />
und I/Os. Der Antriebsregler ist die ideale<br />
Ergänzung zum Ethercat-Master der CNC-Baureihen. Die<br />
digitalen Achsregler werden von der Steuerung direkt erkannt<br />
und lassen sich somit über die Steuerung konfigurieren.<br />
Hierfür steht mit E-Tools Drive ein vielfach bewährtes Tool<br />
zur Verfügung. Klarer Vorteil der Plug-&-Play-Inbetriebnahme:<br />
Eine zusätzliche Verkabelung oder zeitaufwendige<br />
Umverkabelung am Schaltschrank entfällt. Der Regler kann<br />
universell eingesetzt werden für den Betrieb von Synchronund<br />
Linearmotoren mit bis zu 27,5 A Spitzenstrom, als<br />
Motion- oder interpolierende CNC-Achse. Dank seiner<br />
hohen Leistungsdichte spart er Platz im Schaltschrank<br />
(66 × 211 × 195 mm, 10 A effektiven Nennstrom).<br />
www.ferrocontrol.de<br />
Frequenzumrichter mit Multi-Level-Technologie und offener Servoverstärker<br />
Das Unternehmen Sieb & Meyer stellt unter anderem den Frequenzumrichter<br />
SD2M mit Multi-Level-Technologie vor. Bei der SD2-Produktfamilie sind die<br />
Sicherheitsfunktionen SFM und SLOF für Motoren ohne Drehzahlgeber integriert.<br />
Sie erfüllen die Anforderungen von SIL 3. Mit SFM kann der Bediener erkennen,<br />
ob eine geberlose Spindel nach dem Ausschalten eine sichere Drehzahl unterschritten<br />
hat, und mit SLOF, ob eine kritische Drehzahl nicht überschritten wird.<br />
Die Funktionen bauen auf der Funktion STO auf. Der SD2M zeichnet sich durch<br />
die Drei-Level-Technologie aus, die für Ausgangsleistungen bis 367 kVA und<br />
Drehfeldfrequenzen bis 2 000 Hz konzipiert ist. Diese und Schaltfrequenzen bis<br />
16 kHz gewährleisten eine sehr gute Stromqualität. Mit der Plattform SD3 stellt<br />
das Unternehmen weiterhin einen offenen Servoverstärker mit Leistungsendstufen<br />
bis 55 kVA zur Verfügung. Über das Entwicklungstool stehen umfangreiche<br />
Funktionsbibliotheken für die grundsätzlichen Antriebs- und Regelungsfunktionen<br />
eines Servoverstärkers zur Verfügung.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
Konstruktion von Maschinen vereinfacht<br />
Mit dem netzwerkfähigen Safe-Torque-Off-Optionsmodul von Rockwell lassen<br />
sich sicherheitsgerichtete und andere Funktionen über das gleiche Ethernet/IP-<br />
Netzwerk übertragen. Für die Allen-Bradley-Antriebe Powerflex 755 sowie<br />
Powerflex 755T ausgelegt, erhöht es die Sicherheit, indem Drehmomente sicher<br />
abgeschaltet werden können, ohne den Antrieb von der Stromversorgung zu<br />
trennen. Dies erlaubt einen schnelleren Neustart nach Eingriffen des Sicherheitssystems.<br />
Durch integrierte Sicherheitsfunktionen in einer Ethernet/IP-basierte<br />
Steuerung lassen sich die Kosten für Verdrahtung und Redundanzen von festverdrahteten<br />
Sicherheitssystemen senken. Außerdem ermöglicht sie den Zugriff<br />
auf Echtzeit-Daten. Das Modul ist mit Allen-Bradley Guardlogix- und Compact<br />
Guardlogix-Steuerungen kompatibel und ermöglicht die Nutzung einer gemeinsamen<br />
IP-Adresse für Sicherheits- und Steuerungsfunktionen. Es lässt sich in<br />
festverdrahteten und netzwerkbasierten Anwendungen einsetzen.<br />
www.rockwellautomation.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 37
Industrie 4.0 senkt Initialkosten<br />
Servopumpe setzt auf automatisch geführte Inbetriebnahme<br />
Hoher Wirkungsgrad,<br />
Prozessperformance, niedrige<br />
Wärmeentwicklung und reduzierte<br />
Geräuschentwicklung. Dies sind nur<br />
einige Vorteile einer Servopumpe.<br />
Diesen gegenüber stehen unter<br />
anderem die Inbetriebnahme und<br />
die anwendungsbezogene<br />
Einstellung, die mit Kosten,<br />
Zeitaufwand und Fachwissen<br />
verbunden sind. Baumüller hat mit<br />
seiner neuen Servopumpen-Version<br />
diese Herausforderungen beseitigt.<br />
Sie werden für die Fertigung von Karosseriebauteilen<br />
eingesetzt oder produzieren<br />
Hightech aus Kunststoff. Pressen und Spritzgießmaschinen<br />
sind nur zwei Beispiele bei<br />
deren Produktionsprozess punktuell ein<br />
hoher Kräftebedarf benötigt wird. Diese<br />
Kräfte werden typischerweise hydraulisch<br />
erzeugt. Doch bei Press-, Schließ- und Einspritzvorgängen<br />
sind viel höhere Volumenströme<br />
und somit Kräfte notwendig als z. B.<br />
während eines notwendigen Nachdrucks.<br />
Durch diese variierenden Volumenströme<br />
Stefanie Lauterbach ist Corporate<br />
Communi cations Manager bei der Baumüller<br />
Holding GmbH & Co. KG in Nürnberg<br />
und dem damit verbundenen stark schwankenden<br />
Kräftebedarf, sind hydraulische<br />
Antriebe wenig energieeffizient. Eine Servopumpe<br />
regelt die Drehzahl einer Konstantpumpe<br />
mittels Servoantrieb dynamisch<br />
und mit hoher Genauigkeit. Sie punktet mit<br />
ihrem hohen Wirkungsgrad, niedriger Wärmeentwicklung<br />
und reduzierter Geräuschentwicklung.<br />
Mittlerweile gehört der Einsatz<br />
einer Servopumpe, auch aufgrund der<br />
steigenden Energiekosten, bei Maschinenbauern<br />
zur Standardausrüstung. Endkunden<br />
betrachten immer häufiger die Gesamtbetriebskosten<br />
und sehen, dass sich der<br />
höhere Anschaffungspreis für eine Servopumpe<br />
durch die Senkung des Energieverbrauchs<br />
in der Regel innerhalb eines Jahres<br />
amortisiert. Aber es gibt auch Herausforderungen:<br />
So wird für die Inbetriebnahme<br />
Fachwissen benötigt und die Einstellung<br />
der Servopumpe auf die individuelle Anwendung<br />
ist kniffelig. Bis der Produktionsprozess<br />
optimiert und ausschussfrei läuft,<br />
dauert es zudem häufig lange.<br />
01 Der Wizard<br />
greift auf eine<br />
Motor- und<br />
Umrichterdatenbank<br />
zu und führt den<br />
Nutzer durch die<br />
Schritte der<br />
Inbetriebnahme<br />
Baumüller hat in enger Zusammenarbeit<br />
mit Maschinenbauern und Pumpenherstellern<br />
jetzt eine neue Servopumpen-Version<br />
entwickelt, die diese Herausforderungen<br />
beseitigt. Aufgrund der integrierten Regelung<br />
im Umrichter können diese Servopumpen<br />
an jede Maschinensteuerung<br />
angebunden werden. Für die Servoumrichter-Reihen<br />
B Maxx 3000, B Maxx 4000, für<br />
die anreihbare B Maxx 5000er-Familie und<br />
für B Maxx 5500-Monoeinheiten ist die<br />
neue Version ab sofort verfügbar.<br />
Basisinbetriebnahme leicht<br />
gemacht<br />
Für die Einrichtung der Servopumpe auf die<br />
jeweilige Anwendung werden Vorkenntnisse<br />
und Zeit benötigt. In der Realität<br />
werden die Anwendungen jedoch immer<br />
anspruchsvoller und das für die Inbetriebnahme<br />
vorgesehene Zeitfenster im gleichen<br />
Zug kleiner. Das Bedien- und Parametriertool<br />
Pro Drive von Baumüller wird in zahl-<br />
38 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
02 Thermischer Pumpenschutz: Sollte die Öltemperatur im Druckhaltebetrieb<br />
zu warm werden, öffnen die Bypass-Ventile automatisch<br />
zum Abtransport des überhitzten Öls<br />
03 Verschiebt sich der Offsetwert, wird der Druckwert<br />
für den Produktionsprozess automatisch korrigiert<br />
reichen Applikationen zur Parametrierung,<br />
Inbetriebnahme, Analyse und Diagnose<br />
eingesetzt und vereinfacht – auch für die<br />
Servopumpe – durch eine grafische Benutzerführung<br />
die Einrichtung.<br />
Eine in Pro Drive integrierte Bediensoftware<br />
erleichtert zusätzlich die Inbetriebnahme<br />
der Servopumpe. Dieser sogenannte<br />
Wizard führt den Nutzer<br />
unkompliziert und<br />
schnell durch die einzelnen<br />
Schritte der Inbetriebnahme.<br />
Detaillierte<br />
Servopumpen-Fachkenntnisse<br />
zur Basisinbetriebnahme<br />
sind dadurch<br />
nicht mehr notwendig.<br />
Der Zugriff auf eine<br />
Motor- und Umrichterdatenbank<br />
macht die<br />
Eingabe dieser Parameter<br />
überflüssig. Es muss<br />
lediglich eine bestimmte<br />
Motor-/Umrichter-Kombination<br />
ausgewählt werden.<br />
Durch die schrittweise<br />
Führung durch das Programm kann<br />
keine Eingabe vergessen werden.<br />
Mit dem Wizard kann die Inbetriebnahme<br />
beschleunigt und Fehlermöglichkeiten<br />
eliminiert werden, wodurch Zeit und<br />
Geld eingespart werden können.<br />
Mehr Schutz für hohe<br />
Verfügbarkeit<br />
Ist die Maschine schließlich einsatzbereit,<br />
muss sie häufig ehrgeizige Produktionsziele<br />
erfüllen. Damit der Verschleiß von stark belasteten<br />
Teilen der Servopumpe nicht die<br />
Qualität der Endprodukte beeinflusst und<br />
zudem die Maschinenkomponenten geringer<br />
belastet werden, haben die Baumüller-<br />
Experten die neue Software-Version der<br />
Servopumpe um verschiedene Schutzfunktionen<br />
erweitert.<br />
So wird z. B. die Pumpenauslastung im<br />
stark beanspruchten Druckhaltebetrieb<br />
standardmäßig überwacht. Sollte das Temperaturmodell<br />
auf eine thermische Überlast<br />
hinweisen, öffnen sich die Bypass-Ventile<br />
Unsere neue Servopumpen-<br />
Version führt schneller zu<br />
einer fehlerfreien und optimalen<br />
Inbetriebnahme.<br />
Bernhard Krauß,<br />
Application Plastics and Printing,<br />
Baumüller Nürnberg GmbH<br />
Zusätzlich schützen die neuen Funktionen die Servopumpe<br />
und verhelfen zu einem schonenden Betrieb der<br />
Mechanik. Alles in allem bietet Baumüller eine Zeitund<br />
Kostenersparnis für den Maschinenbetreiber.<br />
automatisch zum Abtransport des überhitzten<br />
Öls. Die Servopumpe wird so lange gekühlt<br />
bis sie wieder die Normaltemperatur<br />
erreicht hat. Ein weiterer Pluspunkt des<br />
Monitorings betrifft die Leckage-Kennlinie.<br />
Diese kann bei der neuen Version zusätzlich<br />
erfasst und mit Referenzdaten abgeglichen<br />
werden. Dies erleichtert die Diagnose<br />
und ein Verschleiß oder gar ein notwendiger<br />
Austausch der Ventile und Dichtungen<br />
kann schneller erkannt werden.<br />
Softwarebasierte Optimierung<br />
der Anwendung<br />
Die adaptive Druckvorsteuerung zählt zu<br />
den prägnantesten Software-Erweiterungen<br />
der neuen Version und greift direkt in den<br />
Prozess ein. Der intelligente Regelalgorithmus<br />
passt sich adaptiv verschiedenen<br />
Druckanstiegsgeschwindigkeiten an. Die<br />
neue Software ermöglicht damit einen überschwingfreien<br />
Drucksprung in Minimalzeit.<br />
Da sich die entsprechenden Parameter<br />
während des Produktionsprozesses automatisch<br />
nachstellen, erreicht die adaptive<br />
Regelung eine Eliminierung bzw. eine<br />
signifikante Reduzierung von Drucküberschwingern.<br />
Der benötigte Druckwert stellt<br />
sich ganz automatisch, mit sanftem Übergang<br />
und in Millisekunden ein. Auch ein<br />
Selbstoptimierungslauf ist durch die adaptive<br />
Regelung nicht mehr notwendig.<br />
Optimierte Einsparmöglichkeiten<br />
Maschinenbauer, Pumpenhersteller und<br />
Baumüller-Spezialisten, alle mit langjähriger<br />
Erfahrung bei Servopumpen-Applikationen<br />
entwickelten gemeinsam die neue<br />
Servopumpen-Version. Der Kundenwunsch,<br />
das Expertenwissen für die Inbetriebnahme<br />
abrufen zu können, wurde durch eine Bediensoftware<br />
mit Wizard umgesetzt. Mehr<br />
Know-how in der Software und weniger<br />
notwendige Erfahrung für die Inbetriebnahme<br />
wurde z. B. mit der adaptiven<br />
Druckvorsteuerung erreicht. Der Einbau<br />
von weiteren Schutz- und Optimierungsmechanismen,<br />
um Servopumpe, Mechanik<br />
und das komplette System zu schonen,<br />
führt zu einer zusätzlichen Kostenersparnis.<br />
Alles in allem werden mit der neuen Version<br />
mögliche Fehler minimiert, die Inbetriebnahme<br />
optimiert und damit Zeit und Kosten<br />
gespart. Dies wiederum optimiert die<br />
Einsparmöglichkeiten, den RoI der eingesetzten<br />
Servopumpe.<br />
www.baumueller.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 39
ELEKTROMOTOREN<br />
Motoren optimiert für<br />
Werkzeugmaschinen<br />
Mit einer Optimierung der Idam-Torquemotoren-Baureihe SRV<br />
hat das Unternehmen Schaeffler Störkräfte und -momente des<br />
Motors entfernt, die sonst in Rundachsen und Rundtischen<br />
Verkippungen der Achse bzw. der<br />
Aufspannfläche im Mikrometer-Bereich<br />
verursachen. Bei der Zerspanung mit<br />
sehr steifen und direktangetriebenen<br />
Rundachsen in ultra-präzisen Fräs-,<br />
Schleif- und Verzahnungsmaschinen<br />
kann an Werkstücken das Phänomen<br />
kurzwelliger Oberflächenfehler<br />
auftreten. Die Ingenieure von INA<br />
Drives+Mechatronics (Idam), Direktantriebsspezialist<br />
der Schaeffler Gruppe,<br />
entwickelten als Lösung eine „doppelte“<br />
Motorstruktur, bei der sich Störkräfte<br />
und -momente intern ausgleichen. Die auf diesem Prinzip<br />
basierenden Torquemotoren sind mit den marktüblichen Torquemotoren<br />
austauschbar. Für die neue Baureihe sind Luftspaltdurchmesser<br />
von 89 bis über 460 mm und Magnethöhen von<br />
25 bis 200 mm vorgesehen. Die Serie ist mit der Baugröße 89 mm<br />
Luftspaltdurchmesser bereits gestartet.<br />
www.schaeffler.com<br />
Bürstenlose DC-Motoren mit sehr<br />
hohen Drehzahlen<br />
Das Unternehmen Maxon Motor erweitert seine konfigurierbare<br />
Produktlinie im Bereich der bürstenlosen DC-Motoren. Die ECX<br />
Speed Antriebe gibt es ab sofort mit den Durchmessern 13 und<br />
19 mm in den Varianten Standard und High Power. Hinzu kommen<br />
passende GPX Planetengetriebe und Encoder. Die ECX Speed<br />
Antriebe bieten sehr hohe Drehzahlen und eignen sich besonders<br />
für Anwendungen wie Power Tools. Alle Komponenten lassen sich<br />
vom Kunden einfach online konfigurieren. Die maßgeschneiderten<br />
Antriebe werden dann in automatisierten Prozessen zusammengestellt<br />
und verlassen spätestens nach elf Arbeitstagen die<br />
Produktion. Auch im Bereich der drehmomentstarken Antriebe<br />
gibt es Neuigkeiten: Maxon Motor bietet seine starken, bürstenlosen<br />
Flachmotoren ab sofort auch als Frameless Kit an. Das<br />
heißt: Stator und Rotor werden separat geliefert und erst bei der<br />
Montage zusammengeführt. Die Flachmotoren sind vor allem für<br />
Robotikanwendungen mit engen Platzverhältnissen interessant.<br />
www.maxonmotor.com<br />
Inserentenverzeichnis Heft <strong>12</strong>/<strong>2017</strong><br />
Altra Industrial Motion, Braintree/<br />
Massachusetts (USA).................................29<br />
BRECO Antriebstechnik,<br />
Porta Westfalica...................................51, 53<br />
Hecht Kugellager, Winnenden................33<br />
HEMA Maschinen- u. Apparateschutz,<br />
Seligenstadt..................................................27<br />
igus®, Köln.....................................................49<br />
KAPP, Coburg.................................................. 7<br />
LTI Motion, Lahnau.....................................35<br />
Nozag, Pfäffikon (Schweiz)......................25<br />
Rotor Clip,<br />
Somerset/New Jersey (USA)..................... 3<br />
R+W Antriebselemente,<br />
Klingenberg..................................................31<br />
SCHLÖSSER, Mengen.................................43<br />
VTH Verband Technischer Handel e.V,<br />
Düsseldorf....................................................... 5<br />
Beilage:<br />
Haus der Technik e.V., Essen<br />
(Vollbeilage)<br />
easyFairs Deutschland, München<br />
(Teilbeilage)<br />
Individuelle, hygienische<br />
Fördertechnik-Antriebe<br />
Kundenspezifische Antriebe, Motoren und Regler sowie Komplettlösungen<br />
für kleinere und mittlere Anlagen in der Fördertechnik<br />
bietet Groschopp an. Spezialisiert ist der Hersteller auf Lösungen<br />
für die Nahrungsmittelindustrie, Verpackungsindustrie, Pharmaund<br />
Chemie-Industrie und Spezialgebiete im Maschinenbau wie<br />
Schweißdrahtvorschub und Kuvertierung. Zu den klassischen<br />
Anwendungen der Fördertechnik gehören neben dem Transport<br />
das Positionieren, Dosieren und Sortieren. Ein Spezialgebiet stellen<br />
Durchlaufwaagen dar: Ohne Stopp des Förderbandes ermittelt eine<br />
Wägeeinheit das Gewicht der Produkte auf dem Band. Bei einer hochdynamischen<br />
Positionierung braucht es einen Servoantrieb, der<br />
sehr schnell beschleunigen, abbremsen und an exakt definierten<br />
Stellen stoppen kann. Die Antriebe entsprechen den EHEDG-Guidelines<br />
und allen Anforderungen des Hygienic Designs.<br />
www.groschopp.de<br />
Türantrieb mit optimierten<br />
Schutzfunktionen<br />
Der Türantrieb KFM Safety von Siei Areg fasst Asynchronmotor,<br />
Frequenzumrichter, Netzfilter, Kommunikation, optional Feldbus,<br />
analoge und digitale Schnittstellen sowie Encoder zu einer dezentralen<br />
Komplettlösung zusammen. Er entspricht den Sicherheitsnormen<br />
nach DIN EN 61508 für den Einsatz bis einschließlich SIL 2.<br />
Zudem wurde er vom TÜV-Nord nach DIN EN ISO 13849-1 mit PL e<br />
zertifiziert. Für die Überwachung von Türgeschwindigkeit und<br />
-stillstand verfügt er über die Funktionen „sicher abgeschaltetes<br />
Moment“ (STO), „sicher begrenzte Geschwindigkeit“ (SLS) und<br />
„sicher begrenztes Moment“ (SLT). Redundante Sensoren und<br />
Controller sorgen für zusätzliche<br />
Sicherheit. Mit kurzen<br />
Reaktionszeiten eignet er<br />
sich für horizontale Türen an<br />
Werkzeug-, Verpackungsund<br />
Spritzgießmaschinen<br />
und in Bearbeitungszentren<br />
und Montageautomaten.<br />
www.sieiareg.de<br />
Für kleine und kleinste Linearbewegungen<br />
Der lineare DC-Servomotor LM 1483 von Faulhaber weist eine Dauerkraft<br />
von 6,2 N und eine Spitzenkraft bis 18,4 N auf. Er vereint mit<br />
einer Beschleunigung bis 220 m/s 2 und einer Wiederholgenauigkeit<br />
bis auf <strong>12</strong>0 bzw. 40 µm herunter hohe Dynamik mit hoher Präzision.<br />
Mit Abmessungen von 14 × 20 × 83 mm und einem Läuferstabdurchmesser<br />
von 6 mm ist er in Hublängen von 20 bis 80 mm erhältlich.<br />
Der Läuferstab aus nichtrostendem Stahl ist mit geschweißten Abdeckplatten<br />
versehen, die eine robuste Schnittstelle bieten. Durch<br />
die drei integrierten analogen Hallsensoren kann die Version -11 mit<br />
den Motion Controllern des Herstellers kombiniert werden. Für sin/<br />
cos-Ansteuerung ist die Version -<strong>12</strong> erhältlich. Die Servomotoren<br />
eignen sich für kleine und kleinste Linearbewegungen und kommen<br />
z. B. in Bestückungsautomaten zum Einsatz, bei denen es auf eine<br />
hochdynamische Positionierung ankommt.<br />
www.faulhaber.com<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Funktionen und Komponenten von<br />
Servosystem erweitert<br />
Yaskawa hat das Servosystem Sigma-7 um mehrere Komponenten<br />
und Funktionen erweitert. Dazu gehören drei neue Direktantriebe<br />
mit hochauflösenden Gebern, absolut oder inkrementell, im<br />
Drehmomentbereich von 1,3 bis 240 Nm. Durch den 24-Bit-Geber<br />
werden die Regeleigenschaften verbessert.<br />
Die Motoren sind für größte<br />
Drehmomentstabilität bei höchster<br />
Genauigkeit konzipiert. Alle Motoren<br />
haben die Möglichkeit einer mittigen<br />
Kabeldurchführung und sind damit<br />
für Handlinganwendungen geeignet.<br />
Für die Integration in Dosier- und<br />
Ettiketieranwendungen steht mit<br />
Sigma-7Siec eine Variante für den<br />
europäischen Markt zur Verfügung.<br />
Ebenfalls verfügbar ist das Doppelachs-<br />
Modell Sigma-7C mit integriertem<br />
Controller, das sich kompakter<br />
auslegen lässt, weil keine separate<br />
Steuerung notwendig ist. Daneben bietet das Servosystem nun<br />
erweiterte Sicherheitsfunktionen gemäß EN IEC 61508 SIL 3 und<br />
PL-e. Optional sind auch die Sicherheitsfunktionen SS1, SS2 und<br />
SLS verfügbar.<br />
www.yaskawa.eu.com<br />
Platzsparende und präzise Aktuatoren<br />
mit Hohlwelle<br />
Der Nema 17-Zen-Schrittmotor mit Hohlwelle aus dem Hause<br />
A-Drive bietet ein neuartiges magnetisches Design, das dem<br />
Aktuator zuvor unerreichte Eigenschaften verleihen soll. Zu den<br />
Features des Schrittmotors zählen eine sehr hohe Genauigkeit,<br />
eine äußerst kompakte Konstruktion und ein geräuschloser Lauf.<br />
Der Schrittmotor lässt sich flexibel an nahezu jede Anwendung<br />
anpassen und eröffnet zahlreiche neue Einsatzgebiete, die bisher<br />
größeren Baureihen vorbehalten waren. Darüber hinaus arbeitet<br />
der Schrittmotor mit einer hohen Genauigkeit von ± 1,5 Winkelminuten<br />
bei einem Mikroschrittbetrieb von 1/64. Damit bietet<br />
der neue Aktuator eine dreimal so hohe Präzision wie vergleichbare<br />
Modelle. Diese hohe Auflösung ist, ebenso wie die verbesserte<br />
Laufeigenschaft, auf das patentierte magnetische Design der<br />
Schrittmotoren zurückzuführen.<br />
Ein weiterer Vorteil<br />
ist ihr geräuschloser Lauf.<br />
Zur Verfügung stehen die<br />
Schrittmotoren in drei Baureihen.<br />
Hierzu zählt z. B.<br />
die Variante mit Hohlwelle.<br />
Diese besitzt einen großen<br />
Bohrungsdurchmesser von<br />
bis zu 11 mm.<br />
www.a-drive.de<br />
Geberlose Motorregelung bis zum<br />
Stillstand dank Reluctance Control Lizenz<br />
Mit der Firmware 4.8 von Siemens können Simotics Synchronreluktanzmotoren<br />
auch mit Sinamics S<strong>12</strong>0 Umrichtern betrieben<br />
werden. Damit können komplexe Funktionalitäten des modularen<br />
S<strong>12</strong>0-Produktportfolios genutzt werden. Durch die neue Sinamics<br />
Reluctance Control Lizenz in Verbindung mit den Sinamics Booksize-Modulen<br />
ist nun auch mit und ohne Lagegeber eine präzise<br />
Regelung des Antriebs<br />
bis zum Stillstand<br />
realisierbar. Das gilt<br />
für den motorischen<br />
und generatorischen<br />
Betrieb. Die feldorientierte<br />
Vektorregelung<br />
im gesamten Betriebsbereich<br />
erhöht die<br />
Robustheit des<br />
Antriebssystems.<br />
So ist ein Kippen bei<br />
Lastsprüngen ausgeschlossen.<br />
Die<br />
geberlose Regelung<br />
steigert darüber<br />
hinaus die Energieeffizienz des Antriebs, weil damit schon im<br />
kleinen Drehzahlbereich derart niedrige Werte erreicht werden<br />
wie sonst nur mit Geber. Die Lösung eignet sich für Anwendungen,<br />
die eine hohe Genauigkeit erfordern, z. B. für Servopumpen, die<br />
schon ab Stillstand mit hoher Belastung einen präzisen Betrieb<br />
benötigen. Denn aufgrund des normalerweise reduzierten<br />
Stellbereiches von 1:10 bei geberloser Regelung wäre im Regelfall<br />
ein Geber erforderlich.<br />
www.siemens.de<br />
Geber mit rein digitaler Schnittstelle<br />
mit EnDat 2.2-Protokoll<br />
Heidrive erweitert seinen Servo-Baukasten um eine weitere<br />
Geberserie. Die neuen Geber arbeiten mit einer rein digitalen<br />
Schnittstelle mit EnDat 2.2-Protokoll. Die lagerlosen induktiven<br />
Drehgeber bieten eine hohe Systemgenauigkeit trotz markant<br />
robustem Abtastprinzip. Das Bilden des Positionswertes erfolgt<br />
durch Rundumabtastung aus den Signalen aller gleichmäßig über<br />
den Umfang verteilten Empfängerspulen. Die hohe geräteinterne<br />
Interpolation der EnDat 2.2-Geräte ermöglicht dabei eine<br />
Auflösung von 19 bit (524 288 Messschritte). Optional ist auch<br />
eine Auflösung von bis zu 23 bit möglich. Beispiele für solche<br />
Applikationen sind vor allem im Bereich anspruchsvoller Automatisierungsanwendungen<br />
zu finden, denn hier sind die genaue<br />
Positionierung und eine hohe Wiederholgenauigkeit von großer<br />
Wichtigkeit. Darüber hinaus stellt das EnDat-Interface eine<br />
bidirektionale Schnittstelle dar, die in der Lage ist, auf dem Geber<br />
gespeicherte Informationen auszulesen, zu aktualisieren sowie<br />
neue Informationen abzulegen. Die Geber können mit allen<br />
Motoren, Steckern und Planetengetrieben aus dem Servomotoren-<br />
Baukasten kombiniert werden.<br />
www.heidrive.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 41
Ein strategischer Partner<br />
Technischer Handel: weg von der Preiszentrierung, hin zur Nutzenbetrachtung<br />
Der Technische Handel nutzt die<br />
stabile Konjunktur, um sein<br />
Angebot im Bereich der<br />
Antriebstechnik gezielt<br />
weiterzuentwickeln. Als Leitsterne<br />
dienen ihm dabei die beiden<br />
wegweisenden „D“ dieser Zeit:<br />
Dienstleistungen und Digitalisierung.<br />
Was bedeutet das für den Anwender?<br />
W<br />
ährend sich die deutsche Wirtschaft<br />
in unsicheren Zeiten solide entwickelt,<br />
hellt sich auch das Konjunkturbild<br />
der Antriebstechnik auf. Der Maschinenbau<br />
verzeichnet ein gutes Plus und hat nach<br />
einer fünfjährigen Stagnationsphase <strong>2017</strong><br />
ein Wachstumsjahr erreicht. Gleichzeitig<br />
holt die Automobilindustrie weiter auf. In<br />
konkreten Zahlen profitiert die Antriebstechnik<br />
von einem Auftragsplus von 22 %<br />
und einem Umsatzwachstum von 8 % (Jan.<br />
bis Aug. <strong>2017</strong> vs. 2016) und könnte in der<br />
Produktion 5 % (<strong>2017</strong>) bzw. 4 % (2018)<br />
zulegen. Über diese guten Mittelfristperspektiven<br />
informierte Dr. Josef Auer,<br />
Deutsche Bank Research, Ende Oktober die<br />
im VTH Verband Technischer Handel e. V.<br />
organisierten Fachhändler für Antriebstechnik<br />
aus Deutschland, Österreich und<br />
der Schweiz. VTH-Hauptgeschäftsführer<br />
Thomas Vierhaus deutete diese wie folgt:<br />
„Es handelt sich um ermutigende Nach-<br />
Lars Langhans ist Seniorberater und<br />
Geschäftsführer der Kollaxo Markt und<br />
Medien GmbH in Bonn<br />
richten. Der Technische Handel bewegt<br />
sich in gutem Fahrwasser. Das wird er nun<br />
nutzen, um seine wichtige Position an der<br />
Schnittstelle von Lieferindustrie und produzierendem<br />
Gewerbe weiter zu festigen.“<br />
Die Spezialisten für Antriebstechnik im<br />
VTH bieten die gesamte Bandbreite antriebstechnischer<br />
Produkte an und verfügen<br />
über entsprechende Läger. Doch ein<br />
großes Sortiment bietet längst keine Gewähr<br />
mehr, um bei den Kunden im Geschäft<br />
zu bleiben.<br />
Das bestätigt Dipl.-Ing. (FH) Gerhard<br />
Mayer, Geschäftsführer der Ludwig Meister<br />
GmbH & Co. KG in Dachau: „Du musst mit<br />
dem richtigen Produkt zur richtigen Zeit am<br />
richtigen Ort sein können.“ Wenn ein Kunde<br />
anruft und einen Defekt meldet, wüssten<br />
seine Mitarbeiter sofort, um welche Halle,<br />
um welche Maschine und um welchen<br />
Arbeitsplatz es sich handelt, und mehr<br />
noch: „Unsere Fachberater kennen sämtliche<br />
Teile, Komponenten und Werkzeuge,<br />
die für eine Reparatur oder Neumontage<br />
benötigt werden, und können somit die<br />
Produktion schneller als jeder andere<br />
wieder in Gang bringen.“ Das Wieder-In-<br />
Gang-Bringen erfolgt für Industriekunden<br />
im Rahmen eines 24/7/365-Services – also<br />
rund um die Uhr, wie Peter Heuel, Geschäftsführer<br />
der Irle & Heuel GmbH in<br />
Siegen weiß: „Wenn wir zum Beispiel<br />
mitten in der Nacht ein Ersatzteil für eine<br />
Anlage liefern, wird der Mehrwert des Technischen<br />
Händlers schnell offensichtlich.“<br />
Dienstleistungen zur<br />
Prozessoptimierung<br />
Die Technischen Händler stellen ihren<br />
Kunden vielfältige Lösungen im Bereich des<br />
Ersatzteilmanagements zur Verfügung. Dazu<br />
zählen Kanban-Systeme und Konsignations-<br />
lager sowie Lösungen zur Just-in-time-<br />
Belieferung, Lagerbewirtschaftung, Materialausgabe<br />
oder Regalauffüllung. Damit<br />
stellen sie sicher, dass die notwendigen Ersatzteile<br />
immer pünktlich in der benötigten<br />
Menge dort zur Verfügung stehen, wo sie<br />
gerade gebraucht werden.<br />
Damit ein Maschinenstillstand gar nicht<br />
erst eintritt, bietet der Technische Handel<br />
eine weitere logistische Dienstleistung an:<br />
Mittels Condition Monitoring überwacht er<br />
fortlaufend den Wartungsbedarf und ersetzt<br />
abgenutzte, veraltete oder nicht mehr<br />
normenkonforme Teile. Indem der Fachhändler<br />
als Servicepartner alle Reparaturund<br />
Instandsetzungsmaßnahmen rechtzeitig<br />
umsetzt, verlängert sich die Einsatzzeit<br />
der Technik. Die Kunden vermeiden teure<br />
Überholungen und Neuanschaffungen.<br />
Thomas Vierhaus begrüßt die zunehmende<br />
Integration der aktuell 280 VTH-Mitglieder<br />
in die Produktionsprozesse der Industrie:<br />
„Mit dem kombinierten Angebot von Qualitätsartikeln<br />
und maßgeschneiderten logistischen,<br />
wissensintensiven und produktnahen<br />
Dienstleistungen wandelt sich der<br />
Händler vor Ort zum wertvollen Problemlöser,<br />
der messbare Mehrwerte auf Kundenseite<br />
schafft.“ Mit „individuellen Nutzenbündeln“<br />
könne der Technische Händler<br />
gleichzeitig dem ruinösen Preiswettbewerb<br />
entkommen, der insbesondere von den<br />
großen anonymen Internethandelsplätzen<br />
angeheizt werde, und seine Alleinstellung<br />
im Markt deutlich machen.<br />
Handel 4.0: datengetriebener<br />
Service<br />
Apropos Internet: die Digitalisierung erkennt<br />
der Technische Handel als Chance,<br />
nicht als Gefahr. So arbeitet er u. a. daran,<br />
mit datengetriebenen, digitalen Serviceleis-<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
01<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
01 Thomas Vierhaus: „Der Technische<br />
Handel bewegt sich in gutem Fahrwasser.“<br />
02 Gerd Mayer: „Wir können die Produktion<br />
schneller als jeder andere wieder in Gang<br />
bringen.“<br />
03 Claudio Geisert: „Die Kaffeesatzleserei,<br />
warum ein Riemen nicht gehalten hat,<br />
hat ein Ende.“<br />
04 Benedikt Baumeister: „Es geht nicht<br />
um billige Einkaufspreise, sondern um ein<br />
individuelles Service-Level-Agreement.“<br />
Dichtungen.<br />
Stanzteile.<br />
Isolierteile.<br />
Individuelle und<br />
wirtschaftliche<br />
Lösungen<br />
• Jede Form, jedes Material,<br />
jede Größe<br />
• Vielseitige Technologien<br />
im Bereich des Stanzens<br />
und des Wasserstrahl-<br />
02<br />
03<br />
tungen ein neues Level der Instandhaltungsdienste<br />
zu erreichen. Dass<br />
und wie dies möglich ist, hat Benedikt<br />
Baumeister in einer Masterarbeit<br />
nachgezeichnet, deren Durchführung<br />
das Fraunhofer IML, Dortmund, und<br />
der VTH ideell unterstützten. Baumeister<br />
spricht von einer „digitalen Durchgängigkeit“<br />
von der automatisierten Lagerhaltung<br />
und Belieferung bis hin zur Smart Factory,<br />
in der die Anlagen und Komponenten Teil<br />
des Internet of Things sind und alle Produktnutzungsdaten<br />
erfasst werden. Das<br />
Datenmanagement hebt die Trennung zwischen<br />
Produktverkauf und Dienstleistungen<br />
mehr und mehr auf. Baumeister: „Es<br />
geht dem Kunden zukünftig nicht um einzelne<br />
Produkte und einen möglichst billigen<br />
Einkaufspreis, sondern um ein individuelles<br />
Service-Level-Agreement, mit dem<br />
er Mehrwerte generiert und auf dessen<br />
Basis er die Performance des Technischen<br />
Händlers vergütet.“ Teil dessen ist Co-Creation,<br />
also ein gemeinsamer Leistungserstellungsprozess,<br />
bei dem Technische Händler<br />
antriebstechnische Anbauten oder ganze<br />
Verarbeitungsschritte übernehmen.<br />
In der Industrie dürften die neuen innovativen<br />
Angebotsmodelle des Technischen<br />
Handels auf fruchtbaren Boden stoßen,<br />
meint Branchenexperte Claudio Geisert,<br />
Fraunhofer IPK, Berlin. „Die Kunden begrüßen<br />
jedes nutzbringende Angebot im<br />
Bereich der smarten Instandhaltung.<br />
Denn damit hat die Kaffeesatzleserei,<br />
warum ein Riemen nicht gehalten hat,<br />
ein Ende und unerwartete Stillstände<br />
lassen sich drastisch vermindern.“<br />
und Laserschneidens<br />
• Hohe Flexibilität durch<br />
eigenen Werkzeugbau<br />
• Lösung komplexer<br />
kundenspezifischer<br />
Aufgabenstellungen<br />
Schlösser -<br />
Ihr kompetenter Partner.<br />
www.schloesserdichtungen.de<br />
04<br />
Fotos: Aufmacher + 02–04: Kollaxo;<br />
01: Alfred Särchinger<br />
www.vth-verband.de<br />
Schlösser GmbH & Co. KG<br />
Wilhelmstraße 8 | 885<strong>12</strong> Mengen<br />
Tel. +49 7572 606-0 | Fax 606-5598<br />
info@schloess.de
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Bus- und Industrial-Ethernet-Leitungen<br />
für Industrie 4.0<br />
TKD hat sein Angebot an Bus- und Industrial-Ethernet-Leitungen<br />
neu strukturiert und gestrafft. Es reicht von Profibus über Multi- &<br />
Interbus, CAN, Devicenet, Foundation Fieldbus, ASI und Safety Bus<br />
bis zu EIB/KNX-Systemen. Für 4.0-Anwendungen bietet das Unter-<br />
Auslegungssoftware mit erweitertem<br />
Funktionsumfang<br />
Item hat die Funktionen der Auslegungs- und Auswahlsoftware<br />
Motion Designer für die Automationskomplettlösung Linear<br />
Motion Units erweitert. Das Online-Tool analysiert die Anforderungen<br />
und erstellt die optimale Kombination aus Lineareinheit,<br />
nehmen Profinet-Datenleitungen, Industrial-Ethernet- und<br />
Industrial-Ethercat-Kabel für echtzeitbasierte Einsätze und mit<br />
Übertragungsgeschwindigkeiten bis 10 Gbit/s. Außerdem werden<br />
Pof-Leitungen angeboten, die z. B. in Verbindung mit Profinet-<br />
Systemen in rauer Umgebung optische Signale übertragen können.<br />
Die Produktbezeichnungen wurden so überarbeitet, dass nun<br />
direkt ersichtlich ist, für welches Bussystem und welche Einsatzgebiete<br />
die Kabel ausgelegt sind. Zulassungen wie für UL/CSA<br />
oder Marine sind in den Datenblättern detailliert aufgeführt.<br />
Zudem kann nun durchgängig zwischen Varianten für Festverlegung,<br />
bedingt flexible, flexible und hochflexible Einsätze<br />
ausgewählt werden.<br />
www.tkd-kabel.de<br />
Motor und Steuerung. Die erweiterte Version bietet Nutzern die<br />
Möglichkeit, ein CAD-Modell der konstruierten Linear Motion<br />
Unit zu erstellen. Dies kann auch in das Download-Center auf der<br />
Item-Homepage exportiert und dort heruntergeladen oder mit<br />
Direkteinfügetreibern in das CAD-System des Konstrukteurs<br />
eingefügt werden. Der Motion Designer verfügt in der neuen<br />
Version über eine benutzerfreundlichere Bedienung, sodass<br />
Details zur Bestimmung der Transportaufgaben, z. B. Belastungen<br />
und Bewegungen, schneller definiert und verbunden werden<br />
können. Außerdem wurde das Ranking der unterschiedlichen<br />
Kombinationsmöglichkeiten überarbeitet. Die optimale Linear<br />
Motion Unit ist damit direkt ersichtlich.<br />
www.item24.de<br />
Effizientes Modell der Kabeleinführung<br />
Das Unternehmen Icotek stellt eine neue Stufe der effizienten<br />
Kabeleinführung vor. Die komplett neu überarbeitete Kabeleinführungsleiste<br />
der werkzeuglosen Kel-Quick-Baureihe ist ein<br />
kompaktes System zur schnellen und problemlosen Einführung<br />
sowie Abdichtung vorkonfektionierter Leitungen sowie Schläuchen<br />
und Pneumatikleitungen. Verwendung finden die bisher<br />
gängigen und im Markt eingesetzten geschlitzten Tüllen des<br />
Herstellers der Serie QT. Neu ist u. a. der Abschlussdeckel kopfseitig,<br />
der auf den bestückten Rahmen aufgerastet<br />
wird. Diese Baureihe setzt auf Ausbrüche für<br />
24-/16-/10-polige schwere Steckverbinder<br />
sowie Ausbrüche der Größe 36 × 46 mm auf.<br />
Die werkzeuglose leichte Montage erfolgt<br />
entweder durch Anschrauben oder durch<br />
Einrasten in den Kel-Snap-Rahmen.<br />
Spätere Nachrüstungen und Servicearbeiten<br />
sind bequem durchführbar.<br />
Die Garantie konfektionierter<br />
Leitungen bleibt erhalten.Mit der<br />
Kel-Quick-E ist zusätzlich eine einreihige<br />
Variante erhältlich. Die neue<br />
Baureihe ist neben einer Vielzahl an<br />
Zulassungen und Zertifikaten geprüft<br />
nach IP54 und UL.<br />
www.icotek.com<br />
Eine Schleppkettenleitung,<br />
die fünf ersetzt<br />
Eine Schleppkettenleitung<br />
mit vier Lagen<br />
ist die High Endurance<br />
von Hradil. Sie ersetzt<br />
mit ihren 61 Adern,<br />
ausgelegt bis 500 V<br />
Nennspannung, bis zu<br />
fünf einzelne Schleppkettenleitungen.<br />
Beim<br />
Defekt eines Kabels in<br />
der Energieführungskette muss somit nur noch eine Leitung ausgetauscht<br />
werden. Die Leitung hat einen Außendurchmesser von<br />
nur 18,8 mm. Sie besitzt zudem die UL/cUL-Zulassung für Nordamerika.<br />
Der maximal mögliche Biegeradius im bewegten Einsatz<br />
ist größer als 190 mm. Die Leitung ist beständig gegen Öl, Diesel,<br />
Kühlflüssigkeiten und Schmiermittel. Sie ist Ozon- sowie UVbeständig<br />
und damit geeignet für den Einsatz im Freien. Darüber<br />
hinaus ist die Leitung flammwidrig nach IEC 60332-1. Der Einsatztemperaturbereich<br />
bei bewegten Anwendungen liegt zwischen<br />
– 40 und + 80 °C. Alle Adern verfügen über einen Querschnitt von<br />
0,75 mm 2 . Auf Wunsch können die Leitungen auch alternativ in<br />
Querschnitten von 0,5 bis 2,5 mm 2 realisiert werden.<br />
www.hradil.de<br />
44 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Schmierstoffe auf Wasserbasis<br />
Klüber Lubrication hat Hydro Lubricants entwickelt, homogene<br />
Schmierstoffe mit funktionellen Wasseranteilen. Nun wird es<br />
möglich, mit solchen Schmierstoffkomponenten neue Leistungsparameter<br />
zu erreichen, etwa gute Kühleigenschaften oder<br />
Ein Steckersystem für alles<br />
Modulare Stecker mit Multirahmen, die beliebige Steckermodule<br />
für Energie, Signale und Daten aufnehmen, bietet das Unternehmen<br />
Lapp mit dem EpicMH-System an. Kompatibel mit dem Marktstandard<br />
sind die Stecker durch die gemischte Bestückung vielseitig<br />
Energieeinsparungen. Auch lässt sich verdunstetes Wasser in<br />
einem geschlossenen Bauteil im Kreislauf halten und zur Kühlung<br />
nutzen. Ein weiterer Ansatzpunkt ist es, die Eigenschaften des<br />
Wassers wie elektrische Leitfähigkeit oder Kühleffekte nutzbar<br />
zu machen. Damit eröffnen sich für viele Anwendungsbereiche<br />
neue Möglichkeiten, z.B. in der E-Mobilität. Schon heute wird<br />
die Hydro Lubrication Technologie in der Klüberplus C 2-Serie<br />
genutzt. Bei dem für Förderbänder konzipierten Schmierstoff<br />
bilden Wasser und wasserlösliche Öle eine homogene Lösung,<br />
was zu einer besseren Dosierbarkeit des Schmierstoffes und<br />
damit zu Verringerung von Produktionsstörungen führt.<br />
Derzeit arbeitet Klüber Lubrication an Hydro-Lubricants für<br />
Anwendungen in Getrieben, Lagern, Ketten sowie anderen<br />
Komponenten.<br />
www.klueber.com<br />
Kabelschelle für vereinfachte Montage<br />
Die Kabelschelle Ratchet P-Clamp aus dem Hause Hellermann<br />
Tyton mit Ratschenverschluss ermöglicht die Montage von<br />
Leitungen, Schläuchen oder Rohren mit einer Schelle an einem<br />
Befestigungspunkt in zwei Arbeitsschritten. So müssen Leitungen<br />
oder Schläuche nicht mehr umständlich gedrückt gehalten werden,<br />
während sie positioniert und montiert werden. Die Klemme wird<br />
einsetzbar. Das System eignet sich z. B. für die Robotertechnik,<br />
in Schaltschränken, in Anlagen für erneuerbare Energien, im<br />
Maschinenbau oder für Schienenfahrzeuge. Das System ist<br />
geprüft nach EN 45545-2, Anforderungssatz R22 und R23 und<br />
erfüllt das Gefahrenniveau HL1, HL2 und HL3. Lieferbar ist das<br />
Steckersystem seit Januar <strong>2017</strong>.<br />
www.lappkabel.de<br />
Führungsrinne mit hoher<br />
Chemikalienbeständigkeit<br />
Das Rinnensystem Guidelite Plus von Igus für Energieketten aus<br />
Kunststoff wird nun aus dem Werkstoff Igumid EG+ gefertigt.<br />
Dieser sorgt für eine hohe Chemikalienbeständigkeit, sodass die<br />
im geöffneten Zustand an Ort und Stelle befestigt und das Bündelgut<br />
im Anschluss fixiert – oder umgekehrt. Sie kann per Hand auf<br />
den exakten Durchmesser geschlossen werden. Das geriffelte<br />
Innendesign zentriert das Bündelgut automatisch. Die Klemme ist<br />
in vier Größen verfügbar, die die gängigsten Durchmesser von 6,2<br />
bis 51 mm abdecken. Sie eignet sich zur Befestigung von Kabeln,<br />
Leitungen, Schläuchen und Rohren z. B. in Baumaschinen,<br />
Schiffen, Zügen, Landmaschinen oder großen Anlagen. Weiche<br />
Elastomer-Profile bieten zusätzlichen Schutz gegen Abrieb von<br />
empfindlichen Kabeln und Schläuchen.<br />
www.hellermanntyton.de<br />
Führungsrinne in der Galvanik und der Düngemittelherstellung<br />
eingesetzt werden kann. Durch ihr geringes Gewicht und ihrem<br />
modularen Aufbau lässt sie sich einfach montieren. Dazu hat sie<br />
einen neuen Verschluss-Mechanismus und flexible Dehnungsfugen,<br />
die sich den Umgebungsbedingungen anpassen. Der Werkstoff<br />
Igumid EG+ ist mit seinen optimierten Gleiteigenschaften für<br />
die Führungsrinne und auch für die meisten E-Ketten-Serien bei<br />
Temperaturen von 0 bis + 100 °C einsetzbar. Dabei ist er halogenund<br />
silikonfrei, RoHS-konform und durch seine blaue Farbe leicht<br />
zu erkennen. Das modulare System aus Führungsrinne und E-Ketten<br />
aus Igumid EG+ sowie hochflexiblen Chainflex-Leitungen mit TPE-<br />
Außenmantel eignet sich für lange Verfahrwege mit geringer<br />
Geschwindigkeit.<br />
www.igus.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 45
Immer in Bewegung<br />
Polyurethan-Hochleistungszahnriemen sorgt für den<br />
richtigen Antrieb in Regalbediengerät<br />
dynamisches Fahrsystem mit Beschleunigungen<br />
von bis zu 2 m/s 2 .“<br />
Aufgrund der sauberen Umgebung der<br />
Anlage und des geringen Stangengewichtes<br />
konzeptionierte das Konstruktionsteam<br />
von Gerhard Waltersbacher den Fahrantrieb<br />
und das Hubwerk von Anfang an<br />
mit Zahnriementrieben. „Im Fahrwerk des<br />
neuen Bediengerätes kommt ein zentraler<br />
Fahrantrieb mit Omega-Anordnung zum<br />
Einsatz, also ein Zahnriementrieb mit zwei<br />
Umlenkrollen. Für den Hubantrieb konstruierten<br />
wir zwei Zahnriementriebe, die<br />
über eine Zwischenwelle gekoppelt sind.<br />
Wir bewegen mit dem Fahrwerk eine<br />
Masse von circa zwei Tonnen und mit<br />
dem Hubwerk inklusive Material 450 Kilogramm“,<br />
so Waltersbacher.<br />
Hilger u. Kern Industrietechnik aus<br />
Mannheim liefert die Polyurethan-Zahnriemen<br />
und Riemenscheiben für beide<br />
Antriebe – für den Fahrantrieb den Breco-<br />
Move vom Typ AT10 in 100 mm Breite und<br />
für das Hubwerk den Breco-Move vom Typ<br />
AT10 in 50 mm Breite. Im Lieferumfang ist<br />
auch das Spannplatten-System Breco-Fix<br />
enthalten, mit dem der Polyurethan-Zahnriemen<br />
für den Fahrantrieb am Boden fixiert<br />
und vorgespannt wird. Für den Transport<br />
der Profile aus dem Bediengerät ins Lagerfach<br />
kommt auf dem Hubwerk eine angetriebene<br />
Rollenbahn zum Einsatz.<br />
Unternehmen mit einer mehr als 100 Jahre alten Geschichte sind<br />
schon etwas Besonderes. Kasto Maschinenbau aus Achern,<br />
spezialisiert auf die Sägetechnologie für Metalle und automatisierte<br />
Lagerlösungen für Langgut und Blech, bringt es sogar auf über<br />
170 Jahre. Jetzt hat das Familienunternehmen für einen Hersteller<br />
von Aluminiumfensterprofilen ein spezielles Regalbediengerät mit<br />
einem Hochleistungszahnriemen für anspruchsvolle Transport- und<br />
Positionieraufgaben entwickelt. Lesen Sie mehr.<br />
Dipl.-Ing. (FH) Jochen Krismeyer ist<br />
freier Fachjournalist für Antriebs- und<br />
Automatisierungstechnik in Nürnberg<br />
Mit den bis dato schweren Regalbediengeräten<br />
für den Stahlhandel und die<br />
Halbzeugverarbeitung konnte das neue Bediengerät<br />
nur noch das Funktionsprinzip<br />
gemeinsam haben. Regalbediengeräte für<br />
Langgut verfügen üblicherweise über einen<br />
Fahrantrieb, ein Hubwerk und ein Lastaufnahmemittel<br />
zum Längstransport des Lagerguts.<br />
Das Regalbediengerät fährt in der<br />
Lagergasse das gewählte Regalfach bzw. die<br />
Position an, zieht das Material heraus und<br />
fördert es z. B. zu den entsprechenden Sägestationen.<br />
Im Stahlbereich haben sich aufgrund<br />
der rauen Umgebung und der hohen<br />
Gewichte für das Hubwerk schwere Kettentriebe<br />
bewährt.<br />
Regalbediengerät für den<br />
Fensterbau<br />
Gerhard Waltersbacher, Konstrukteur im<br />
Bereich Lagersysteme und Produktverantwortlicher<br />
für Regalbediengeräte, erklärt<br />
zum ungewöhnlichen Projekt: „Das Lager<br />
für die Fensterprofile ist Rohmateriallager,<br />
Zwischenlager für die Fertigung und Endlager<br />
für die Kundenkommissionen in einem.<br />
Für eine produktive Fertigung sind daher<br />
kurze Transportzeiten entscheidend. Wir<br />
benötigten ein für unsere Verhältnisse recht<br />
Produktvielfalt für effizientes<br />
Arbeiten<br />
René Preßler, Dipl.-Ing. (FH) bei Hilger u.<br />
Kern im Außendienst, erinnert sich: „Die<br />
ersten Beratungsgespräche liefen auf Basis<br />
des Polyurethan-Zahnriemens Breco vom<br />
Typ AT10.“ Dieser Zahnriemen sei zunächst<br />
bei der weiteren Konstruktion zugrunde<br />
gelegt worden. Als Variante stand ein Breco<br />
vom Typ ATL10-Zahnriemen zur Wahl. Der<br />
Zahnriemen bietet im Vergleich zum AT10-<br />
Zahnriemen eine um 50 % höhere Belastbarkeit<br />
bei gleicher Zahntragfähigkeit.<br />
Preßler: „Der ATL-Zahnriemen verfügt über<br />
dickere Zugträger, ist daher etwas biegeunwilliger<br />
und hätte größere Scheibendurchmesser<br />
erfordert. Als weitere Variante<br />
wurde eine Riemenbreite von 75 statt 50<br />
Millimeter untersucht.“<br />
Schlussendlich entschied man sich in der<br />
Projektphase für die neue Hochleistungszahnriemen-Meterware<br />
Breco-Move vom<br />
Typ AT10, was die Zugfestigkeit um 70 %<br />
und die Zahntragfähigkeit um 30 % steigerte.<br />
Waltersbacher: „Wir waren erfreut über diese<br />
Alternative, die uns Herr Preßler anbot. Mit<br />
dem Polyurethan-Zahnriemen Breco-Move<br />
konnten wir die Konstruktion auf Basis der<br />
AT10-Teilung komplett beibehalten – identische<br />
Riemenscheiben, gleiche Durchmesser<br />
und gleiche Breite, bei einer gesteigerten<br />
Zugfestigkeit.“<br />
46 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
SPECIAL I KETTEN, RIEMEN & CO.<br />
01 Zentraler Fahrantrieb mit Omega-<br />
Anordnung: Getriebemotor mit Riemenscheibe<br />
und zwei Umlenkrollen<br />
02 Durch Austausch der Kunststoffplatte kann<br />
einfach von einem zum anderen Zahnriementyp<br />
umgestellt werden<br />
03 Der Polyurethan-Zahnriemen im<br />
Hubantrieb<br />
Zahnriemen mit hoher<br />
Steifigkeit<br />
Grundsätzlich spielt bei allen Positionierachsen<br />
die Steifigkeit des Antriebs eine<br />
große Rolle und im Besonderen gilt dies für<br />
Hubachsen mit Riementrieben. Preßler<br />
erläutert warum: „Bei Positionierantrieben<br />
mit Zahnriemen ändert sich das Verhältnis<br />
der Längen von Last- und Leertrum. Je<br />
nachdem, an welcher Position die Achse<br />
steht, hat man ein ganz kurzes oder ein<br />
ganz langes Lasttrum. Daraus resultiert eine<br />
unterschiedlich große Dehnung des Riemens,<br />
abhängig von der jeweiligen Position.“<br />
Gerhard Waltersbacher ergänzt: „Mit<br />
einem Seilzuggeber als Wegmesssystem<br />
und einer Positionsregelung, wie wir sie<br />
bei unseren großen Anlagen mit Kettenantrieb<br />
einsetzen, ist das kein Problem.<br />
Dann ist man unabhängig von der Dehnung<br />
des Zugmittels und – im Fall des<br />
Kettenantriebs – unabhängig von der Kettenlängung<br />
durch Verschleiß. Diesen technischen<br />
und wirtschaftlichen Aufwand<br />
wollten wir uns bei dieser neuen Anlage<br />
mit den relativ kleinen Lasten sparen und<br />
direkt über den Motor positionieren. Das<br />
Zugmittel musste hierfür ausreichend steif<br />
sein und der Breco-Move vom Typ AT10<br />
erfüllte genau diese Anforderung.“<br />
Generell lässt sich festhalten: Die Belastbarkeit<br />
eines Zahnriemens wird nicht etwa<br />
durch seine Reißfestigkeit, sondern durch<br />
seine Steifigkeit begrenzt. Die Leistungsgrenze<br />
ist dann erreicht, wenn die Riementeilung<br />
durch Dehnung unter Last so groß<br />
wird, dass das Einzahnen auf der Zahnscheibe<br />
nicht mehr störungsfrei abläuft –<br />
üblicherweise bei Dehnungen oberhalb<br />
von 0,4 %.<br />
Bei der Entwicklung des Breco-Move<br />
wurde deshalb Wert auf eine Steifigkeitserhöhung<br />
gelegt, von der hier in doppelter<br />
Weise profitiert werden konnte. Um die größeren<br />
Momente auch sauber und verschleißfrei<br />
übertragen zu können, wurde zusätzlich<br />
die Zahnflanke FEM-optimiert – diese<br />
weicht beim „Move“-Zahnriemen vom Trapez<br />
ab – und mit einem Laminat kaschiert.<br />
Fotos: Mulco-Europe EWIV<br />
www.mulco.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2017</strong> im 56. Jahrgang, ISSN 0722-8546<br />
Redaktion<br />
Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar,<br />
Tel.: 06131/992-345, E-Mail: d.schaar@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />
Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Nicole Steinicke,<br />
Tel.: 06131/992-350, E-Mail: n.steinicke@vfmz.de<br />
Redakteurinnen: Dipl.-Medienwirtin (FH) Marie Krueger,<br />
Tel.: 06131/992-359, E-Mail: m.krueger@vfmz.de,<br />
Alexandra Pisek M.A., Tel.: 06131/992-266,<br />
E-Mail: a.pisek@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz: Angelina Haas,<br />
Tel.: 06131/992-361, E-Mail: a.haas@vfmz.de,<br />
Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Gestaltung<br />
Anette Fröder, Doris Buchenau, Sonja Schirmer,<br />
Mario Wüst<br />
Chef vom Dienst<br />
Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />
Anzeigen<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung<br />
Tel.: 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste Nr. 54: gültig ab 1. Oktober <strong>2017</strong><br />
www.vereinigte-fachverlage.info<br />
Leserservice<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06<strong>12</strong>3/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />
Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06<strong>12</strong>3/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
Preise und Lieferbedingungen:<br />
Einzelheftpreis: € 15,50 (zzgl. Versandkosten)<br />
Jahresabonnement: Inland: € 153,- (inkl. Versandkosten)<br />
Ausland: € 168,- (inkl. Versandkosten)<br />
Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />
weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
Verlag<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55<strong>12</strong>9 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />
E-Mail: info@engineering-news.net,<br />
www.engineering-news.net<br />
Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />
Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />
Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen<br />
Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />
Gesamtanzeigenleiterin: Beatrice Thomas-Meyer<br />
Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />
Vertrieb: Lutz Rach, Tel.: 06131/992-200,<br />
E-Mail: l.rach@vfmz.de<br />
Druck und Verarbeitung<br />
Limburger Vereinsdruckerei GmbH,<br />
Senefelderstraße 2, 65549 Limburg<br />
Datenspeicherung<br />
Ihre Daten werden von der Vereinigten Fachverlage GmbH<br />
gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />
zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von<br />
ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie über berufsbezogene<br />
Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser<br />
Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim<br />
Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />
Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge und<br />
Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit der Annahme<br />
des redaktionellen Contents (Texte, Fotos, Grafiken<br />
etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser Zeitschrift geht<br />
das umfassende, ausschließliche, räumlich, zeitlich und inhaltlich<br />
unbeschränkte Nutzungsrecht auf den Verlag über.<br />
Dies umfasst insbesondere das Recht zur Veröffentlichung<br />
in Printmedien aller Art sowie entsprechender Vervielfältigung<br />
und Verbreitung, das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung<br />
und Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene<br />
Werbezwecke, das Recht zur elektronischen/digitalen<br />
Verwertung, z. B. Einspeicherung und Bearbeitung in elektronischen<br />
Systemen, zur Veröffentlichung in Datennetzen<br />
sowie Datenträger jedweder Art, wie z. B. die Darstellung<br />
im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen, CD-<br />
ROM, CD und DVD und der Datenbanknutzung und das<br />
Recht, die vorgenannten Nutzungsrechte auf Dritte zu<br />
übertragen, d. h. Nachdruckrechte einzuräumen. Eine Haftung<br />
für die Richtigkeit des redaktionellen Contents kann<br />
trotz sorgfältiger Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen<br />
werden. Signierte Beiträge stellen nicht unbedingt<br />
die Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte<br />
Manuskripte kann keine Gewähr übernommen werden.<br />
Grundsätzlich dürfen nur Werke eingesandt werden,<br />
über deren Nutzungsrechte der Einsender verfügt, und die<br />
nicht gleichzeitig an anderer Stelle zur Veröffentlichung<br />
eingereicht oder bereits veröffentlicht wurden.<br />
Es gelten die allgemeinen Geschäftsbedingungen.<br />
Mitglied der Informations-Gemeinschaft<br />
zur Feststellung der Verbreitung von<br />
Werbeträgern e. V. (IVW), Berlin.<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 47
Umweltfreundlich auf<br />
dem Wasser unterwegs<br />
Zahnriemen treibt Wassertaxis in Venedig an<br />
Eine Gondelfahrt in Venedig – für viele der Inbegriff von Romantik. Doch neben Gondeln<br />
verkehren auch rund 550 Wassertaxis in der Stadt, um Besucher über die weit verzweigten<br />
Kanäle zu befördern. Bisher wird diese Flotte von Dieselaggregaten angetrieben, die eine Menge<br />
Abgase und Lärm verursachen. Abhilfe könnte ein Hybrid von Reapsystems schaffen, der Dieselund<br />
Elektromotor kombiniert. Letzterer wird dabei vom Hochleistungszahnriemen Synchrochain<br />
Carbon von Contitech angetrieben.<br />
Rund 18 Mio. Touristen kommen jährlich<br />
nach Venedig, das macht im Durchschnitt<br />
rund 50 000 Besucher pro Tag.<br />
Viele von ihnen wollen die Lagunenstadt<br />
auch vom Wasser aus erkunden. Die Wassertaxis<br />
sind daher bis zu 20 Stunden täglich<br />
in Betrieb. Doch ihre Dieselantriebe<br />
sorgen für ein hohes Maß an Luftverschmutzung<br />
und Lärmbelästigung – das<br />
gefährdet die Gesundheit von Einwohnern<br />
und Touristen. Außerdem erzeugen die<br />
Vibrationen der Antriebe Wellen. Sie schlagen<br />
an die Mauern der historischen Gebäude<br />
und lassen die Instandhaltungskosten<br />
für die Erhaltung der fragilen Altstadt in<br />
die Höhe schnellen.<br />
Kein Lärm, keine Verschmutzung,<br />
keine Vibrationen<br />
Um das zu ändern und der Stadt buchstäblich<br />
wieder Luft zum Atmen zu verschaffen,<br />
haben Ingenieure des in der englischen<br />
Hafenstadt Southampton ansässigen Un<br />
ternehmens Reapsystems einen Hybridantrieb<br />
entwickelt, mit dem die Wassertaxis<br />
Venedigs einfach umgerüstet werden können.<br />
Bei Fahrten mit niedrigem Tempo auf<br />
den Kanälen der Stadt kommt der saubere<br />
und ruhige Elektromotor zum Einsatz. Auf<br />
längeren Strecken, z. B. bei Fahrten durch<br />
die Lagune oder zum Flughafen, übernimmt<br />
ein moderner Dieselmotor. Er ermöglicht<br />
höhere Geschwindigkeiten und<br />
lädt gleichzeitig den Lithium-Ionen-Akkumulator<br />
des Elektromotors auf, der dann als<br />
Generator fungiert.<br />
Die Vorteile des Hybridantriebs liegen<br />
auf der Hand: Kein Lärm, keine Verschmutzung,<br />
keine Vibrationen beim Betrieb in<br />
der historischen Innenstadt. Das senkt die<br />
Instandhaltungskosten und halbiert den<br />
Dieselverbrauch – für die Betreiber gute<br />
Beweggründe, ihre Wassertaxis umzustellen.<br />
Nun soll der Hybridantrieb in Venedig<br />
vorgestellt und im Dauerbetrieb auf Herz<br />
und Nieren geprüft werden, um seine<br />
Praxistauglichkeit unter Beweis zu stellen.<br />
Das Timing ist günstig, denn die Stadtverwaltung<br />
Venedigs arbeitet derzeit an<br />
einer neuen Verordnung, mit der u. a. auch<br />
Emissionen für Motorboote gesenkt werden<br />
sollen.<br />
„Für den Prototyp des Hybridantriebs<br />
steuern wir unseren Antriebsriemen<br />
Synchrochain Carbon bei“, erklärt Barrie<br />
Oldham, Industrial Sales Director UK bei<br />
der Contitech Power Transmission Group.<br />
„Für mich ist es Ehrensache, dieses Projekt<br />
zu unterstützen. Es freut mich, dass unser<br />
Riemen zu einer nachhaltigen und umweltverträglichen<br />
Lösung beiträgt.“<br />
Hybridrevolution dank<br />
Synchrochain Carbon<br />
„Wir hoffen, die lokalen Behörden von den<br />
Vorteilen unserer Antriebslösung für die<br />
Umwelt überzeugen zu können, sodass die<br />
Hybridtechnologie in Wassertaxis zum<br />
Standard wird“, sagt Dr. Dennis Doerffel,<br />
Geschäftsführer von Reapsystems.<br />
48 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
SPECIAL I KETTEN, RIEMEN & CO.<br />
01 Der Hybridantrieb kombiniert<br />
Diesel- und Elektromotor: Bei Fahrten mit<br />
niedrigem Tempo kommt der Elektromotor<br />
zum Einsatz, auf längeren Strecken<br />
übernimmt der Dieselmotor<br />
02 Der Synchrochain<br />
Carbon ist<br />
verschleiß- sowie<br />
abriebfest und<br />
überträgt hohe<br />
Leistungen sehr<br />
zuverlässig<br />
Finanziert wurde die Entwicklung des Hybridantriebs<br />
teilweise durch Crowdfunding.<br />
Spender hatten die Möglichkeit, bei den Testfahrten<br />
im August und September 2016 in<br />
Southampton dabei zu sein. „Mit unserer<br />
Crowdfunding-Kampagne haben wir den<br />
sonst üblichen kommerziellen Ansatz umgekehrt“,<br />
erklärt Doerffel. „Wir beziehen die Öffentlichkeit<br />
mit ein, um die Hybridrevolution<br />
zu Wasser gemeinsam in Gang zu setzen.“<br />
Neben privaten Spendern konnte Doerffel<br />
auch zahlreiche Unternehmen als Sponsoren<br />
gewinnen. Zu diesen gehört auch Transdev<br />
UK, der britische Vertriebspartner von Contitech,<br />
der Reapsystems u. a. mit Riemenscheiben<br />
für den Elektromotor belieferte.<br />
Mit dem Synchrochain Carbon kommt<br />
außerdem der stärkste Zahnriemen zum<br />
Einsatz, den Contitech im Programm hat.<br />
Der Hochleistungszahnriemen zeichnet<br />
sich durch seine hohe Reißfestigkeit aus,<br />
zudem kann er dank seines Carbonzugstrangs<br />
bis zu fünfmal mehr Leistung<br />
übertragen als konventionelle Zahnriemen.<br />
Daraus ergibt sich, dass bei gleicher geforderter<br />
Leistung ein deutlich schmalerer<br />
Riemen eingesetzt werden kann und die<br />
Baubreite sich so gegenüber herkömmlichen<br />
Zahnriemen um bis zu 80 % reduzieren<br />
lässt. Diese Reduktion bietet gute<br />
Voraussetzungen für die Gestaltung von<br />
wirtschaftlich kompakten, leichten Antrieben,<br />
z. B. im Hybridmotor von Reapsystems.<br />
Als es um die korrekte Riemenspannung<br />
ging, kontaktierte Doerffel Barrie Oldham.<br />
Dieser half gern: „Die Automobilindustrie<br />
schwenkt langsam, aber sicher auf umweltfreundliche<br />
Antriebe um. Da ist es nur<br />
folgerichtig, dass diese Entwicklung auch bei<br />
marinen Anwendungen ankommt. Ich freue<br />
mich, dass Contitech mit dem Synchrochain<br />
Carbon ebenfalls Teil dieser Entwicklung ist.“<br />
Hohe Leistungen zuverlässig<br />
übertragen<br />
Der Synchrochain Carbon ist ein Polyurethan-Zahnriemen<br />
mit Carbonzugstrang<br />
von Contitech. Der Riemen ist verschleißsowie<br />
abriebfest und überträgt hohe Leistungen<br />
zuverlässig, insbesondere bei großer<br />
Krafteinwirkung. Herzstück des Riemens ist<br />
der Carbonzugstrang, der sich bei gleicher<br />
Belastung noch geringer dehnt als ein<br />
Zugstrang aus Aramid. Dadurch weist er<br />
eine bessere Teilungsgenauigkeit bei hoher<br />
Zugbelastung auf. Diese Eigenschaft in<br />
Kombination mit dem harten Zahn aus<br />
dem Kunststoff-Polyurethan reduziert das<br />
Risiko des Zahnüberspringens deutlich.<br />
Ein weiterer Vorteil: Durch die hohe<br />
Steifigkeit des Cordes wird der Vorspannungsverlust<br />
minimiert und dadurch die<br />
Effizienz des Antriebs nochmals gesteigert.<br />
Der Synchrochain Carbon ist somit nahezu<br />
wartungsfrei und hilft, Kosten im Bereich<br />
der Wartung, der Instandhaltung und<br />
der Wiederbeschaffung zu reduzieren.<br />
Durch seinen höheren Wirkungsgrad, das<br />
ruhigere Laufverhalten, die nicht notwendige<br />
Schmierung und das nicht erforderliche<br />
Nachspannen zeigt der Riemen auch<br />
Vorteile gegenüber einem Kettenantrieb<br />
und kann diesen ersetzen.<br />
Fotos: Aufmacher + 01: Reapsystems; 02: Contitech<br />
www.contitech.de<br />
Time-less<br />
E4.1L: Energieführen noch leichter gemacht ... Zeitsparende Konfektionierung und zeitloses Design.<br />
80% Montage- und Konfektionierungszeit sparen*.<br />
Das am schnellsten zu konfektionierende e-kettensystem<br />
® E4.1L. Neue Trennstege und Zugentlastungselemente<br />
ermöglichen blitzschnelle Montage und<br />
Zugentlastung von umfangreichen, mehrstöckigen<br />
Leitungsbelegungen. igus.de/E4.1L<br />
*gemessen in der igus ® Konfektionierungsfabrik<br />
igus ® GmbH Tel. 02203 9649-800 info@igus.de<br />
plastics for longer life ®<br />
igus.indd 1 09.11.<strong>2017</strong> 16:16:22<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 49
KETTEN, RIEMEN & CO. I SPECIAL<br />
Wo bares Geld zählt<br />
Antriebsketten – weniger Ausfallzeiten bei anspruchsvollen Anwendungen<br />
Es ist kein Geheimnis:<br />
Je spezieller die industriellen<br />
Anwendungen, umso spezieller sind<br />
die Anforderungen an die<br />
verwendeten Maschinen- und<br />
Anlagenkomponenten. Eine Vielzahl<br />
an Herausforderungen sind vom<br />
allgemeinen Massenprodukt nicht<br />
oder nur unzureichend zu lösen.<br />
Das gilt auch bei dem Thema<br />
Antriebs- oder Förderketten.<br />
Standardlösungen – von den meisten<br />
Anbietern günstig in Asien produziert –<br />
werden vielerorts verwendet, doch ihre<br />
Leistungsfähigkeit leidet je anspruchsvoller<br />
die Anforderungen sind. Um die Leistungsfähigkeit<br />
und Haltbarkeit in den verschiedenen<br />
Einsatzbereichen zu erhöhen, entwickeln<br />
und produzieren Hersteller von<br />
Qualitätsketten wie die Renold GmbH spezielle<br />
Solution Chains, welche auf die verschiedenen<br />
Anwendungsprofile maßgeschneidert<br />
sind. Diese Spezialkomponenten<br />
werden nicht in Asien, sondern z. B. im deutschen<br />
Einbeck produziert. Ihr größter Vorteil:<br />
mit ihnen lassen sich Ausfallzeiten und<br />
Wartungsaufwand verlässlich reduzieren.<br />
Performance: Kriterium Nr. 1<br />
Antriebs- und Förderketten sind in nahezu<br />
jeder Industrie weitverbreitet im Einsatz.<br />
Das zentrale Bewertungskriterium ist die<br />
Performance, die sich wiederum in drei verschiedenen<br />
Ansätzen bewerten lässt: Bei<br />
der Bruch- oder Zerreißkraft geht es um die<br />
statische Maximallast, die eine Kette tragen<br />
kann, bevor das Material bricht. Im einfachsten<br />
Rechenmodell ergibt sich aus der<br />
Bruchkraft und einem Sicherheitsfaktor die<br />
maximal zulässige Betriebslast einer Kette.<br />
Die Verschleißfestigkeit wiederum beschreibt<br />
die Widerstandsfähigkeit gegenüber abrasivem<br />
Verschleiß im Kettengelenk, welcher<br />
die verschleißbedingte Längung der Kette<br />
Steffen Lüdecke ist Engineering Manager<br />
bei der Renold GmbH in Einbeck<br />
hervorruft. Doch das wahrscheinlich wichtigste<br />
Kriterium ist die Dauerfestigkeit. In<br />
den meisten Anwendungsbereichen durchlaufen<br />
Ketten abwechselnd Be- und Entlastungsphasen<br />
und unterliegen dabei<br />
wechselnden Spannungszuständen. Diese<br />
dynamischen Belastungen variieren von<br />
den statischen und sind in der Praxis der<br />
limitierende Faktor.<br />
Unter extremen Belastungen<br />
In Industriebereichen, in denen Ketten kontinuierlich<br />
unter hohen Belastungen laufen,<br />
spielt die Dauerfestigkeit eine große Rolle.<br />
Zum Beispiel im Bereich der Druckmaschinen,<br />
die mit hoher Geschwindigkeit bis zu<br />
24 h am Tag laufen. Mit der Markteinführung<br />
moderner High-Performance-Lösungen, die<br />
mit Fokus auf die Dauerfestigkeit entwickelt<br />
wurden, kann die Ausdauer von Standardrollenketten<br />
überboten werden. Tests und<br />
Entwicklungsarbeit bei Renold haben ergeben,<br />
dass vor allem die Bauteilegeometrie<br />
sowie optimierte Presssitze elementar zur<br />
Verbesserung der Dauerfestigkeit beitragen.<br />
Insbesondere bei der Geometrie der Laschen<br />
hat sich gezeigt, dass die Höhe der Laschentaille<br />
oft unterschätzte Auswirkungen auf<br />
die Performance haben kann. Die derzeit<br />
leistungsstärkste Kette in diesem Bereich ist<br />
die mit Fokus auf höchste Dauerfestigkeit<br />
entwickelte Renold Synergy, deren Laschen<br />
in der sogenannten „Grand Prix“-Kontur geformt<br />
sind. Auch die schwächste Stelle einer<br />
Kette, der Verschluss, ist bei dieser Kette im<br />
Hinblick auf die Dauerfestigkeit optimiert.<br />
Dank ihrer optimierten Eigenschaften, bietet<br />
die Renold Synergy eine um 60 % höhere<br />
Dauerfestigkeit gegenüber herkömmlichen<br />
Standardketten.<br />
Auch die Arbeitsumgebung spielt eine<br />
bedeutende Rolle bei der Performance einer<br />
Kette und wird damit oft zum kritischen<br />
Ausschlussargument für Standardketten.<br />
Das Thema Schmierung ist immer wieder<br />
ein zentraler Punkt, wenn es um den Einsatz<br />
in Reinräumen oder in der Lebensmittelindustrie<br />
geht: Aus Hygienegründen dürfen<br />
hier oftmals keine Schmiermittel verwendet<br />
werden, da diese sonst die Produkte oder<br />
Nahrungsmittel kontaminieren könnten.<br />
Einfache Standardketten nehmen ohne<br />
Schmierung schnell Schaden und müssen<br />
aufgrund von starkem Verschleiß häufig<br />
gewechselt werden. Deshalb bedarf es hier<br />
Spezialketten wie der Renold Syno, die auch<br />
ohne Schmierung von außen eine lange<br />
Haltbarkeit offerieren oder mit Schmierstoffen<br />
arbeiten, die eigens für den entsprechenden<br />
Einsatzbereich zugelassen sind.<br />
Es geht auch ohne Schmierung<br />
Im Bereich der Fischverarbeitung, wo gefrorene<br />
Ware verarbeitet wird und aufgrund<br />
von Schmelzwasser auch auf Korrosionsschutz<br />
geachtet werden muss, ist der<br />
Einsatz von reinen Standardketten nicht<br />
uneingeschränkt möglich. In solchen Anwendungen<br />
haben sich Ketten mit Polymer-Innengliedern<br />
bewährt. Dabei besteht<br />
das Innenglied aus Spezialkunststoffen,<br />
während die Bolzen und Außenlaschen aus<br />
Edelstahl bestehen. Diese Ketten verzichten<br />
meist vollständig auf Buchsen oder Rollen,<br />
das gesamte Innenglied ist in einem Stück<br />
gefertigt und benötigt keine Schmierstoffe.<br />
50 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
Dieses wird, anders als bei den üblichen<br />
Schmierungen, während des Betriebs von<br />
der Sintermetallbuchse an den Reibflächen<br />
freigesetzt. Diese sogenannte „Dry-to-the-<br />
Touch“-Oberfläche von Ketten wie Renold<br />
Syno eignet sich für Anwendungen, bei<br />
denen überhaupt keine zusätzliche Schmierung<br />
genutzt werden darf und ist sicher bei<br />
Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s.<br />
01 Verstärkte Bolzen sind eine Möglichkeit<br />
die Solution Chains haben, um ihre Lebensdauer<br />
gegenüber Standardketten zu<br />
verlängern<br />
02 Ketten wie die Renold Synergy bieten<br />
dank Laschen in „Grand Prix“-Kontur und<br />
hochwertiger Verarbeitung die beste<br />
Dauerfestigkeit bei hohen Belastungen<br />
03 Beim Umgang mit Lebensmitteln sind<br />
Hygienevorschriften besonders hoch – eigens<br />
entwickelte Solution Chains kommen daher<br />
ohne äußere Schmierung aus<br />
Bei der Wahl einer Kunststoffkette sollte auf<br />
jeden Fall bedacht werden, dass sie zwar in<br />
punkto Hygiene und Gewicht klare Vorteile<br />
hat, ihre Festigkeit aber geringer ist als bei<br />
Standardketten.<br />
Die zweite Technologievariante, die im<br />
Bedarfsfall ohne jegliche Schmierung auskommt,<br />
ist die Polymerbuchsenkette. Sie<br />
eignet sich vor allem in Bereichen, in denen<br />
höhere Kräfte wirken und wo Kunststoffketten<br />
nicht ausreichen. Um den Abrieb<br />
ohne Schmierung gering zu halten, wird<br />
hier im Kettengelenk zwischen Bolzen und<br />
Buchse zusätzlich eine höchst verschleißbeständige<br />
Kunststoffbuchse eingesetzt.<br />
Diese Kunststoffbuchsen sind jedoch Spezialentwicklungen<br />
und werden daher nur von<br />
wenigen Herstellern angeboten.<br />
Im frostfreien Lebensmittelbereich bieten<br />
sich auch vernickelte Ketten mit Sintermetallbuchsen<br />
an, die Schmiermittel enthalten.<br />
Der Dreck bleibt draußen<br />
Da Ketten auch in rauen, verschmutzten<br />
Umgebungen volle Leistung bringen müssen,<br />
wurden auch Solution Chains für diesen<br />
Bereich entwickelt. Denn Staub und Dreck,<br />
wie sie z. B. in Landwirtschaft, Holz- und Papierverarbeitung<br />
oder Ziegeleien auftreten,<br />
fügen einer Standardkette schnell erhebliche<br />
Schäden zu und führen zu Ausfällen und ungeplanten<br />
Wartungsarbeiten. Spezialketten<br />
in diesem Bereich benötigen daher eine<br />
besondere Robustheit gegenüber abrasiven<br />
Medien, die in das Kettengelenk eindringen<br />
und dort erhöhten Verschleiß hervorrufen.<br />
Die derzeit vielversprechendsten Entwicklungen<br />
auf diesem Gebiet basieren auf zwei<br />
Modifikationen der bisherigen Kettenlösungen:<br />
Erstens die Verwendung von extrem<br />
harten Bolzen, da dieser dem höchsten Verschleiß<br />
unterliegt. Diese bestehen aus einem<br />
besonderen Material, das zusätzlich noch<br />
einer aufwändigen Oberflächenbehandlung<br />
unterzogen wird, wodurch sie eine Härte erlangen,<br />
die etwa um den Faktor 2 höher ist,<br />
als bei marktüblichen Standardketten. Zweitens<br />
eine spezielle Schmierung, die verhindert,<br />
dass Staub und Schmutz in die Zwischenräume<br />
der Gelenke eindringen können.<br />
Bei der Solution-Chain-Marke Renold Sovereign<br />
konnte die Leistungsdauer bei rauen<br />
Umgebungsbedingungen so gegenüber den<br />
Standardlösungen um das Dreifache verlängert<br />
werden. Aufgrund ihrer besonderen<br />
Eigenschaften können diese Ketten, obwohl<br />
sie nicht für den schmierstofflosen Einsatz<br />
gedacht sind, im Extremfall auch bei Mangelschmierung<br />
bis hin zum Trockenlauf länger<br />
den Betrieb aufrechterhalten.<br />
Solution Chains sind zwar teurer als die<br />
konventionelle Massenware aus Fernost,<br />
haben aber klare Vorteile: Sie sind auf das<br />
jeweilige Aufgabenprofil maßgeschneidert,<br />
garantieren gleichbleibend hohe Qualität,<br />
kontrolliert nach europäischen Maßstäben,<br />
und sind in der Regel höherwertig verarbeitet<br />
– z. B. mit nahtlos gefertigten Rundteilen<br />
oder einzeln beschichteten Komponenten.<br />
Der Einsatz einer Spezialkette hat ein Ziel:<br />
Verringerung der Ausfallzeiten durch Verlängerung<br />
der Lebenszeit im jeweiligen Arbeitsszenario.<br />
Für die Industrie, wo Maschinenstillstandskosten<br />
pro Stunde schnell<br />
fünfstellig sind, bedeutet jede Verlängerung<br />
der Laufzeit also bares Geld.<br />
www.renold.com<br />
[<br />
]<br />
... was man kaum sieht
KETTEN, RIEMEN & CO. I SPECIAL<br />
Die richtige Spannung zählt<br />
Regelmäßige Wartung erhöht die Lebensdauer von Antriebsriemen<br />
Nur ein optimal gespannter<br />
Antriebsriemen erreicht seine<br />
maximale Lebensdauer.<br />
Ebenso vermeidet er frühzeitige<br />
Lagerschäden. Mit regelmäßigen<br />
Überprüfungen beugt man Motorund<br />
Riemenschäden effektiv vor.<br />
Ein Messgerät liefert hierfür<br />
zuverlässige und dokumentierbare<br />
Ergebnisse.<br />
Sowohl der Elektromotor als auch der<br />
Antriebsriemen sind für den Maschinenbau<br />
und die industrielle Produktion<br />
unentbehrlich. Fällt ein Elektromotor aus,<br />
verursacht dies häufig erhebliche Kosten.<br />
Zudem werden im Zuge der fortschreitenden<br />
Automatisierung immer mehr Arbeiten<br />
von Robotern erledigt. Deren Antrieb im<br />
Roboterarm besteht oft aus Schrittmotoren<br />
mit Zahnriemen, um die Kraft von einem<br />
Armsegment zum anderen zu übertragen.<br />
Die dreidimensionalen Verfahrwege des<br />
Roboters, seine Knick- und Rotationsbewegungen<br />
erfordern hochgenaue und äußerst<br />
robuste Kraftübertragungen am Antrieb.<br />
Neben dem Schrittmotor muss auch der<br />
Zahnriemen hohen Ansprüchen gerecht<br />
werden: synchrone Drehzahlübertragung<br />
mit hohem Drehmoment sowie große Beschleunigungswerte<br />
ohne Spiel. Vor allem<br />
darf es nicht zu einem Überspringen der<br />
Zähne kommen. Die Voraussetzung hierfür<br />
sind präzise Zahngeometrien, eine hohe<br />
Zahntragfähigkeit und geringe Dehnbarkeit<br />
des Riemens. Die hohe Genauigkeit des<br />
Antriebes kann nur gewährleistet werden,<br />
wenn die Riemenspannung optimal und<br />
präzise eingestellt wird.<br />
Generell ist die Zuverlässigkeit von<br />
Riemenantrieben sehr hoch. In der Regel<br />
wird eine Lebensdauer erreicht, die ande-<br />
David Jaap ist Technical Sales Industrial<br />
Electronics and Vibration Technology bei<br />
der Hilger u. Kern GmbH in Mannheim<br />
ren Antrieben mit Rädergetrieben in nichts<br />
nachsteht, und dies ohne Wartung. Dennoch<br />
können Riemenausfälle entstehen,<br />
etwa wenn das Dimensionieren der Riemen<br />
und das Aufstellen der Anlage nicht<br />
fachgerecht ausgeführt wurde. Antriebsriemen<br />
können frühzeitig verschleißen,<br />
wenn die Vorspannung des Riemens nicht<br />
korrekt eingestellt ist:<br />
n Geringe Vorspannung: Riemen schwingen,<br />
flattern oder Riemenzähne werden<br />
übersprungen.<br />
n Zu hohe Vorspannung: hoher Verschleiß<br />
von Zahnriemenflanken.<br />
Überlastung führt zu<br />
Lagerschäden<br />
Der Ausfall eines Elektromotors kann viele<br />
Ursachen haben. Diese reichen von Überspannung<br />
im Elektronetz, Überlastung und<br />
zu geringer Kühlung über eine nicht lineare<br />
Wellenausrichtung bis hin zu Drehmomentstößen<br />
oder Überdrehzahl. Laut einer<br />
Statistik des Berufsverbandes IEEE stellen<br />
Lagerschäden mit einem Anteil von 51 %<br />
Prozent die häufigste Ausfallursache dar.<br />
Häufiger Grund hierfür ist die radiale Überlastung<br />
der Welle in Riemenantrieben.<br />
Bei der Montage von Antriebsriemen<br />
sollte deshalb genau auf die richtige Einstellung<br />
der Zugkraft geachtet werden. Eine<br />
zu hohe Zugkraft führt zu Wälzlagerschäden,<br />
eine zu weiche Einstellung kann ein zu<br />
hohes Spiel in der Synchronübertragung erzeugen<br />
oder sogar ein Überspringen des<br />
Zahnriemens zur Folge haben. Wälzlagerhersteller<br />
definieren in der Regel in einem<br />
Datenblatt des Lagers eindeutig die maximal<br />
zulässige Radialbelastung. Um Lagerschäden<br />
vorzubeugen, sollte bei der Inbetriebnahme<br />
des Riemenantriebs die Spannung gemessen<br />
und die zulässige Radialkraft auf das Wälzlager<br />
berechnet werden.<br />
Riemenspannung messen<br />
Schnell und einfach lässt sich die Riemenspannung<br />
mit dem von Hilger u. Kern<br />
Industrietechnik entwickelten Trummeter<br />
messen, sowohl bei Inbetriebnahme eines<br />
neuen Riemenantriebs als auch bei regelmäßigen<br />
Wartungen. Die Messung der Vorspannkraft<br />
erfolgt so: Zunächst wird der<br />
Antriebsriemen durch Anschlagen in Eigenschwingung<br />
versetzt. Dann wird er mit getaktetem<br />
LED-Licht angeleuchtet und die<br />
Messung wird durchgeführt. Das Trummeter<br />
ermittelt die Eigenfrequenz des Zahnriemens<br />
und rechnet den Wert wahlweise in<br />
Hertz (Frequenz), Newton (Zugkraft) oder<br />
Pound-force um. Zur Beurteilung des Messergebnisses<br />
wird dieser Wert mit dem Soll-<br />
Wert der Riemenspannung verglichen. Lieferanten<br />
von Riemenantrieben geben diesen<br />
Soll-Wert für die Riemenspannung als<br />
Eigenfrequenz in Hz oder als Trumkraft in<br />
N vor. Der Soll-Wert ist immer abhängig von<br />
den Eigenschaften des Antriebs.<br />
In der Technik wird der Trum als die freie<br />
Länge eines Riemens zwischen zwei Auflagepunkten<br />
definiert. Es handelt sich bei<br />
52 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
der Trumkraft um die Kraft, die den Riemen<br />
spannt. Sie lässt sich mit dem Trummeter<br />
ermitteln. In Lehrbüchern des Maschinenbaus<br />
wird der Trum als ein Teil oder Zweig<br />
eines laufenden Zugstrangs definiert. Er<br />
bezeichnet genau genommen den Teil einer<br />
Anordnung, der von einem zentralen Ort<br />
weg- oder zu ihm hinführt. In einem Riemengetriebe<br />
ist ein Trum der freie, nicht<br />
aufliegende Riemenabschnitt. Die Begriffe<br />
Riementrumkraft, Trumspannung und Trumkraft<br />
bezeichnen die gleiche Größe. Sie sind<br />
ebenfalls gleichzusetzen mit der Riemenspannung,<br />
Riemenzugkraft, Riemenvorspannkraft<br />
und Riemenspannkraft. Zur<br />
Berechnung der Trumkraft müssen in das<br />
Trummeter die Riemenmasse und -länge<br />
eingegeben werden (bei der Messung der<br />
Riemenfrequenz in Hz ist dies nicht notwendig).<br />
Die Riemenmasse kann einer<br />
Tabelle entnommen oder errechnet werden,<br />
indem man den Riemen wiegt und auf<br />
einen Meter umrechnet.<br />
Das Trummeter zeigt die Kraft in Newton<br />
an, indem es die Eigenfrequenz misst und<br />
das Messergebnis in diese Formel einfügt:<br />
<br />
(1)<br />
m = Riemenmasse<br />
L = Trumlänge<br />
f = Eigenfrequenz<br />
01<br />
Ausfallursachen von Motoren<br />
Ausfallursachen von Motoren<br />
Um das Messergebnis des Trummeters<br />
richtig zu beurteilen, wird der Ist-Wert der<br />
Trummeter-Anzeige im nächsten Schritt<br />
mit dem Soll-Wert, der optimalen Riemenspannung,<br />
verglichen. Der Soll-Wert, mit<br />
dem der Riemen optimal eingestellt bzw.<br />
gespannt werden soll, kann auf drei Wegen<br />
ermittelt werden.<br />
n Berechnung der notwendigen Riemenspannung<br />
durch den Maschinenkonstrukteur:<br />
Dieser legt den Sollwert im<br />
Zuge der Auslegung der Riemen und<br />
Wälzlager fest.<br />
n Empirische Bestimmung: dies bietet sich<br />
vor allem bei älteren Maschinen an. Ein<br />
erfahrener Mitarbeiter, der die Maschinen<br />
kennt und richtig einstellen kann, nimmt<br />
die optimale Einstellung vor. Danach<br />
wird der Soll-Wert gemessen und für alle<br />
zukünftigen Riemenspannungseinstellungen<br />
notiert.<br />
n Kalkulation des Soll-Werts am PC: dazu<br />
liegt jedem Trummeter ein PC-Berechnungsprogramm<br />
bei. Dieses fragt die<br />
Antriebsdaten ab und berechnet automatisch<br />
die optimale Riemenspannung<br />
in Newton.<br />
Soll-Wert der Riemenspannung<br />
berechnen<br />
Falls keine Angaben über den Soll-Wert<br />
der Trumkraft eines Riemenantriebes vorliegen,<br />
kann die Trumkraft bzw. die optimale<br />
Riemenspannung auch mit den folgenden<br />
Formeln berechnet werden. Die<br />
Gültigkeit beschränkt sich dabei auf zwei<br />
Wellen antriebe und ist demzufolge nicht<br />
für Transport riemen gültig. Für Zahnriemen<br />
und Keil riemen gibt es jeweils eine<br />
eigene Formel.<br />
■ Kupplung ■ Rotor ■ Unbekannt ■ Extern ■ Wicklung ■ Lager<br />
[GESCHLOSSENLEBE<br />
NSMITTELKONFORM ]<br />
was man kaum sieht<br />
2 % 5 %<br />
10 %<br />
DER BRECOprotect<br />
51 %<br />
16 %<br />
Beste Zahnriemenqualität aus<br />
Porta Westfalica, verbaut in<br />
Ihrer Anlage.<br />
Das ist Bewegung.<br />
16 %<br />
Quelle: PROCESS/ABB/IEEE Petro-Chemical Paper PCIC-94-01
KETTEN, RIEMEN & CO. I SPECIAL<br />
02 Trummeter zur Messung der Riemenspannung: Die Lieferung erfolgt mit zwei Messsonden<br />
Riemenmassen<br />
Keilrippenriemen PJ = 0,082<br />
PM = 1,100<br />
Keilriemen SPZ = 0,074<br />
SPB = 0,195<br />
10 = 0,064<br />
17 = 0,196<br />
22 = 0,324<br />
32 = 0,668<br />
Kraftbänder SPZ = 0,<strong>12</strong>0<br />
SPB = 0,261<br />
Polyurethan-<br />
Zahnriemen<br />
3V/9J = 0,<strong>12</strong>0<br />
8V/25J = 0,693<br />
T 2,5 = 0,015<br />
T 10 = 0,048<br />
AT 3 = 0,023<br />
AT 10 = 0,063<br />
Berechnung des Soll-Werts (Trumkraft) für<br />
Zahnriemen:<br />
(2)<br />
P = Motorleistung in Kw<br />
t = Zahnteilung in mm<br />
n = Drehzahl der kleinen Scheibe (Upm)<br />
z = Anzahl der Zähne der kleinen Scheibe<br />
k = 1,5 für Leistungsübertragungen von<br />
Gummi-Zahnriemen<br />
k = 1/3 für PU-Riemen mit Gesamtzähnezahl<br />
des Riemens < 60<br />
k = 1/2, „ 60–150<br />
k = 2/3, „ > 150<br />
PL = 0,320<br />
SPA = 0,<strong>12</strong>3<br />
SPC = 0,377<br />
13 = 0,109<br />
20 = 0,266<br />
25 = 0,420<br />
40 = 0,958<br />
SPA = 0,166<br />
SPC = 0,555<br />
5V/15J = 0,252<br />
T 5 = 0,024<br />
T 20 = 0,084<br />
AT 5 = 0,034<br />
AT 20 = 0,106<br />
kg/m je 10 Rippen<br />
kg/m je Riemen<br />
kg/m je Riemen<br />
kg/m je Rippe<br />
kg/m je Rippe<br />
kg/m je 10 mm<br />
Breite<br />
kg/m je 10 mm<br />
Breite<br />
Berechnung des Soll-Werts (Trumkraft) für<br />
Keilriemen (pro Riemen):<br />
(3)<br />
<br />
P = Motorleistung in kW<br />
z = Anzahl der Riemen<br />
v = Riemengeschwindigkeit = D × n / 19 100<br />
D = Wirkdurchmesser der kleinen Scheibe<br />
in mm<br />
n = Drehzahl der kleinen Scheibe (Upm)<br />
m × v² = Fliehkraft (relevant für Drehzahlen<br />
> 800 Upm)<br />
m = Riemengewicht in kg/m laut Tabelle<br />
(für einen Riemen)<br />
Erfahrungsgemäß dehnen sich Antriebsriemen<br />
nach der Montage aus. Deshalb ist es<br />
sinnvoll, die Riemen bei der Montage mit<br />
der 1,3-fachen Trumkraft einzustellen und<br />
nach rund einer Stunde nochmals nachzumessen.<br />
Neben der optimalen Trumkraft<br />
der Riemen ist auch die zulässige Radialkraft<br />
auf die Wälzlager zu berücksichtigen.<br />
Die mit dem Trummeter ermittelte Trumkraft<br />
in Newton kann mittels einer einfachen<br />
Formel direkt mit der zulässigen Radiallast<br />
des Wälzlagers verglichen werden.<br />
<br />
(4)<br />
Die auf das Wälzlager einwirkende Radialkraft<br />
ist das Zweifache der Trumkraft, die<br />
das Messgerät anzeigt. Wird die zulässige<br />
Radialkraft eingehalten, beugt dies Lagerschäden<br />
vor.<br />
Die Lebensdauer steigern<br />
Seine maximale Lebensdauer erreicht ein<br />
Antriebsriemen nur dann, wenn er einsatzorientiert<br />
ausgelegt, der Riemen optimal gespannt<br />
und die Scheiben exakt ausgerichtet<br />
sind. Mit der richtigen Riemenspannkraft<br />
halten Wälzlager oder Räder länger und bieten<br />
so eine optimale Leistungsübertragung.<br />
Mit dem Trummeter von Hilger u. Kern<br />
Industrietechnik lassen sich bei der Endabnahme<br />
von Riemenantrieben sowie bei<br />
der regelmäßigen Qualitätssicherung und<br />
Instandhaltung sichere, protokollier- und<br />
dokumentierbare Daten ermitteln.<br />
Fotos: 01: Process/ABB/IEEE Petro-Chemical Paper<br />
PCIC-94-01<br />
www.trummeter.com<br />
54 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Sensorlose Regelung zur aktiven<br />
Schwingungsdämpfung in Antrieben<br />
mit ASMKL<br />
Herrn Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Beck zum<br />
70. Geburtstag gewidmet<br />
Der Beitrag bezieht sich auf ein sensorloses<br />
Regelverfahren für Antriebe mit Asynchron maschinen<br />
mit Kurzschlussläufer (ASMKL) und mit<br />
schwingungsfähigem mechanischem System.<br />
Ziel des Verfahrens ist es, durch eine intelligente<br />
Regelung die Torsionsschwingungen im mechanischen<br />
Antriebsstrang aktiv zu dämpfen, damit den Verschleiß<br />
zu vermindern und die Lebensdauer zu erhöhen.<br />
Prof. em. Dr.-Ing. habil. Ulrich Beckert ist ehem. Lehrstuhlinhaber am Institut<br />
für Elektrotechnik an der TU Bergakademie Freiberg; Prof. Dr.-Ing. Jan Wenske<br />
ist stellv. Leiter am Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik<br />
IWES in Bremerhaven; Dr.-Ing. André Warschofsky ist wissenschaftl.<br />
Mitarbeiter am Institut für Elektrotechnik an der TU Bergakademie Freiberg<br />
Der Beitrag bezieht sich auf ein sensorloses Regelverfahren für<br />
Antriebe mit umrichtergespeisten Kurzschlussläufer-Asynchronmaschinen<br />
(ASMKL) großer Leistung mit schwingungsfähigem<br />
mechanischem System, wie z. B. für Traktions-, Walzwerks-,<br />
Schredder- oder Windenergieantriebe.<br />
Ziel des Verfahrens ist es, durch eine intelligente Regelung des<br />
umrichtergespeisten Drehstrommotors die Torsionsschwingungen<br />
im mechanischen Antriebsstrang aktiv zu dämpfen, damit den<br />
Verschleiß zu vermindern und die Lebensdauer zu erhöhen. Das<br />
herausragende Merkmal des Regelverfahrens besteht darin, dass es<br />
ohne Sensoren für Drehwinkel, Drehzahlen und Drehzahlmo mente<br />
auskommt. Gemessen werden nur die Ständerspannungen und<br />
die Ständerströme.<br />
Bei der klassischen Antriebsregelung (FOR [16] oder DSR [22])<br />
wird das Luftspaltmoment m i<br />
gemäß dem vom Drehzahlregler gelieferten<br />
Sollwert unabhängig vom Zustand des mechanischen<br />
Antriebsstranges eingeprägt. Änderungen des Luftspalt- oder des<br />
Lastmomentes führen deshalb zu Torsionsschwingungen, die das<br />
Material ermüden und die Lebensdauer der Bauteile verkürzen.<br />
Durch Einbeziehung der Mechanik in die Regelung, zweckmäßig<br />
mit einer Zustandsregelung nach Bild 01, lassen sich die auftretenden<br />
Torsionsschwingungen aktiv dämpfen und der Verschleiß vermindern<br />
[1, 2, 3, 4]. Jedoch werden für eine solche Zustandsrege-<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 55
01<br />
n M *<br />
–<br />
Schwingungsdämpfung mittels Zustandsregelung<br />
n M<br />
n-Regler<br />
–<br />
+<br />
+<br />
+<br />
m i<br />
+<br />
+<br />
+<br />
*<br />
elektr.<br />
Teilsystem<br />
+m i<br />
-Reglg.<br />
r mi<br />
r Wel<br />
r nA<br />
r nM<br />
m i<br />
m Wel<br />
n A<br />
n M<br />
m i<br />
mech.<br />
Teilsystem<br />
m W<br />
gebern mit hoher Auflösung. Deswegen ist man zunehmend bestrebt,<br />
den Antrieb ohne Messung der Drehzahl „sensorlos“ zu<br />
regeln, s. z. B. [4, 5, 6].<br />
Im Beitrag wird eine Schätzeinrichtung für geregelte ASMKL-Antriebe<br />
mit schwingungsfähigem mechanischem System vorgestellt,<br />
mit der das Luftspaltmoment und die Drehzahl der ASM, das Wellenmoment<br />
im mechanischen Antriebsstrang sowie die Lastdrehzahl<br />
und das Lastmoment sowohl während des stationären als auch<br />
während des dynamischen Betriebes in hoher Qualität geschätzt<br />
werden können. Gemessen werden nur die Ständerspannungen<br />
und die Ständerströme (Bild 02).<br />
Die Schätzeinrichtung für ASMKL besteht aus einem Beobachter<br />
der ASMKL, einer Regelung des Luftspaltmomentfehlers und einem<br />
Beobachter für das mechanische System (Bild 03). Das Differenzialgleichungssystem<br />
der Schätzeinrichtung wird in Echtzeit (auf einem<br />
Signalprozessor) parallel mitgerechnet.<br />
Die Schätzeinrichtung bildet das Grundelement für eine sensorlose<br />
Zustandsregelung zur aktiven Schwingungsdämpfung und<br />
Verschleißminderung.<br />
Modell der Asynchronmaschine<br />
02<br />
Schätzeinrichtung zur sensorlosen aktiven Schwingungsdämpfung<br />
von ASMKL-Antrieben<br />
Dem entwickelten Beobachter der ASMKL liegt das bekannte<br />
mathematische Modell der stromverdrängungsfreien ASM im ständerbezogenen<br />
Koordinatensystem (α, jβ) zugrunde [9]:<br />
3~<br />
=<br />
=<br />
3~<br />
bzw.<br />
i<br />
l<br />
u<br />
l<br />
Schätzeinrichtung<br />
n^<br />
M<br />
^<br />
m I<br />
^<br />
m Wel<br />
^<br />
n A<br />
^<br />
m W<br />
ASM<br />
J M<br />
J A<br />
C<br />
m W<br />
d<br />
m i<br />
w M<br />
w A<br />
Darin sind der Raumzeiger der Ständerspannung, die<br />
Raumzeiger des Ständer- und Läuferflusses, die Raumzeiger<br />
der Ständer- und Läuferströme, R 1<br />
, R 2<br />
die Ständer- und Läuferwiderstände,<br />
die Ständer- und Läuferreaktanzen, X h<br />
die Hauptfeldreaktanz und<br />
X σ1<br />
,X σ2<br />
die Ständer- und Läuferstreureaktanzen und<br />
lung die Momentanwerte aller Zustandsgrößen des mechanischen<br />
Systems (m i<br />
, n M<br />
, m Wel<br />
, n A<br />
) benötigt. Da ihre kontinuierliche Messung<br />
während des Betriebes sehr aufwändig ist und im Allgemeinen<br />
nicht toleriert wird, werden die benötigten Zustandsgrößen zweckmäßig<br />
mithilfe eines Beobachters rekonstruiert.<br />
Alle bekannten Beobachter des mechanischen Systems bilden<br />
den Beobachterfehler aus der gemessenen und der vom Beobachter<br />
geschätzten Motordrehzahl, benötigen also einen Drehzahlgeber<br />
mit hoher Auflösung. Besonders im Montan- und Traktionsbereich<br />
müssen die Drehzahlgeber jedoch sehr robust sein. Dies<br />
erschwert bzw. verhindert den Einsatz von optischen Inkremental-<br />
die Gesamtstreuziffer.<br />
Dieses Gleichungssystem gilt unter den idealisierenden Annahmen:<br />
n eines vollkommen symmetrischen Aufbaus der Maschine,<br />
n eines sinusförmigen Luftspaltfeldes,<br />
n eines konstanten Sättigungszustandes sowie<br />
n unter Vernachlässigung der Stromverdrängung und Eisenverluste.<br />
56 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Ohne besondere Kennzeichnung sind alle Läufergrößen auf den<br />
Ständer umgerechnet. Außerdem sind alle vorkommenden Variablen<br />
und Parameter normierte Größen (per-unit). Bei der Normierung<br />
wurden die folgenden Bezugsgrößen (Index B) [9] verwendet:<br />
03<br />
Prinzipschaltbild der Schätzeinrichtung für ASMKL,<br />
bestehend aus einem Beobachter der ASM, einer Regelung<br />
des Luftspaltmomentfehlers und einem Beobachter des<br />
mechanischen Systems<br />
3~<br />
=<br />
=<br />
3~<br />
^i i l<br />
l<br />
-<br />
∆i<br />
l<br />
^i l<br />
^m i<br />
wobei U 1n<br />
die Nennstrangspannung, I 1n<br />
der Nennstrangstrom und<br />
f 1n<br />
die Nennfrequenz sind.<br />
ist die bezogene Anlaufzeitkonstante, die man bei der Normierung<br />
der Bewegungsgleichung erhält, p die Polpaarzahl. In normierter<br />
Form gilt außerdem:<br />
Für die verwendeten komplexen Raumzeiger gilt die Definition<br />
nach KOVACS [8].<br />
Für den Ständerstromraumzeiger im ständerbezogenen Koordinatensystem<br />
(α, jβ) gilt z. B.:<br />
u<br />
l<br />
Beobachter<br />
ASM<br />
∆i<br />
l<br />
n^<br />
^<br />
M<br />
Y 2<br />
e<br />
J M<br />
J A<br />
C<br />
m W<br />
ASM<br />
d<br />
m i<br />
w M<br />
04<br />
w A<br />
^<br />
n M<br />
(el)<br />
n^ (mech)<br />
M<br />
Beobachter<br />
mech.<br />
System<br />
Ersatzbild des Asynchronmotors (oben) und Ständerstromraumzeiger<br />
a<br />
^m i<br />
^m Wel<br />
^n A<br />
^mw<br />
^n M<br />
d u al<br />
u cl<br />
i al<br />
Die Raumzeiger der Käfigwicklung des Läufers sind analog definiert.<br />
Für den Läuferstromraumzeiger gilt z. B.:<br />
wobei<br />
jb<br />
u bl<br />
i a2<br />
i b2<br />
i c2<br />
i cl<br />
i bl<br />
der elektrische Nutwinkel des Läufers und i 2Rµ<br />
der Strom im µ-ten<br />
Ringsegment der Käfigwicklung sind. Zwischen den Stabströmen<br />
und den Ringströmen besteht der Zusammenhang:<br />
Für den auf den Ständer umgerechneten und normierten Läuferwiderstand<br />
gilt:<br />
j y<br />
jq<br />
j β<br />
ω 1i<br />
ω 1<br />
i 1β i 1y<br />
i 1a<br />
i 1<br />
Ψ 2<br />
wobei<br />
x<br />
δ<br />
γ 1i<br />
i 1x<br />
und r St<br />
, r R<br />
die Widerstände eines Läuferstabes bzw. eines Kurzschlussringes<br />
sind.<br />
i 1α<br />
ϕ<br />
u 1a<br />
α<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 57
05<br />
Erweiterung des Beobachters der ASMKL um die Schätzung der<br />
Drehzahl<br />
06<br />
Grundwellen-Leerlaufkennlinie U h<br />
= f (I µ<br />
) und<br />
Abhängigkeit der Ständerhauptreaktanz vom<br />
Magnetisierungsstrom X h<br />
= f (I µ<br />
) in normierter Form<br />
i 1<br />
i 1<br />
i 1<br />
K 2<br />
K 1<br />
–<br />
+<br />
∆i 1<br />
∆i 1<br />
∆i 1<br />
∆m*= 0<br />
^i1<br />
i 1<br />
1.5<br />
U h<br />
X h,ermittelt<br />
X h,polynom<br />
R 1<br />
l/σX 1<br />
u 1<br />
X<br />
l/σT 2 +<br />
+ –<br />
+<br />
^<br />
Y 1<br />
+<br />
–<br />
∆m X h<br />
/X 2<br />
X h<br />
/X 2<br />
X h<br />
/X 2<br />
–<br />
e<br />
^n<br />
–<br />
+ –<br />
+<br />
^<br />
Y 2<br />
^<br />
Y 2<br />
^<br />
Y 2<br />
^<br />
Y 2<br />
^m1<br />
U h<br />
/ U 1,n<br />
X h<br />
/ X h,n<br />
1<br />
0.5<br />
j<br />
X<br />
^n<br />
0<br />
0 0.5 1 1.5<br />
I / I ,n<br />
Berücksichtigung von Stromverdrängung, Hauptfeldsättigung<br />
und Eisenverlusten<br />
Für eine genaue Schätzung des Luftspaltmomentes m i<br />
(t) und der<br />
Drehzahl n M<br />
(t) der ASMKL ist es notwendig, das vorgestellte Modell<br />
um die transiente Stromverdrängung in den Läuferstäben, die Sättigungsabhängigkeit<br />
der Ständerhauptinduktivität und um die Eisenverluste<br />
zu erweitern.<br />
Schnelle Drehmomentänderungen führen nach Gl. (35) zu<br />
gleichschnellen Änderungen der Läuferströme und bei ASMKL<br />
mittlerer und großer Leistung zu transienter Stromverdrängung in<br />
den Läuferstäben. Üblicherweise wird diese Stromverdrängung dadurch<br />
erfasst, dass jeder Läuferstab fiktiv in n übereinanderliegende,<br />
stromverdrängungsfreie Teilstäbe unterteilt und die sich<br />
einstellende Stromdichteverteilung durch eine Treppenkurve angenähert<br />
werden [10, 11]. Meistens reicht die Doppelkäfignäherung<br />
aus [11]. Hierbei werden die Läuferstäbe in je zwei Teilstäbe unterteilt.<br />
Auf diese Weise entsteht eine ASM mit zwei übereinander<br />
liegenden Käfigwicklungen, dem Ersatz-Betriebskäfig (Index u)<br />
und dem Ersatz-Anlaufkäfig (Index o). Beide Käfige sind über das<br />
Hauptfeld und das Nutstreufeld gekoppelt.<br />
Bei der Doppelkäfignäherung erhält man anstelle von Gl. (1)<br />
jetzt zwei Läuferspannungsdifferenzialgleichungen<br />
An die Stelle von Gl. (2) tritt:<br />
Außerdem gilt:<br />
Darin bedeuten<br />
die auf den Ständer umgerechneten und normierten Stabund<br />
Ringwiderstände sowie die Nutstreureaktanzen der beiden<br />
Ersatz-Käfige.<br />
Für eine genaue Schätzung des Luftspaltmomentes m i<br />
(t) und<br />
der Drehzahl n M<br />
(t) ist es weiterhin notwendig, die Hauptfeldsättigung,<br />
Sättigungsabhängigkeit der Ständerhauptinduktivität bzw.<br />
der Ständerhauptreaktanz X h<br />
= f (i µ<br />
) bzw. X h<br />
= f (ψ h<br />
) zu berücksichtigen.<br />
Diese Abhängigkeiten werden in folgender Weise gewonnen:<br />
Im stationären Leerlaufversuch wird zunächst der Zusammenhang<br />
zwischen dem Effektivwert der Grundwelle der<br />
Ständerspannung und dem Effektivwert der Grundwelle des Magnetisierungsstromes<br />
I µ<br />
= f (U 1<br />
), die sogenannte „äußere Magnetisierungskennlinie“<br />
ermittelt. Unter Annahme einer konstanten<br />
Ständerstreureaktanz X σ1<br />
werden daraus zunächst der Zusammenhang<br />
,<br />
wobei<br />
sind, und danach unter Beachtung von<br />
Mit der Näherung X σnu<br />
= X σno<br />
gilt für die Streuflussverkettungen der<br />
beiden Käfige:<br />
der Zusammenhang<br />
ermittelt.<br />
jeweils in „per-unit“-Darstellung<br />
58 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Der Zusammenhang zwischen normierten Magnetisierungsstrom<br />
und normierter Hauptflussverkettung kann gut durch eine Exponenzialfunktion<br />
[<strong>12</strong>]<br />
07<br />
Beobachter des Zweimassendrehschwingers mit Störmodell<br />
n M (n M – n^<br />
M )<br />
–<br />
^nM<br />
angenähert werden. Unter Berücksichtigung von<br />
man aus Gl. (29) den gesuchten Zusammenhang (Bild 06):<br />
erhält<br />
k M T M k Wel T C k A T A k W<br />
m i<br />
T M<br />
T C T A l<br />
^<br />
m W<br />
–<br />
–<br />
–<br />
Bei der Anwendung von Gl. (30) ist zu beachten, dass im dynamischen<br />
Modell der ASMKL<br />
^nA<br />
^<br />
m Wel<br />
^nM<br />
als Bezugsgrößen verwendet worden sind. Dieser im stationären<br />
Betrieb ermittelte Zusammenhang wird – wie bei der Simulation<br />
von ASM üblich [<strong>12</strong>, 13, 14] – auch für den dynamischen Betrieb<br />
übernommen. Zu jedem Zeitschritt werden der Betrag der Ständerhauptflussverkettung<br />
ψ h<br />
und aus diesem, der aktuelle Wert der<br />
Ständerhauptreaktanz X h<br />
bestimmt.<br />
Bei der Berücksichtigung der Eisenverluste werden die Läufereisenverluste<br />
gegenüber denen im Ständer vernachlässigt. Da bei<br />
umrichtergespeisten ASM der Fluss und die Ständerfrequenz in<br />
einer festen Beziehung zueinander stehen, ist es ausreichend, die<br />
Eisenverluste nur noch als Funktion der Ständerfrequenz zu beschreiben.<br />
Es erweist sich rechentechnisch als günstig, die Eisenverluste<br />
durch einen frequenzabhängigen Eisenverlustwiderstand<br />
R Fe<br />
parallel zur Ständerreaktanz X 1<br />
zu berücksichtigen. Im Grunddrehzahlbereich<br />
und im unteren Feldschwächbereich ist R Fe<br />
~ f 1<br />
,<br />
weil hier die Eisenverluste hauptsächlich durch die Hystereseverluste<br />
bestimmt werden. Im oberen Feldschwächbereich überwiegen<br />
die Wirbelstromverluste. Hier bleibt R Fe<br />
≈ konst. [14, 15].<br />
Mit Berücksichtigung der Eisenverluste lautet die Ständerspannungsgleichung<br />
08<br />
m b<br />
m^<br />
i<br />
0,75<br />
0,5<br />
0,25<br />
–0,25<br />
–0,5<br />
–0,75<br />
Periodisches Reversieren: Sollwert des Luftspaltmomentes:<br />
m * = ± 0,63; Umschaltdrehzahl: n u<br />
= ± 0,5;<br />
Einmassendrehschwinger<br />
1<br />
0<br />
0,2 0,4 0,6<br />
m b<br />
m<br />
^<br />
i<br />
t/s<br />
0,8<br />
–1<br />
Zeitliche Verläufe von „gemessenem“ und geschätztem Luftspaltmoment m i<br />
(t)<br />
wobei jetzt<br />
0,6<br />
n<br />
und<br />
n<br />
n^<br />
0,4<br />
n<br />
^<br />
0,2<br />
Grundbeziehungen der FOR<br />
Bei der FOR nach [16] erfolgt bekanntlich die gesamte Regelung in<br />
einem synchron mit dem Läuferflussraumzeiger rotierenden<br />
Koordinatensystem, hier mit x, y bezeichnet.<br />
Dabei wird, wie im Bild 04b dargestellt, das Koordinatensystem<br />
so gelegt, dass seine reelle Achse immer in Richtung des Läuferflussraumzeigers<br />
zeigt. Für die Transformationen der Raumzeiger<br />
zwischen dem ständerbezogenen und dem mit ω 1<br />
rotierenden<br />
läuferflussbezogenen Koordinatensystem werden die<br />
Beziehungen<br />
0<br />
–0,2<br />
–0,4<br />
–0,6<br />
0,2<br />
Zeitliche Verläufe von gemessener und geschätzter Motordrehzahl n m<br />
(t)<br />
Zerlegt man die komplexen Raumzeiger in ihre Real- und Imaginärteile<br />
und berücksichtigt, dass wegen der speziellen Orientierung<br />
0,4<br />
0,6<br />
t/s<br />
0,8<br />
benötigt, die man aus Bild 04b ablesen kann.<br />
sind, so erhält man nach Zwischenrechnung aus den Gl. (1) bis (5)<br />
als Grundbeziehungen der FOR:<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 59
m i,g<br />
09<br />
Periodisches Reversieren: Sollwert des Luftspaltmoments:<br />
= ± 0,8; Umschaltdrehzahl:<br />
n u<br />
= 1,0 ± 0,4; Leerlauf: m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger:<br />
J A<br />
= J M<br />
= 0,06 kg m 2 ; f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
1<br />
m i,obs,g<br />
0.5<br />
m i<br />
0<br />
–0.5<br />
–1<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
(s = Laplaceoperator, T 2<br />
= X 2<br />
/R 2<br />
= normierte Läuferzeitkonstante)<br />
und<br />
Zeitliche Verläufe von „gemessenem“ und geschätztem Luftspaltmoment m i (t)<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
m Wel,obs<br />
m Wel<br />
Gl. (35) lässt erkennen, dass schnelle Drehmomentänderungen<br />
gleichschnelle Änderungen der drehmomentbildenden Ständerund<br />
Läuferstromkomponenten bewirken, die in den Läuferstäben<br />
zu transienter Stromverdrängung führen können.<br />
m Wel<br />
0<br />
–0.5<br />
-1<br />
–1.5<br />
–2<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Drehmoment- und Drehzahlschätzung der ASMKL<br />
Die Schätzung des Luftspaltmomentes der ASMKL erfolgt mit<br />
einem Beobachter, dem das , n-Modell zugrunde liegt. Es wird<br />
durch die Differenzialgleichungen<br />
Zeitliche Verläufe von gemessenem und geschätztem Wellenmoment m W el<br />
(t)<br />
1.5<br />
n M,obs<br />
n M<br />
n M<br />
1<br />
beschrieben, die man durch Umformung der Gl. (1) bis (3) erhält.<br />
Darin ist<br />
n A<br />
0.5<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von gemessener und geschätzter Motordrehzahl n M<br />
(t)<br />
1.5<br />
1<br />
n A,obs<br />
n A<br />
die Gesamtstreuziffer der Asynchronmaschine.<br />
Zur Verbesserung der Fluss- und Drehmomentschätzung wurde<br />
für dieses zeitvariante elektrische Teilsystem ein Beobachter entworfen.<br />
Das System heißt zeitvariant, weil die Systemmatrix auch<br />
von der Drehzahl abhängt, die sich im dynamischen Betrieb schnell<br />
ändern kann. Das Differenzialgleichungssystem des Beobachters<br />
lautet [15]:<br />
0.5<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von gemessener und geschätzter Lastdrehzahl n A<br />
(t)<br />
X h<br />
1.85<br />
1.8<br />
1.75<br />
1.7<br />
1.65<br />
1.6<br />
1.55<br />
1.5<br />
1.45<br />
1.4<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe der Ständerhauptreaktanz X h<br />
(t)<br />
X h,obs<br />
( = Vektor der Zustands-, Eingangs- und Ausgangsgrößen,<br />
= Systemmatrix, = Eingangs- und Ausgangsmatrix).<br />
Zustandsgrößen sind die Komponenten der Ständer- und Läuferflussverkettungen,<br />
Eingangsgrößen sind die Ständerspannungskomponenten.<br />
Die Ständerstromkomponenten bilden die messbaren<br />
Ausgangsgrößen, aus denen der Beobachtungsfehler gebildet<br />
60 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
10<br />
Anlauf- und Bremsvorgang: Drehzahlsollwert:<br />
n * = 0,1 → 1,0 → 0,1; Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger:<br />
J A<br />
= J M<br />
= 0,06 kg m 2 ; f 0<br />
= 19,6 Hz; Klassische<br />
Drehzahlregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
11<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Anlauf- und<br />
Bremsvorgang; Drehzahlsollwert: n * = 0,1 → 1,0 → 0,1;<br />
Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
;<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
2<br />
estimated using n Mest<br />
measured<br />
2<br />
measured<br />
1<br />
1<br />
m Wel<br />
0<br />
m Wel<br />
0<br />
–1<br />
–1<br />
–2<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
–2<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von gemessenem und geschätztem Wellenmoment m Wel<br />
(t)<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Klassische Drehzahlregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
1.4<br />
1.2<br />
1<br />
estimated using n Mest<br />
measured<br />
1<br />
0.5<br />
measured<br />
n A<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von gemessener und geschätzter Lastdrehzahl n A<br />
(t)<br />
m Wel<br />
0<br />
–0.5<br />
–1<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung mittels Zustandsregelung<br />
wird. Zur Verbesserung der Drehmomentschätzung ist das Motormodell<br />
noch um die Stromverdrängung, die Hauptfeldsättigung<br />
und die Eisenverluste erweitert worden, s. [15].<br />
Für die Rückführkoeffizienten wurde die von Zägelein [17] optimierte<br />
Einstellung übernommen. Dadurch erhält man einen Beobachter,<br />
der auch bei Parameterverstimmungen von ± 20 % gegenüber<br />
den Mittelwerten das Luftspaltmoment im stationären und im<br />
dynamischen Betrieb mit hoher Genauigkeit schätzt.<br />
Anstelle der gemessenen Motordrehzahl n M<br />
wird dem Beobachter<br />
der ASMKL ein von der Fehlerregelung des Luftspaltmomentes<br />
gelieferter Schätzwert zugeführt: Das Luftspaltmoment lässt<br />
sich gemäß Gl. (4) als Kreuzprodukt von Läuferflussraumzeiger<br />
und Ständerstromraumzeiger darstellen. Da der wahre Wert des<br />
Läuferflussraumzeigers nicht bekannt ist, wird der Fehler des Luftspaltmomentes<br />
aus einer ersten und zweiten Näherung gebildet.<br />
Beide Näherungen verwenden den geschätzten Läuferflussraumzeiger,<br />
die erste Näherung benutzt den gemessenen, die zweite<br />
Näherung den geschätzten Ständerstromraumzeiger. Der Fehler<br />
des Luftspaltmomentes wird einem PI-Regler zugeführt. Sein Ausgangssignal<br />
entspricht der Drehzahl der ASMKL.<br />
Betrachtet man den Beobachter als Sonderfall eines Model Reference<br />
Adaptive System (MRAS) [19], bei dem das reale System, hier<br />
die ASM, als Referenzmodell verwendet wird, so korrigiert der PI-<br />
Regler den Drehzahl-Schätzwert genau so, dass der Schätzwert für<br />
den Ständerstromraumzeiger des u 1<br />
,n-Beobachters (des Adaptive-<br />
Modelles) dem gemessenen Ständerstromraumzeiger (dem des<br />
Reference-Modelles) entspricht.<br />
Die erste Näherung<br />
wird als Schätzwert des Luftspaltmomentes verwendet. Bild 05<br />
zeigt das Signalflussbild des Drehmoment-Beobachters der ASMKL<br />
mit Drehzahlschätzung.<br />
Bild 08 zeigt das Leistungsvermögen des erweiterten Beobachters<br />
der ASMKL: Für den dynamisch härtesten Betriebsfall „Periodisches<br />
Reversieren“ sind das „gemessene“ und geschätzte Luftspaltmoment<br />
m i<br />
(t) sowie die gemessene und geschätzte Drehzahl<br />
n M<br />
(t) eines vierpoligen 42 kW-ASM mit Doppelkäfigläufer jeweils<br />
einander gegenübergestellt. Die ASMKL wird dabei feldorientiert<br />
drehmomentgeregelt betrieben. Beim Erreichen der Umschaltdrehzahlen<br />
n u<br />
= ± 0,5 wird der Sollwert des Luftspaltmomentes<br />
= ± 0,63 umgepolt.<br />
Schätzung der Zustandsgrößen des<br />
mechanischen Systems<br />
Das mechanische Teilsystem des Antriebes liegt im Allgemeinen<br />
als Mehrmassendrehschwinger vor. Zumindest für regelungstechnische<br />
Zwecke lässt sich sein Verhalten meistens durch einen<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 61
<strong>12</strong><br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Anlauf- und<br />
Bremsvorgang; Drehzahlsollwert: n * = 0,1 → 1,0 → 0,1;<br />
Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
;<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
13<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Beschleunigungs-<br />
und Bremsvorgang; Drehzahlsollwert:<br />
n * = 0,4 → 0,45 → 0,4; Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger:<br />
J A<br />
= J M<br />
; f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
1.4<br />
1.2<br />
measured<br />
1<br />
measured<br />
1<br />
0.5<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
0<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe der gemessenen Lastdrehzahl n A<br />
(t):<br />
Klassische Drehzahlregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
m Wel<br />
0<br />
–0.5<br />
–1<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Klassische Drehzahlregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
1.4<br />
1.2<br />
1<br />
measured<br />
0.4<br />
0.2<br />
measured<br />
n A<br />
0.8<br />
0.6<br />
m Wel<br />
0<br />
0.4<br />
–0.2<br />
0.2<br />
0<br />
n A<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
–0.4<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe der gemessenen Lastdrehzahl n A<br />
(t):<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung mittels Zustandsregelung<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung mittels Zustandsregelung<br />
linearen Zweimassendrehschwinger mit den primären und sekundären<br />
Schwungmassen J M<br />
und J A<br />
, dazwischen eine elastische Welle<br />
mit c Wel<br />
und c Wel<br />
(Bild 02, 03), ausreichend genau beschreiben.<br />
Zur Schätzung seiner Zustandsgrößen wird für den Zweimassendrehschwinger<br />
ein zweiter Beobachter entworfen. Dabei ist zu berücksichtigen,<br />
dass einem Beobachter grundsätzlich die gleichen<br />
Eingangsgrößen wie dem realen System zugeführt werden müssen.<br />
Die erste Eingangsgröße des Zweimassendrehschwingers, das<br />
Luftspaltmoment m i<br />
, wird vom Beobachter der ASMKL geliefert.<br />
Für die zweite Eingangsgröße, das nicht messbare Lastmoment m W<br />
,<br />
wird ein Störmodell<br />
.<br />
nach [20] angesetzt. D. h., das Lastmoment wird als neue Zustandsgröße<br />
interpretiert und dem Modell des Zweimassensystems<br />
hinzugefügt.<br />
Der Beobachtungsfehler wird nicht, wie üblich, aus der gemessenen<br />
Motordrehzahl n M<br />
und der vom Zweimassenmodell<br />
geschätzten Motordrehzahl gebildet, sondern anstelle der<br />
gemessenen wird die vom erweiterten Drehmoment-Beobachter<br />
der ASMKL geschätzte Motordrehzahl verwendet.<br />
Der auf diese Weise entstehende Beobachter des Zweimassendrehschwingers<br />
(Bild 07) wird durch folgende Differenzialgleichung<br />
beschrieben:<br />
Darin sind<br />
die bezogenen Anlaufzeitkonstanten des Motors und der Last,<br />
die der Federsteifigkeit c Wel<br />
entsprechende Zeitkonstante.<br />
Der Beobachterentwurf erfolgt durch Vorgabe der Beobachterpole.<br />
Ausgehend von den Eigenwerten des zu beobachtenden Systems,<br />
das einen doppelten Eigenwert im Nullpunkt der komplexen<br />
62 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
14<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Beschleunigungs-<br />
und Bremsvorgang; Drehzahlsollwert:<br />
n * = 0,4 → 0,45 → 0,4; Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger:<br />
J A<br />
= J M<br />
; f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
15<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Beschleunigungs-<br />
und Bremsvorgang; Drehzahlsollwert:<br />
n * = 0,4 → 0,45 → 0,4; Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger:<br />
J A<br />
= J M<br />
; f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
0.4<br />
0.2<br />
measured<br />
0.46<br />
0.45<br />
0.44<br />
measured<br />
0<br />
n A<br />
0.43<br />
0.42<br />
–0.2<br />
–0.4<br />
m Wel<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Zustandsregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
t/s<br />
0.41<br />
0.4<br />
0.39<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe der gemessenen Lastdrehzahl n A<br />
(t):<br />
Zustandsregelung mit gemessener Motordrehzahl<br />
0.4<br />
measured<br />
0.46<br />
0.45<br />
measured<br />
0.2<br />
0.44<br />
0<br />
n A<br />
0.43<br />
0.42<br />
m Wel<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
–0.2<br />
0.41<br />
0.4<br />
–0.4<br />
Zeitliche Verläufe des gemessenen Wellenmoments m Wel<br />
(t):<br />
Sensorlose Zustandsregelung<br />
t/s<br />
0.39<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe der gemessenen Lastdrehzahl n A<br />
(t):<br />
Sensorlose Zustandsregelung<br />
Ebene und ein zum Schwingungsglied gehörendes konjugiert komplexes<br />
Eigenwertpaar besitzt, hat sich folgende Eigenwertkonfiguration<br />
des Beobachters bewährt [2]:<br />
Darin sind<br />
die bezogene Eigenkreisfrequenz des Zweimassendrehschwingers,<br />
T 0<br />
die zugehörige bezogene Zeitkonstante und s der Laplace-<br />
Operator.<br />
Durch die Einführung der beiden Beobachterparameter T B<br />
und v<br />
wird die Polvorgabe physikalisch anschaulich. Die Beobachterzeitkonstante<br />
T B<br />
ist ein Maß für die Schnelligkeit des Beobachters, der<br />
Parameter v ist hauptsächlich ein Maß für die Dämpfung der Eigenschwingungen.<br />
Bei v = 1 erhält man die natürliche Dämpfung<br />
.<br />
Über die charakteristische Gleichung des Beobachters erhält<br />
man die Rückführkoeffizienten als Funktion der Polvorgabe [2].<br />
Messergebnisse<br />
Die Schätzeinrichtung und die Zustandsregelung zur aktiven<br />
Schwingungsdämpfung für Antriebe mit ASMKL wurden auf einem<br />
Signalprozessor implementiert und umfangreich erprobt.<br />
Ein besonderes Merkmal der entwickelten Schätzeinrichtung besteht<br />
noch darin, dass ihre Eingangsgrößen, die Ständerspannungen,<br />
die Ständerströme und die Läuferströme, frequenzanalog erfasst<br />
und dem Signalprozessor als optische Impulsfolgen über<br />
Lichtleitkabel zugeführt werden. Die Spannungs- und die Strom-<br />
Frequenzwandlungen erfolgen dabei bereits im Klemmenkasten<br />
der ASM. Neben einer Reihe weiterer Vorteile zeichnet sich die<br />
Lösung vor allem dadurch aus, dass die Potenzialtrennung sicher<br />
gewährleistet ist und dass von der Leistungselektronik verursachte<br />
Störungen vom Signalprozessor ferngehalten werden. Das Prinzip<br />
wird am Beispiel der Ständerspannungskomponente u 1α<br />
(t) erläutert<br />
[15, 21]: Mittels eines Spannungs-/Frequenzwandlers wird die<br />
auf einen Wertebereich ± 5 V geteilte, i. Allg. nicht sinusförmige<br />
Spannung u 1α<br />
(t) zusammen mit einer Referenzspannung U 0<br />
= 5 V<br />
in eine proportionale Frequenz f u1α<br />
(t) gewandelt. Nach einer optischen<br />
Übertragung summiert ein Zähler des Signalprozessorsystems<br />
die vom Spannungs-/Frequenzwandler abgegebenen Im pulse<br />
kontinuierlich auf. Die Differenz der Zählerstände von zwei aufeinanderfolgenden<br />
Abtastzeitpunkten entspricht exakt dem Integral<br />
der Ständerspannung u 1α<br />
(t) über eine Abtastperiode h = T A<br />
:<br />
Darin ist z u0<br />
die der Referenzspannung U 0<br />
entsprechende Impulszahl<br />
und k u/f<br />
der Übertragungsfaktor des Spannungs-/Frequenzwandlers.<br />
Der Prüfstand besteht im Wesentlichen aus zwei umrichtergespeisten,<br />
feldorientiert geregelten, vierpoligen 7,5 kW-Asynchron-<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 63
16<br />
1<br />
0.5<br />
Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung: Anlauf- und<br />
Bremsvorgang; Drehzahlsollwert: n * = 0,1 → 1,0 → 0,1;<br />
Leerlauf m w<br />
= 0; Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
;<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz<br />
measured<br />
17<br />
1.5<br />
1<br />
Sprungförmige Laständerung: Lastmoment:<br />
= 0 → 0,5 → 0 → – 0,5 → 0; Drehzahlsollwert: n * = 0,1;<br />
Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
= 0,06 kg m 2 ; f 0<br />
= 19,6 Hz;<br />
Klassische Drehzahlregelung mit gemessener<br />
Motordrehzahl<br />
calculated<br />
estimated<br />
m Wel<br />
0<br />
m i<br />
0.5<br />
0<br />
–0.5<br />
–0.5<br />
–1<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
–1<br />
–1.5<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe des Wellenmomentes m Wel<br />
(t):<br />
ohne Parameterverstimmung<br />
Zeitliche Verläufe von „gemessenem“ und geschätztem Luftspaltmoment m i<br />
(t)<br />
1<br />
0.5<br />
measured<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
calculated<br />
estimated<br />
m Wel<br />
0<br />
m Wel<br />
0<br />
–0.5<br />
–0.5<br />
–1<br />
–1<br />
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1<br />
t/s<br />
–1.5<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe des Wellenmomentes m Wel<br />
(t):<br />
Parameterverstimmung (J A<br />
/J M<br />
) Obs<br />
= 0.8 (J A<br />
/J M<br />
)<br />
Zeitliche Verläufe von gemessenem und geschätztem Wellenmoment m Wel<br />
(t)<br />
maschinen mit Kurzschlussläufer. Beide ASM sind über eine<br />
elas tische Stahlwelle gekoppelt. Der dadurch entstehende Zweimassendrehschwinger<br />
hat die Parameter: J M<br />
= J A<br />
= 0,06 kg m 2 ,<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz.<br />
Die erste als Versuchsmaschine dienende ASMKL wird entweder<br />
klassisch feldorientiert oder zustandsgeregelt, die zweite<br />
als Belastungsmaschine dienende ASM wird drehmomentgeregelt<br />
betrieben.<br />
Zur Messung der Motordrehzahl n M<br />
(t), der Lastdrehzahl n A<br />
(t),<br />
des Wellenmomentes m Wel<br />
(t), des Luftspaltmomentes m i<br />
(t)<br />
und des Last- bzw. Antriebsmomentes m w<br />
(t) sind an beiden<br />
ASM hochauflösende IGR´s angebracht. Das „gemessene“ Luftspaltmoment<br />
der antreibenden ASM wird aus der gemessenen<br />
Motordrehzahl n M<br />
(t) und dem gemessenen Wellenmoment m Wel<br />
(t)<br />
über<br />
ermittelt.<br />
In analoger Weise wird das „gemessene“ Lastmoment m w<br />
(t) aus<br />
dem gemessenen Wellenmoment m Wel<br />
(t) und der gemessenen<br />
Lastdrehzahl m A<br />
(t) über<br />
bestimmt.<br />
Alle Größen sind normiert dargestellt, wodurch die Ergebnisse<br />
relativ allgemeingültig werden. Für die normierte Zeit gilt: t‘ = t/T N<br />
,<br />
wobei T N<br />
= 20 ms = Netzperiodendauer.<br />
Bei der Normierung der Drehmomente und der Drehzahlen sind<br />
das Nennmoment bzw. die synchrone Drehzahl der ASM bei Speisung<br />
mit Nennfrequenz als Bezugsgrößen gewählt worden:<br />
Bild 09 zeigt das Leistungsvermögen der Schätzeinrichtung für<br />
Antriebe mit ASMKL und schwingungsfähigem mechanischem<br />
System nach Bild 03. Für den dynamisch härtesten Betriebsfall<br />
„Periodisches Reversieren“ sind<br />
n das „gemessene“ und geschätzte (Index obs = observer) Luftspaltmoment<br />
m i<br />
(t) der ASMKL,<br />
n das gemessene und geschätzte Wellenmoment m Wel<br />
(t),<br />
n die gemessene und geschätzte Motordrehzahl n M<br />
(t) (Drehzahl<br />
der ASMKL) und<br />
n die gemessene und geschätzte Lastdrehzahl n A<br />
(t)<br />
jeweils einander gegenübergestellt.<br />
Außerdem ist der zeitliche Verlauf der sättigungsabhängigen Ständerhauptreaktanz<br />
X h<br />
(t) während eines Reversiervorganges dargestellt.<br />
Die ASMKL wird dabei feldorientiert drehmomentgeregelt betrieben.<br />
Beim Erreichen der Umschaltdrehzahlen n u<br />
= 1,0 ± 0,4 wird der Sollwert<br />
des Luftspaltmomentes = ± 0,8 umgepolt. Man erkennt, dass<br />
die für eine aktive Schwingungsdämpfung benötigten Zustandsgrößen<br />
des mechanischen Systems mit hoher Genauigkeit aus den<br />
gemessenen Ständerspannungen und Ständerströmen der ASMKL<br />
rekonstruiert werden. Man sieht auch, dass es für eine hohe Schätzgenauigkeit<br />
notwendig ist, die Sättigungsabhängigkeit der Ständerhauptreaktanz<br />
X h<br />
zu berücksichtigen. Sie ändert sich während eines<br />
Reversiervorganges um ± 20 % gegenüber ihrem Mittelwert.<br />
64 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
18<br />
Sprungförmige Laständerung: Lastmoment:<br />
= 0 → 0,5 → 0 → – 0,5 → 0; Drehzahlsollwert: n * = 0,1;<br />
Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
= 0,06 kg m 2 ;<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz; Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung<br />
mittels Zustandsregelung<br />
19<br />
Sprungförmige Laständerung: Lastmoment:<br />
= 0 → 1,0 → 0 → – 1,0 → 0; Drehzahlsollwert: n * = 0,02;<br />
Zweimassendrehschwinger: J A<br />
= J M<br />
= 0,06 kg m 2 ;<br />
f 0<br />
= 19,6 Hz; Sensorlose aktive Schwingungsdämpfung<br />
mittels Zustandsregelung<br />
1<br />
calculated<br />
estimated<br />
2<br />
calculated<br />
estimated<br />
0.5<br />
1<br />
m i<br />
0<br />
m i<br />
0<br />
–0.5<br />
–1<br />
–1<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
–2<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von „gemessenem“ und geschätztem Luftspaltmoment m i<br />
(t)<br />
Zeitliche Verläufe von „gemessenem“ und geschätztem Luftspaltmoment m i<br />
(t)<br />
1<br />
0.5<br />
calculated<br />
estimated<br />
2<br />
1<br />
calculated<br />
estimated<br />
m Wel<br />
0<br />
m Wel<br />
0<br />
–0.5<br />
–1<br />
–1<br />
–1.5<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
–2<br />
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4<br />
t/s<br />
Zeitliche Verläufe von gemessenem und geschätztem Wellenmoment m Wel<br />
(t)<br />
Zeitliche Verläufe von gemessenem und geschätztem Wellenmoment m Wel<br />
(t)<br />
Bild 10 zeigt das Leistungsvermögen der Schätzeinrichtung für<br />
Antriebe mit ASMKL und schwingungsfähigem mechanischem<br />
System: Für einen Anlauf- und Bremsvorgang sind die zeitlichen<br />
Verläufe des gemessenen und geschätzten Wellenmomentes m Wel<br />
(t)<br />
und der gemessenen und geschätzten Lastdrehzahl n A<br />
(t) einander<br />
gegenübergestellt. Der ASMKL wird dabei klassisch feldorientiert<br />
drehzahlgeregelt. Der Drehzahlsollwert wird sprungförmig von<br />
n * = 0,1 auf n * = 1,0 und zurück auf n * = 0,1 verstellt.<br />
Dabei ist das Lastmoment konstant: m w<br />
= 0 = konst. Man sieht,<br />
dass es mit der hier vorgestellten Schätzeinrichtung möglich ist, die<br />
für eine aktive Schwingungsdämpfung benötigten zeitlichen Verläufe<br />
der Zustandsgrößen des mechanischen Systems mit hoher<br />
Genauigkeit nur aus den gemessenen Ständerspannungen und<br />
-strömen der ASMKL zu rekonstruieren.<br />
Mit diesen sehr genau geschätzten Zustandsgrößen des mechanischen<br />
Systems lassen sich die Torsionsschwingungen im<br />
mechanischen Antriebsstrang relativ einfach dämpfen, z. B. mit<br />
einer Zustandsregelung nach Bild 01.<br />
Die Bilder 11 und <strong>12</strong> zeigen die Wirkung einer sensorlosen aktiven<br />
Schwingungsdämpfung mittels Zustandsregelung bei einem<br />
Anlauf- und Bremsvorgang (Δn * = ± 0,9). Gegenübergestellt sind<br />
die zeitlichen Verläufe von Wellenmoment m Wel<br />
(t) und Lastdrehzahl<br />
n A<br />
(t) bei einer klassischen Drehzahlregelung und bei einer<br />
schwingungsdämpfenden Zustandsregelung der ASMKL. Man<br />
erkennt, dass sich die Torsionsschwingungen nahezu vollständig<br />
tilgen lassen.<br />
Bild 13 zeigt die entsprechenden Verläufe für einen Beschleunigungs-<br />
und Bremsvorgang nach einer kleinen sprungförmigen Sollwertänderung<br />
Δn * = ± 0,05.<br />
Bild 15 zeigt die Gegenüberstellung der zeitlichen Verläufe des<br />
Wellenmomentes von zwei Zustandsregelungen zur aktiven<br />
Schwingungsdämpfung, die eine verwendet die gemessenen Zustandsgrößen<br />
des mechanischen Systems, die andere arbeitet sensorlos<br />
und verwendet nur geschätzte Zustandsgrößen. Man sieht,<br />
dass die Ergebnisse der sensorlosen Regelung denen der Regelung<br />
mit gemessenen Zustandsgrößen kaum nachstehen.<br />
In Bild 16 wird gezeigt, dass die schwingungsdämpfende Zustandsregelung<br />
relativ robust gegenüber Parameterverstimmungen<br />
ist: Gegenübergestellt sind die zeitlichen Verläufe der gemessenen<br />
Wellenmomente m Wel<br />
(t) bei einem Anlauf- und Bremsvorgang<br />
(Δn * = ± 0,9) für die Fälle, dass der im Beobachter des mechanischen<br />
Systems eingestellte Wert des Parameters (J A<br />
/J M<br />
) Obs<br />
mit dem<br />
Nominalwert übereinstimmt und gegenüber diesem um 20 % verstimmt<br />
ist. Man erkennt, dass diese Verstimmung die schwingungsdämpfende<br />
Wirkung nur geringfügig verschlechtert.<br />
Die Bilder 17 und 18 zeigen die entsprechenden zeitlichen Verläufe<br />
für den Fall einer sprungförmigen Änderung des Lastmomentes<br />
Δm * = ± 0,5 bei konstantem Drehzahlsollwert n * = 0,1: In Bild 17<br />
sind die zeitlichen Verläufe von gemessenem und geschätztem<br />
Luftspaltmoment m i<br />
(t) sowie gemessenem und geschätztem Wellenmoment<br />
m Wel<br />
(t) für den Fall dargestellt, dass der ASMKL klassisch<br />
drehzahlgeregelt betrieben wird. Bild 18 zeigt die entsprechenden<br />
zeitlichen Verläufe für den Fall, dass der ASMKL sensorlos<br />
schwingungsdämpfend zustandsgeregelt wird. Bei der klassischen<br />
Drehzahlregelung führt jede sprungförmige Laständerung zu<br />
schwach gedämpften Torsionsschwingungen, die zu entsprechenden<br />
Schwingungen des Luftspaltmomentes des ASMKL führen. Mit<br />
der hier vorgestellten sensorlosen Zustandsregelung lassen sich die<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 65
Schwingungen im Wellenmoment und im Luftspaltmoment praktisch<br />
vollständig tilgen.<br />
Außerdem lassen die Gegenüberstellungen von gemessenen und<br />
geschätzten Zeitverläufen erkennen, dass die vorgestellte Schätzeinrichtung<br />
das Luftspaltmoment der ASMKL und das Wellenmoment<br />
auch bei Laständerungen mit hoher Genauigkeit schätzt.<br />
Bild 19 zeigt, dass die Schätzeinrichtung und die schwingungsdämpfende<br />
Zustandsregelung auch noch bei sehr kleinen Drehzahlen<br />
(n = 0,02) funktionieren.<br />
Literaturverzeichnis:<br />
[1] Engel, B.: Verschleißmindernde Kraftschlussregelung mit Zustandsregelung für<br />
elektrische Traktionsantriebe. Diss. TU Clausthal 1996; Fortschritt-Berichte VDI,<br />
Reihe <strong>12</strong>, Nr. 284; Düsseldorf: VDI-Verlag 1996<br />
[2] Goslar, M.: Ein Beitrag zur anwendungsorientierten Zustandsregelung<br />
elektrischer Hochleistungsantriebe. Diss. TU Clausthal 1998<br />
[3] Sourkounis, C.: Drehzahlelastische Antriebssysteme unter stochastischen<br />
Belastungen. Habil.-schrift TU Clausthal 2004<br />
[4] Stichweh, H.: Ein Beitrag zur aktiven Dämpfung von Torsionsschwingungen in<br />
drehzahlgeregelten mechatronischen Antriebssystemen. Diss. TU Clausthal 2004;<br />
Shaker Verlag, Aachen 2005<br />
[5] Weidauer, B.: Drehgeberlose Regelung umrichtergespeister Induktionsmaschinen<br />
in der Traktion. Diss. RU Bochum 1999<br />
[6] Holtz, J.: Sensorless Control of Induction Motor Drives. Proc. IEEE 90 (2002),<br />
No 8, pp. 1359-1394<br />
[7] Holtz, J.: Sensorless Speed and Position Control of Induction Motors.<br />
International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation<br />
2001, (IECON ´01), Denver/Co., Proc. pp. 1-16<br />
[8] Kovacs, K.P.; Racz, I.: Transiente Vorgänge in Wechselstrommaschinen. Bd. 1<br />
und Bd. 2. Verlag der Ungarischen Akademie der Wissenschaften, Budapest 1959<br />
[9] Pfaff, F.: Regelung elektrischer Antriebe. Bd. 1; R. Oldenbourg Verlag,<br />
München-Wien 1994<br />
[10] Fürsich, H.: Über das Verhalten von Drehstrom-Käfigankermotoren unter<br />
Berücksichtigung der Stromverdrängung im Läufer. Diss. TU München 1974<br />
[11] Beckert, U.; Wenske J.: Erhöhte Läufererwärmung durch transiente<br />
Stromverdrängung im dynamischen Betrieb von Asynchronmaschinen.<br />
ant-Journal 1 (20<strong>12</strong>), Heft <strong>12</strong>, S. 2-7<br />
[<strong>12</strong>] Deleroi, W.: Berücksichtigung der Eisensättigung für dynamische Betriebszustände.<br />
Arch. Elektrotechn. 54 (1970), S. 31-42<br />
[13] Lorenzen, H. W.; Franz, P.: Neuere Erkenntnisse zum dynamischen Betriebsverhalten<br />
von Drehstrom-Asynchronmotoren. etz-Archiv 98 (1977), S. 419-423<br />
[14] Schäfer, U.: Feldorientierte Regelung einer Asynchronmaschine unter<br />
Berücksichtigung der Eisensättigung und Erwärmung. Diss. RWTH Aachen 1989<br />
[15] Beckert, U; Neuber, W.: Drehmoment-Beobachter für Asynchronmaschinen.<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 38 (1999); Heft 9, S. 79-83<br />
[16] Blaschke, F.: Das Verfahren der Feldorientierung zur Regelung der Drehfeldmaschine.<br />
Diss. TU Braunschweig 1974<br />
[17] Zägelein, W.: Drehzahlregelung des Asynchronmotors unter Verwendung<br />
eines Beobachters mit geringer Parameterempfindlichkeit. Diss. Univ. Erlangen-<br />
Nürnberg 1984<br />
[18] Luenberger, D.G.: An introduction to observer. IEEE Trans. On Automat.<br />
Contr. 16 (1971), S. 596-602<br />
[19] Schauder, C.: Adaptive Speed Identification for Vector Control of Induction<br />
Motors without Rotational Transducers. IEEE Trans. Industry Appl., Vol. 28, 1992,<br />
No. 5, pp. 1054-1061<br />
[20] Föllinger, O.: Regelungstechnik, 8. Aufl.; Heidelberg: Hüthig-Verlag 1994<br />
[21] Beckert, U.; Wenske J.; Warschofsky, A.: Sensorlose Regelung zur aktiven<br />
Schwingungsdämpfung in Antrieben mit DGASM. <strong>antriebstechnik</strong> 54 (2015),<br />
Heft <strong>12</strong>, S. 8-69<br />
[22] Depenbrock, M.: Direkte Selbstregelung (DSR) für hochdynamische<br />
Drehfeldantriebe mit Stromrichterspeisung. Etz-Archiv 7 (1985) Heft 7, S. 221-228<br />
Formelzeichen<br />
c Nm Federsteifigkeit<br />
f Hz Frequenz<br />
i, I A Strom<br />
j<br />
Imaginäre Einheit<br />
J kg m 2 Trägheitsmoment<br />
k i<br />
l Fe<br />
Beobachter-Rückführkoeffizienten<br />
Blechpaketlänge<br />
l, L Induktivität<br />
m i<br />
Nm Luftspaltmoment<br />
m w<br />
Nm Widerstandsmoment<br />
m wel<br />
Wellenmoment<br />
n min -1 Drehzahl<br />
N 2<br />
p<br />
r R<br />
, R R<br />
r St<br />
, R St<br />
Läufernutzahl<br />
Polpaarzahl<br />
Ringwiderstand<br />
Stabwiderstand<br />
R Ω Widerstand<br />
s<br />
s<br />
Schlupf<br />
Laplace-Operator normiert<br />
t, s Zeit, normierte Zeit<br />
T s Zeitkonstante<br />
T A<br />
T 2<br />
Anlaufzeitkonstante<br />
Läuferzeitkonstante<br />
u, U V Spannung<br />
w<br />
X Ω Reaktanz<br />
ϕ<br />
Strangwindungszahl<br />
ψ Vs Flussverkettung<br />
Verdrehungswinkel x, y gegenüber α, β<br />
ω s -1 Kreisfrequenz, Winkelgeschwindigkeit<br />
ϑ<br />
Verdrehungswinkel des Läufers gegenüber dem<br />
Ständer<br />
Tiefgestellte Indizes<br />
a, b, c Strang a, b, c<br />
A<br />
Last<br />
B<br />
Bezugsgröße<br />
B<br />
Beobachter<br />
c<br />
Torsion<br />
d, q Komponenten im läuferbezogenen System<br />
h<br />
Hauptfluss<br />
M<br />
ASM<br />
n<br />
Nenn<br />
N<br />
Netz<br />
o<br />
Ersatzanlaufkäfig<br />
u<br />
Ersatzbetriebskäfig<br />
R<br />
Ring<br />
St<br />
Stab<br />
wel<br />
Welle<br />
x, y Komponenten im läuferflussbezogenen System<br />
α, β Komponenten im ständerbezogenen System<br />
σ<br />
Streufluss<br />
σn<br />
Nutstreufluss<br />
µ Magnetisierung<br />
0 Eigen<br />
1, 2 Ständer, Läufer<br />
Hochgestellte Indizes<br />
x *<br />
x *<br />
Sollwert<br />
konjugiert komplexe Systemgrößen<br />
Über- und Unterschreibungen<br />
komplexer Raumzeiger<br />
Schätzwert<br />
Hier geht es zur Laudatio für Prof. Dr.-Ing. Beck: http://bit.ly/2k4Fy4T<br />
66 <strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong>
IM NÄCHSTEN HEFT: 1-2/2018<br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 09. 02. 2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 25. 01. 2018<br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
Der direkte Weg<br />
im Internet:<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
als E-Paper:<br />
www.engineering-news.net<br />
Redaktion:<br />
d.schaar@vfmz.de<br />
MDA Technologies:<br />
www.en.engineering-news.net<br />
01 Den komplexen und differenzierten Kundenanforderungen rund<br />
um professionelles Kabelmanagement begegnet Murrplastik durch<br />
Wettbewerbsvorsprünge aufgrund der Vielzahl an Innovationen sowie<br />
dadurch, dass Anwender alles rund ums Kabel aus einer Hand bekommen.<br />
02 Pkw-Karosserien werden zu über 90 % von Robotern gefertigt. Damit<br />
sie keinen Leerlauf haben, müssen die Arbeitsschritte genau ineinandergreifen.<br />
Namhafte Automobil-Konzerne statten ihre Fertigungslinien<br />
deshalb mit hochpräzisen Positioniersystemen aus.<br />
03 Genauigkeit und Geschwindigkeit beim Fräsen erhöhen die Produktivität.<br />
Doch je näher an die fertigungstechnischen Grenzen gegangen wird,<br />
desto eher stehen sich die Zielgrößen konträr gegenüber: Hier kommt als<br />
Hebel für die Machining Performance moderne Steuerungstechnik ins Spiel.<br />
04 Energieeffiziente Antriebssysteme tragen dazu bei, Vorteile für<br />
Anlagenbetreiber zu erschließen. Sie senken Produktionskosten, reduzieren<br />
CO 2<br />
-Emissionen und reduzieren die Betriebskosten über den gesamten<br />
Lebenszyklus einer Anlage – so auch die Hauptantriebe von Siempelkamp.<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
<strong>antriebstechnik</strong> <strong>12</strong>/<strong>2017</strong> 67
COVERING THE 4TH INDUSTRIAL REVOLUTION<br />
• CHINA<br />
• GERMANY<br />
• RUSSIA<br />
• TURKEY<br />
• USA<br />
COVERING THE 4TH INDUSTRIAL REVOLUTION<br />
GO GLOBAL!<br />
Discover<br />
TECHNOLOGY-EXCELLENCE<br />
with a click!<br />
www.world-of-industries.com<br />
Please find media information here: www.vereinigte-fachverlage.info