DER KONSTRUKTEUR 3/2018

19073
03 MÄRZ 2018
AM PULS DER TECHNIK
18 I LEITUNGEN MIT DEM
RICHTIGEN DRILL
42 I HERAUSFORDERUNG
HYGIENIC DESIGN
TITELSTORY
ZURÜCK IN
DIE ZUKUNFT
DerKonstrukteur.de
AUREL BUDA: „MIT UNSEREN
I/O-MODULEN EBNEN WIR
ANWENDERN DEN WEG IN
DIE INDUSTRIE 4.0“

EDITORIAL
ANTENNEN AUF EMPFANG
Dass Fledermäuse ihre Beute mithilfe von Ultraschall jagen, ist allgemein
bekannt. Aber wussten Sie auch, dass manche Nachtfalter Ohren besitzen
und diese sogar stimmen können, um die Signale ihrer Fressfeinde besser
interpretieren zu können? Und wussten Sie, dass manche Falter selbst
Ultraschallsignale aussenden können und dies nutzen, um die Fledermäuse
zu verwirren, oder um Nachtfalterweibchen zu täuschen, die angesichts der
vermeintlichen Fressfeinde in eine Schockstarre verfallen und sich so
widerstandslos begatten lassen? Die Wege der Evolution sind immer wieder
erstaunlich und unglaublich faszinierend!
Die Ultraschalltechnik indes nutzt auch der Mensch in der Industrie und in
der Medizin – und zwar schon seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Auch hier
gibt es eine Evolution. In unserem Special Hygienic Design ab Seite 38 stellen
wir Ihnen in zwei verschiedenen Beiträgen ausgeklügelte Ultraschallsensoren
vor, die in der Lebensmittelindustrie sicher und zuverlässig den
Materialfluss steuern.
Außerdem entführen wir Sie in dieser Ausgabe „zurück“ in die Zukunft. In
unserer Titelstory auf den Seiten 14 bis 16 erfahren Sie, wie bestehende
Maschinen und Anlagen im Rahmen der Evolution einer Industrie 4.0 von
Effizienzsteigerungen und erhöhter Transparenz profitieren können.
Also: Stellen Sie Ihre Antennen auf Empfang und reisen Sie mit uns in die
Zukunft – immer am Puls der Technik!
Kraft
ist
unser
antrieb
TOX ® -
Kraftpaket
2 – 2000 kN
Martina Heimerl
Stv. Chefredakteurin
m.heimerl@vfmz.de
Wir lassen stetig
innovative Ideen in
unsere bewährten
pneumohydraulischen
Antriebe einfließen.
Das kraftvolle geniale
Prinzip ist zigtausendfach
gleich geblieben.
Bildquelle Falter:
teptong/Fotolia.de
TOX ® GmbH &
PRESSOTECHNIK Co. KG
D-88250 Weingarten
info@tox-de.com
www.tox-de.com

INHALT
MENSCHEN UND MÄRKTE
03 Editorial: Antennen auf Empfang
06 DER KONSTRUKTEUR persönlich:
Dr.-Ing. Kersten Reis
08 Konstruktion 2025: Wenn der Motor intelligent wird
10 Whiteboard: Spielfreudig
Hartmut Knecht – Traumjob: Spielzeugentwickler für
kleine und große Konstrukteure
12 Standpunkt: Das Ei des Konstrukteurs
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
14 I/O-Modul: Zurück in die Zukunft
18 Leitungen mit dem richtigen Drill
22 Transfersystem: Punktgenau durch 37 Stationen
26 Positionssensor: Mit allen Wassern gewaschen
ANTRIEBSTECHNIK
30 Synchronantriebe: Schwergewichte leichtfüssig
FLUIDTECHNIK
34 Hydraulikzylinder gut gedichtet
10
18
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30
TITELBILD
Hans Turck GmbH & Co. KG
Mülheim an der Ruhr
INNENTITELBILD
ESCHA GmbH & Co. KG
Halver
Bild: Dan Jamieson/
shutterstock.com, Turck
4 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

SPECIAL
HYGIENIC DESIGN
38 Anschlusstechnik: Sauber gesteckt
42 KLARTEXT
Herausforderung Hygienic Design?
44 Saubere Servotechnik
48 Zylinder: Aluminium raus – Edelstahl rein
50 Winkelsensoren: Nach undicht kommt kaputt
52 Ultraschallsensoren: Ein Ohr für die
Nahrungsmittelindustrie
54 Ultraschallsensor: Im Fluss
SERVICE
56 Impressum
57 Inserentenverzeichnis
59 Vorschau
52
Sicherer Bereich.
Starke Lösung. Beste Aussicht.
Erfahrene Anlagenplaner und Konstrukteure wissen: Die Überwachung von
Gefahrenbereichen ist für die Automatisierung genauso unverzichtbar wie die
Sicherung am Berg. Risiken müssen sofort erkannt und zuverlässig verarbeitet
werden. Auf der Basis langjähriger Erfahrung im Bereich der optoelektronischen
Sensoren macht Pilz jetzt den nächsten Schritt. Mit einer neuen Produktgruppe:
flexibel konfigurierbare Sicherheits-Laserscanner zur produktiven Flächenüberwachung
– auch in Reihe. Gehen Sie auf Nummer sicher: Sensorik,
Steuerungstechnik, Antriebstechnik und Visualisierung. Alles aus einer Hand.
Die Komplettlösung von Pilz.
HANNOVER MESSE 2018, Halle 9, Stand D17
Weitere Informationen zum
Sicherheits-Laserscanner von Pilz:
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Pilz GmbH & Co.KG
www.pilz.de

DR.-ING.
KERSTEN REIS
ist Entwicklungsingenieur bei
der Harmonic Drive AG. Zu
seinem Aufgabengebiet gehört
die Berechnung und Auslegung
von elektrischen Maschinen.
Was hat Sie zur elektrischen Antriebstechnik
getrieben?
Für mich war das Studium der Elektrotechnik
schon seit Kindestagen unumstritten. Die
Begeisterung für die hochkomplexen
Zusammenhänge in der elektrischen
Antriebstechnik hat mich jederzeit motiviert,
mein eigenes Verständnis dorthin
gehend zu vertiefen.
MENSCHEN UND MÄRKTE
Wie fühlen Sie sich als Elektroingenieur in
einem Unternehmen, dessen Ursprung in
der Getriebemechanik liegt?
Die Harmonic Drive AG ist meines Erachtens
ein Unternehmen im Wandel. Die
Elektrotechnik bzw. Mechatronik gewinnt
einen immer größeren Einfluss und wird zu
einem unverzichtbaren Bestandteil des
Unternehmens werden. Hier kann ich mich
mit meiner Expertise einbringen.
Was war die für Sie bislang interessanteste
Aufgabenstellung?
Da gibt es viele interessante Projekte, bei
denen es um die Entwicklung von Elektromotoren
für Aktuatoren in Spezialprodukten
für Nischenanwendungen ging. Die
Anwendungsgebiete waren dabei sehr zahlreich,
angefangen bei Tiefseeaktuatoren
über Fahrantriebe bis hin zu Aktuatoren für
Spezialroboter.
Welche Entwicklungsaufgabe könnte Sie
besonders reizen?
Besonders reizen würde es mich, mechatronische
Produkte bei der Harmonic Drive AG
so zu entwickeln, dass man unser
Unternehmen nicht nur wegen des einmaligen
Getriebes kennt und schätzt, sondern
auch wegen unserer Antriebssysteme – und
das nicht nur in Spezialanwendungen,
sondern auch im breiten Markt.
DR.-ING. KERSTEN REIS
ENTWICKLUNGSINGENIEUR,
HARMONIC DRIVE AG, LIMBURG
MEINE BEGEISTERUNG
GILT DER ELEKTRISCHEN
ANTRIEBSTECHNIK UND
MECHATRONISCHEN
ANTRIEBSSYSTEMEN
6 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

SUMIMOTO ERÖFFNET FORSCHUNGS- UND
ENTWICKLUNGSZENTRUM
DER
ANTRIEB
Sicher Flexibel International
Der Geschäftsbereich Power Transmission
Control (PTC) von Sumitomo
Heavy Industries hat sein weltweites
Forschungs- und Entwicklungszentrum
am Sitz seiner Tochter Hansen in
Edegem, Belgien, eröffnet. Verantwortlich
für das Global R+D Centre ist
Vice President Shaun Dean, General
Manager Global HQ, Power
Transmissions+Controls Group und CEO der Sumitomo Cyclo Drive Germany und Hansen
Industrial Transmissions. In dem Zentrum wird Know-how aus den Entwicklungsabteilungen
der Unternehmensgruppe zusammengeführt. Shaun Dean erklärt: „Dieser
Schritt, in Edegem das globale Forschungs- und Entwicklungszentrum aufzubauen, stellt
für PTC einen Meilenstein dar. Wir kommen näher an Talente, Wissen und den Markt
heran, indem wir die Kompetenzen in unserer globalen Geschäftseinheit für Getriebe
nutzen.“ PTC verlagert damit zum ersten Mal seine Verantwortung außerhalb Japans.
Das Zentrum wird geleitet von Shigeru Watanabe und beschäftigt neun Mitarbeiter.
www.sumitomodrive.com
Besuchen Sie uns!
Halle 10.1, Stand B061
20.–23.3.2018, Köln
HANNOVER MESSE 2018: DIE NÄCHSTE STUFE VON INDUSTRIE 4.0
„Integrated Industry – Connect + Collaborate“
ist das Leitthema der diesjährigen
Hannover Messe, die zusammen mit der
Cemat vom 23. bis 27. April 2018 stattfindet.
„Das Zusammenspiel von Automatisierungstechnik,
Plattformen und
maschinellem Lernen hebt Industrie 4.0
auf die nächste Stufe“, sagte Jochen
Köckler, Vorstandsvorsitzender der
Deutschen Messe AG, bei der Preview. Auf
der Messe erlebten die Besucher, „wie die Vernetzung in der Industrie ganz neue Formen
des Wirtschaftens, des Arbeitens und der Kollaboration schafft. Das Ergebnis: mehr
Produktivität, zukunftsfähige Arbeitsplätze und neue Geschäftsmodelle.“ Im Fokus
stehen Machine Learning, Plattformen, vernetzte Roboter für die Industrie und die
Vernetzung von Produktions- und Logistikprozessen. Im Energiebereich zeige die Messe
nicht nur, wie Unternehmen durch effiziente Energienutzung Kosten sparen und zum
Klimaschutz beitragen, sondern auch, wie die Energiewende gelingen könne.
www.messe.de; www.hannovermesse.de
RINGSPANN ÜBERNIMMT ITALIENISCHEN BREMSENHERSTELLER
Zum Jahresbeginn 2018 hat Ringspann den italienischen Bremsenhersteller Ostelectric
übernommen. Damit bietet die Unternehmensgruppe nun neben Freiläufen,
Welle-Nabe-Verbindungen, Überlast- und Wellenkupplungen sowie mechanischen
Fernbetätigungen auch alle gängigen Bautypen von Industriebremsen inklusive
Steuerungen an. Im Bereich der elektrohydraulischen Scheibenbremsen deckt das
Programm nun Bremskräfte von 200 bis 19 900 Nm ab. Bei den elektrohydraulischen
Trommelbremsen erstreckt sich die Auswahl von 230 bis 7 200 Nm Bremsmoment. Die
Übernahmevereinbarung sieht vor, den Produktionsstandort Limbiate bei Mailand zu
erhalten, das Bremsen-Know-how aber an den Ringspann-Stammsitz in Bad Homburg
zu transferieren. Diesen
Prozess wird der bisherige
Eigentümer von Ostelectric,
Roberto Casini, federführend
begleiten. Die komplette
Belegschaft von Ostelectric
wird übernommen und der
Personalleitung von Ringspann
Italia im Nachbarort
Lainate unterstellt.
www.ringspann.de
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Starke Lagerung
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Der
Motor
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KONSTRUKTION 2025
WENN DER
MOTOR
INTELLIGENT
WIRD
LIVE@
Wie werden Motoren intelligent?
Bei ABB verfügen wir über sehr ausgefeilte Motorenmodelle
zur Auslegung von Motoren und
Antriebssystemen. Sie helfen uns jetzt, detailliert
zu berechnen, wie sich ein Motor theoretisch
verhalten sollte. Wenn wir die theoretische Vorhersage
mit faktischen Messwerten vergleichen und
moderne Datenanalyse einsetzen, werden wir
sagen können, was sich konkret im Motor oder in
seinem Umfeld geändert hat. Oder wir können
Empfehlungen geben, was man ändern könnte, um
etwas zu verbessern.
Was können intelligente Motoren heute leisten
und wo ist ihr Einsatz sinnvoll?
Der ABB Ability Smart Sensor ist überall sinnvoll,
weil der unmittelbare Nutzen die Kosten übersteigt.
Die fortschreitende Vernetzung der Systeme
wird eine Priorisierung erforderlich machen, um
die Daten auf vielfältige Weise nutzen zu können.
Meiner Meinung nach können die großen Werte-
Pools, die man dank Industrie 4.0 nutzen kann, vor
allem mit den Begriffen „Risiken“ und „Ineffizienzen“
zusammengefasst werden. Eine Investition ist
dort sinnvoll, wo viel Risiko entgegensteht, etwa
bei Gewährleistungen, oder dort, wo viele Ineffizienzen
wie beispielsweise unnötig hohe Energiekosten
geschaffen werden. Der Aufbau von Ineffizienzen
hat oft geringere Risiken zur Folge. So soll
etwa mithilfe von Redundanzen oder überdimensionierten
Maschinen ein Anlagenstillstand
vermieden werden.
JONAS SPOORENDONK
GLOBAL PRODUCT MANAGER ABB ABILITY
SMART SENSOR, ABB AG, MANNHEIM
MENSCHEN UND MÄRKTE
Welche Rolle können smarte Motoren in einem
intelligenten Antriebsstrang spielen?
Daten werden dort gesammelt, wo man sie am
einfachsten erhält, um sie woanders im System
einzusetzen. Ein Beispiel: Eine Pumpe ist störungsanfälliger
als der Motor. Um ihren Zustand auswerten
zu können, braucht man die genaue Drehzahl. Die
Motordaten lassen sich mit dem ABB Ability Smart
Sensor kostengünstig berechnen, mit dem man
sowohl die Vibrationen als auch das Magnetfeld
messen kann. Ziel ist es, so viel Wissen über Flotten
von Antriebssträngen zu generieren, dass einige
Daten aus einem Umrichter und vom Motor ausreichen,
um Rückschlüsse auf den gesamten Strang
zu ziehen.
www.abb.de
8 DER KONSTRUKTEUR 3/2018
DATEN WERDEN DORT
GESAMMELT, WO MAN SIE
AM EINFACHSTEN ERHÄLT,
UM SIE WOANDERS IM
SYSTEM EINZUSETZEN

AUF DER AUTOMATICA 2018 VERSCHMELZEN VIRTUELLE UND REALE PRODUKTIONSWELTEN
Auf der Automatica, die vom 19. bis zum 22. Juni in München stattfindet, wird
deutlich, welche Bedeutung die digitale Transformation für die automatisierte
Produktion hat. Im Mittelpunkt stehen Cloud Robotics, Deep Learning und Smart
Production. So zeigt z. B. Kuka, wie in einer digital vernetzten Anlage, bei der alle
Komponenten in die Cloud eingebunden sind, zwei Bearbeitungszentren und ein
Roboter Komponenten für Roboter produzieren. Die Verbindung zur digitalen Welt
erfolgt durch die Vernetzung aller Komponenten und mit der Kuka Cloud. Dabei
sind alle aktiven Komponenten der Zelle in die Smart-Production-Umgebung
eingebunden. Alle Maschinen-, Roboter-, Bearbeitungsspindel- und Werkzeugdaten
werden in der Connectivity Box gesammelt, an die Cloud weitergegeben,
verarbeitet und in Dashboards visuell dargestellt. Somit ist jederzeit und allerorts
eine uneingeschränkte Transparenz über den Produktionsprozess gewährleistet.
Die Dynamik, mit der die digitale Transformation die industrielle Automation
verändert, macht die Automatica demnach zu einem wichtigen Treffpunkt für alle
Anbieter und Anwender von Automatisierung und IT.
www.messe-muenchen.de
MOTEK UND BONDEXPO
MIT NEUER STRUKTUR
NEU
Anfang Februar waren bereits
drei Viertel der Ausstellungsflächen
für die Motek und die
Bondexpo wieder gebucht. Die
Fachmesse für Produktions- und
Montageautomatisierung und
die Fachmesse für Klebtechnologie
finden vom 8. bis 11. Oktober
2018 in Stuttgart statt. Die
2017 begonnene Strukturierung
des Ausstellungsangebots wird
fortgeführt. Schlüsselfertige
Montageanlagen und die
Prozesstechnologien
Schraubtechnik, Einpressen und
Nieten sowie Dosieren wurden
in 2017 bereits modular und am
Fertigungs-Alltag orientiert
sortiert. Fortgeführt wird dies
nun auch bei Grundmaschinen
und Verkettungssystemen,
Halbzeugen, Sicherheitstechnik
und manuellen Montagesystemen,
Intralogistik und Betriebseinrichtungen.
Auch Industrieroboter,
Manipulatoren und
Prozesstechnologie werden
teilweise ins neue System
eingegliedert. Es werden rund
40 000 Besucher aus über
100 Nationen erwartet.
News im Vorfeld gibt es über
Facebook, Instagram, Youtube
und www.motek-messe.de
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JHS-3i Gehäuselager
1 Optimiertes Design
Keine Vibration
30% stabiler
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2 Neues Dichtungs- design
Verlängerte Lager lebensdauer
(Faktor 2)
Optimiert für verbesserte
Fettformulierung
3 Verbesserte Lithiumfett
Formulierung
Für höhere Belastung und
ausgezeichnete
mechanische Stabilität
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und sehr gute
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MENSCHEN UND MÄRKTE
WHITEBOARD
SPIELFREUDIG
HARTMUT KNECHT –
TRAUMJOB: SPIELZEUG-
ENTWICKLER FÜR KLEINE
UND GROSSE
KONSTRUKTEURE
Maschinenbauer oder Spielzeugentwickler,
wo schlägt Ihr Herz?
In einer sich immer stärker
digitalisierenden Welt, was
begeistert Menschen an Ihren
Baukästen?
Wie sieht Ihre Zielgruppe aus?
Woher bekommen Sie Ihre
Ideen?
3D-Druck, Industrie 4.0, das alles
gibt es bereits in der Welt von
Fischertechnik. Was kommt als
Nächstes?
10 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HARTMUT KNECHT
LEITER PRODUKTION UND ENTWICKLUNG,
FISCHERTECHNIK, WALDACHTAL
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 11

I DAS EI
DES KONSTRUKTEURS
STANDPUNKT
LIVE@
ONSTRUKTEU
DR. MARKUS BERG
LEITER SOFTWAREENTWICKLUNG
PRODUKTION BEI PROALPHA
MENSCHEN UND MÄRKTE
Immer individuellere Produkte, noch mehr Varianten, in immer
kürzerer Zeit, zu immer niedrigeren Kosten: Der Druck auf die
Konstrukteure ist enorm. Denn ihre Effizienz und Innovationsstärke
spielen für den Unternehmenserfolg eine entscheidende
Rolle. Gemessen daran muss man sich wundern, wie viel wertvolle
Arbeitszeit sie in Routineaufgaben und überflüssige Nachfragen
investieren müssen. Eine Hauptursache dafür ist offensichtlich:
die fehlende Integration von CAD-, PLM- und ERP-System.
Eine Software, die alle diese Funktionen in sich vereint, gibt es
heute nicht. Und es ist fraglich, ob es sie jemals geben wird. Aber
es ist möglich und sinnvoll, PDM-/PLM-Funktionen vollständig im
ERP-System abzubilden und jedes gängige CAD-System mit der
ERP-Anwendung zu „verlinken“. Nur dann entsteht ein reibungsloser
Informationsaustausch zwischen allen Abteilungen. Und
das zahlt sich aus.
Wer kostenorientiert konstruieren will, muss nicht nur Preise,
sondern auch Bestände und Lieferzeiten kennen. Mit diversen
Systemen und unterschiedlichen Datenmodellen zu jonglieren,
Teilenummern hin und her zu kopieren – oder schlimmer noch,
ständig auf Antworten aus dem Einkauf zu warten –, ist nicht
die Lösung. Stattdessen sollten Konstrukteure direkt aus ihrer
CAD-Umgebung kaufmännische Informationen des ERP-Systems
einsehen können. Ebenso unabdingbar ist eine schnelle Suche, ob
gleiche oder ähnliche Teile bereits in früheren Projekten verwendet
wurden. Das dämmt die Teilevielfalt schnell ein.
Bei Anfragen, die früheren Aufträgen ähnlich sind, bietet sich
an, das bereits durchgeführte Projekt als Vorlage zu kopieren
und nur die Änderungen einzuarbeiten, oder geeignete Komponenten
per Drag and Drop zu übertragen. Noch mehr Zeit lässt
sich sparen, wenn die kaufmännischen Daten „dahinter“ gleich
mitübernommen werden und sich der entsprechende Teilestamm
im ERP-System automatisch anlegt.
Weitere Vorteile zeigen sich in der abteilungs- und unternehmensübergreifenden
Zusammenarbeit. Denn so gut wie nie
stammen sämtliche Komponenten einer Baugruppe oder Anlage
aus einer Hand. Lassen sich Teilprojekte aus verschiedensten
CAD-Systemen zusammenführen, erleichtert dies einem interdisziplinären
Projektteam aus Konstrukteuren und Vertrieb das
Design-Review. Dazu müssen alle nötigen Daten im ERP-System
auf einer Plattform zusammenfließen.
Obendrein macht die Integration von ERP-, PLM- und CAD-Daten
„Parallelwelten“ redundanter Daten überflüssig. Daten werden
nur einmal gepflegt, sämtliche Mitarbeiter greifen auf dieselben
aktuellen Informationen zu. So können zum Beispiel Einkauf,
Montage oder Service über einen Viewer vereinfachte 3D-Modelle
einsehen und technische Details selbst klären. Da sich Visualisierungen
automatisch erzeugen lassen, entfällt auch die Zuarbeit für
Dokumentation, Marketing oder Vertrieb. Das beschleunigt Abläufe
im gesamten Unternehmen. Vor allem aber ersparen sich Konstrukteure
viele Rückfragen. Außerdem vereinfacht sich dadurch
die Arbeit mit wachsenden Stücklisten in der konstruktionsbegleitenden
Fertigung. Natürlich muss die Konstruktion dabei ihre
Hoheit über die Daten behalten. Mit Workflows lässt sich sicherstellen,
dass erst aus freigegebenen Daten Neutralformate erzeugt
und mit anderen Abteilungen automatisch geteilt werden.
Dies alles gelingt nur, wenn zentral im ERP-System alle Stammund
Konstruktionsdaten, Stücklisten und andere Dokumente
hinterlegt und mit kaufmännischen Informationen verknüpft sind.
Erst dann gewinnt die Konstruktion den nötigen Freiraum für
Kreativität und Innovation zurück. Eigentlich verblüffend einfach,
wie das Ei des Kolumbus.
www.proalpha.com
DIE INTEGRATION VON
ERP UND CAD ENTLASTET
VON ROUTINEN UND
SCHAFFT FREIRÄUME
12 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

CONTROL ZEIGT NEUE ERKENNTNISSE IN DER QS-PRAXIS
Die Control steht in den Startlöchern. Und das
32. Branchentref fen vom 24. bis 27. April auf der Landesmesse
Stuttgart ist auf steigendem Expansionskurs. Die industrielle
Fertigung unterliegt ständigen Veränderungen. Die Ansprüche
an die zu produzierende Qualität steigen. Nicht nur im
Sichtbereich, sondern immer mehr auch auf Mikro- und
Nanoebene. Um den höheren Anforderungen bei Qualität und
Individualität sowie dem steigenden Preisdruck gerecht zu
werden, bedarf es neuer Technologien und Optimierungen im
Bereich der Messtechnik und Bildverarbeitung. Die Sonderschau
„Berührungslose Messtechnik“, die bereits zum 14. Mal
in Kooperation zwischen der Fraunhofer-Allianz Vision und der
P.E. Schall GmbH & Co. KG durchgeführt wird, zeigt neueste Entwicklungen und zukunftsweisende Technologien aus diesem Bereich.
Ausgestellt wird ein breites Spektrum innovativer, berührungslos arbeitender Technologien; beispielsweise Lichtschnitt, Streifenprojektion,
Weißlichtinterferometrie, Holographie, konfokale Messverfahren, Time of Flight und viele mehr.
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KBT Knapp Wälzlagertechnik
feiert in diesem Jahr sein 60-jähriges
Bestehen. Das Unternehmen
wurde 1958 von Werner Knapp in
Fellbach bei Stuttgart gegründet
und definiert sich seitdem als
entwicklungstechnisch orientierter
Spezialist für anwendungsspezifische
Wälzlagerlösungen. Mit der
Übernahme der Geschäftstätigkeiten
1998 durch Wolfgang
Bauer entwickelte sich das
Unternehmen vom klassischen
Wälzlagerhändler hin zum
Systempartner für kundenspezifische
Wälzlager- und Lineartechniklösungen.
Seit 2015 werden
die Geschäfte von seinen Kindern
Markus Bauer und Kerstin Bohn
geführt. 2014 war die Firmenzentrale
nach Waiblingen in einen
Neubau umgezogen. Das
Unternehmen bevorratet
14 000 Lagertypen nach DIN-
Norm und besetzt außerdem die
Nische der anwendungsspezifischen
Besonderheiten. Dafür
werden Wälzlager der Eigenmarke
KBT (Knapp Bearing
Technology) angeboten. Die
Kunden des Unternehmens
finden sich in der Maschinenbau-,
Automations- und Automobilbranche.
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Ihr Nutzen ist unser Antrieb

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
TITELSTORY
ZURÜCK IN
DIE ZUKUNFT
Mit seinem Portfolio dezentraler IP67-Lösungen zeigt ein
Automatisierungsspezialist, wie bestehende Maschinen
und Anlagen im Rahmen der Evolution einer Industrie 4.0
von Effizienzsteigerungen und erhöhter Transparenz
profitieren können. Neu in seinem IP67-Baukasten ist ein
I/O-Modul, das selbst Geräte mit seriellen Schnittstellen
fit für die Zukunft macht.
Autor: Aurel Buda, Produktmanager
Fabrikautomation Systeme, Turck, Mülheim
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Während serielle Schnittstellen in der IT-Welt weitestgehend
durch Ethernet und USB abgelöst sind, haben
sie in der Industrieautomation bis heute einen guten
Stand. Nicht nur lange genutzte Geräte haben die
Schnittstelle an Bord, auch viele neue Produkte, von Barcode-Scannern
und Lichtvorhängen über Drucker, Waagen und Bedienterminals,
aber nicht zuletzt auch viele Antriebe kommunizieren über
diese Schnittstellen. Auch deshalb legt Turck jetzt sein ultrakompaktes
IP67-Ethernet-I/O-Modul zur Anbindung von seriellen
Schnittstellen neu auf. Das TBEN-S2-2COM-4DXP bietet neben den
beiden Ports für RS232 oder RS485 vier digitale Ein- oder Ausgänge.
Die Charakteristik der seriellen Ports (RS232, RS485 oder Modbus
RTU) kann frei gewählt werden. Die I/Os lassen sich dabei konfigurationslos
als Ein- oder Ausgang nutzen.
VERDRAHTUNG IM FELD SPART ZEIT UND KOSTEN
Die neuen TBEN-S-Module erleichtern das Anbinden von Geräten
mit serieller Schnittstelle erheblich. Abhängig von der
gewählten Anschlusstechnik erreichen die Module Schutzart
IP65/67 oder sogar IP69K und sind daher direkt im Feld auf der
Maschine einsetzbar. Das verkürzt die Verdrahtungswege vom
Modul zu den Geräten vor Ort. Vom I/O-Modul werden dann nur
noch eine Ethernet- und eine Stromversorgung zum Schaltschrank
geführt. Beide Leitungen, Power und Ethernet, können
von Modul zu Modul als sogenannte „Daisy Chain“ (auf Deutsch:
Gänseblümchenkette; eine Anzahl von Hardware-Komponenten,
die in Serie miteinander verbunden sind) durchgeschleift werden,
müssen also im Idealfall nur einmal vom Schaltschrank ins
Feld geführt werden. Kleinere Geräte wie Barcodescanner
versorgt das TBEN-S-2COM über den Bus-Stecker mit Leistung –
auch hier verringert das I/O-Modul den Zeitaufwand und die
Kosten für die Verdrahtung.
KONFIGURIEREN STATT PROGRAMMIEREN
Neben Einsparungen beim Verdrahtungsaufwand profitieren
Anwender der Module auch davon, dass der Programmieraufwand
für die Kommunikation mit Modbus-RTU-Geräten minimiert ist.
Üblicherweise müssen Modbus-Zugriffe in der Steuerungsumgebung
selbstständig programmiert und verarbeitet werden. Bei
Turcks seriellem Modul ist Modbus RTU integriert. Der Nutzer
muss lediglich Adressen und Prozessdatenbereiche konfigurieren.
Danach übernimmt das Modul die Protokollverarbeitung und
14 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

LIVE@
01
02
01 Über RS485 können bis zu 32 Motoren pro COM-Port mit dem
TBEN-S2-2COM verbunden werden, der Sensor für Vibration und
Temperatur wird ebenfalls via RS485 mit dem Modul verbunden
– so lassen sich Lagerschäden frühzeitig diagnostizieren
02 Industrie-4.0-Tools: Turcks I/O-Modulreihen FEN20, TBEN-S
und TBEN-L unterstützen nicht nur Multiprotokoll-Ethernet
(Profinet, Ethernet/IP und Modbus TCP in einer Gerätevariante),
sondern sind auch als intelligente FLC einsetzbar
tauscht Prozessdaten mit der Steuerung aus. Komplizierte Funktionsbausteine
für Modbus werden nicht benötigt.
Damit ist das Modul der perfekte Counterpart für zahlreiche
Modbus-RTU-Geräte, wie etwa intelligente Sensorik oder auch die
Lichtvorhänge von Turcks Optosensorik-Partner Banner Engine e-
ring. Beispielsweise können bis zu 64 Pick-to-Light-Sensoren der
K50-Serie von Banner an nur einem I/O-Modul betrieben werden.
Kostengünstiger lassen sich Pick-to-Light-Anwendungen kaum aufbauen.
Auch für Retrofitprojekte ist das 2COM-Modul das optimale
Bindeglied, um bestehende Modbus-RTU-Teilnehmer in moderne
Industrial-Ethernet-Netze zu integrieren.
MOTORENSTEUERUNG MIT
VORAUSSCHAUENDER WARTUNG
Gerade in den Branchen Fördertechnik, Logistik und Verpackungstechnik
werden häufig Motoren mit seriellen Schnittstellen verwendet.
Ein gutes Beispiel sind die Movimot-Motoren von SEW-
Eurodrive. In der Betriebsart RS485 können bis zu 32 Motoren pro
COM-Port mit dem TBEN-S2-2COM verbunden werden. Mit dem
QM42VT2 von Banner steht darüber hinaus ein Sensor zur Überwachung
von Vibration und Temperatur zur Verfügung, der ebenfalls
FIELD LOGIC CONTROLLER
Mit den Field Logic Controllern (FLC) bietet Turck eine
weitere hochflexible, anwenderfreundliche Automatisierungslösung.
Möglich wird dies durch die browserbasierte
Programmierumgebung Argee, die auf den Multiprotokoll-
Block-I/O-Modulen TBEN-L, TBEN-S und FEN20 läuft. Sie
basiert auf HTML5 und JavaScript und erlaubt dem Nutzer,
Bedingungen und Aktionen auf einfachstem Weg zu
programmieren – selbst im Feld mit mobilen Endgeräten.
Argee wird dabei nicht jede SPS vollständig ersetzen, aber
die Engineering-Software ermöglicht neue Wege in der
Steuerungstechnik. Alle FLC-Geräte können eigenständig
Applikationen steuern, arithmetische, Timer-, Counter- und
Binärschalter-Funktionen ausführen sowie Daten mit
übergeordneten Steuerungen austauschen. Der Anwender
kann zwischen den Modi Flow und Pro wählen.
Mit Argee Flow kann ein FLC
n mit Boole‘scher Logik konfiguriert werden
n Eingangs- und Ausgangssignale logisch verknüpfen
n bis zu zwei Timer und Counter verwenden
n mit einer SPS kommunizieren
Mit Argee Pro kann ein FLC
n arithmetische Operationen ausführen
n zahlreiche interne Variablen, Timer und Counter bis zu
6 kB Gesamtgröße verwenden
n umfangreichere Daten mit einer SPS austauschen
n IF-Bedingungen und Zustandsfolgen ausführen
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 15

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
03 Die browserbasierte Programmierumgebung
Argee lässt sich auch mit mobilen Geräten bedienen
via RS485 mit dem Modul verbunden werden kann. Montiert direkt
am Antrieb, lassen sich Lagerschäden auf diese Weise frühzeitig diagnostizieren,
um geplante Wartungen durchzuführen. Eine einfache
und effiziente Möglichkeit, vorausschauende Wartung zu betreiben.
ZUSÄTZLICHE KOMMUNIKATION AUCH
PARALLEL ZUR SPS
Eine weitere Eigenschaft des TBEN-S-2COM öffnet Perspektiven in
Richtung Industrie 4.0. Wie alle Geräte der TBEN-Familie unterstützt
auch das TBEN-S2-2COM Turcks Ethernet-Multiprotokoll-
Technologie, die den Einsatz der Geräte in Profinet-, EtherNet/IPund
Modbus-TCP-Netzen ermöglicht. Über Modbus kann dabei
sogar parallel zu bestehenden Steuerungsverbindungen auf das
Gerät zugegriffen werden. Am Beispiel der Motorensteuerung mit
DAS I/O-MODUL BRINGT SELBST
GERÄTE MIT SERIELLEN SCHNITT-
STELLEN IN DIE INDUSTRIE-4.0-ÄRA
vorausschauender Wartung lassen sich die Daten vom Vibrationssensor
so zum Beispiel zur weiteren Analyse direkt an überlagerte
Systeme, wie Edge-Gateways, Daten-Hubs oder Cloud-Systeme
versenden. Viele gängige Systeme, wie Microsoft Azure, IBM Bluemix,
aber auch OPC-UA-Server von Matricon und Kepware unterstützen
die Kommunikation via Modbus TCP.
MODUL WIRD ZUR KLEINSTEUERUNG
Wie alle aktuellen TBEN-Modelle verfügt auch das 2COM-Modul
für serielle Schnittstellen über die browserbasierte Programmierumgebung
Argee. Mit Argee können SPS-Funktionen direkt auf den
Modulen der Block-I/O-Reihen TBEN-L, TBEN-S, BL compact und
FEN20 programmiert werden. Auch RFID-Ethernet-Interfaces mit
Argee an Bord sind inzwischen im Programm. Mit solchen Field
Logic Controllern (FLC) lassen sich einfache Steuerungsfunktionen
auf die I/O-Module auslagern, was die zentrale Steuerung und die
Buskommunikation entlastet. Die Argee-Programmierumgebung
ist eine einfache Web-Applikation. Dazu ist lediglich ein PC mit
03
einem Webbrowser wie Chrome oder Firefox erforderlich. Einfache
Anforderungen sind mit Argee auf den Turck-Block-I/O-Modulen
auch komplett autark realisierbar.
GROSSES PORTFOLIO AN DEZENTRALEN LÖSUNGEN
Neben der Programmierumgebung für leicht- bis mittelkomplexe
Applikationen bietet Turck auch eine vollumfängliche SPS in IP67.
Die Codesys-3-Steuerung TBEN-L-PLC ist eine kompakte IP67-Steuerung
zum Einsatz direkt im Feld. Als Master unterstützt das Gerät
neben CANopen und SAE J1939 auch Modbus RTU sowie die Industrial-Ethernet-Protokolle
Profinet, EtherNet/IP und Modbus TCP. In
den CANopen-Netzwerken und Modbus RTU sowie in den drei unterstützten
Industrial-Ethernet-Netzen kann die TBEN-L-PLC auch als
Slave (bzw. Device) agieren, was den Einsatz als Protokollkonverter
ermöglicht. Die Steuerung kann beispielsweise als CANopen-Manager
eines mit CANopen vernetzten Maschinenmoduls agieren und
dieses an eine Anlage anbinden, die mit Profinet vernetzt ist. Im Zuge
der zunehmenden Digitalisierung industrieller Produktionsprozesse
kann die PLC so bestehende Maschinenkonzepte fit machen für die
Herausforderungen einer eng vernetzten, hochflexiblen Produktion.
Bilder: Dan Jamieson/shutterstock.com, Turck
www.turck.com
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
UNSER 2COM-MODUL IST EIN UNIVERSAL-
WERKZEUG FÜR DIE AUTOMATISIERUNG
AUREL BUDA,
Produktmanager Fabrikautomation Systeme, Turck, Mülheim
Mit unserem Portfolio dezentraler IP67-Lösungen unterstützen wir den Trend zu
modularen Produktionsketten und ebnen unseren Kunden den Weg in die
Digitalisierung: Die intelligenten I/O-Blockmodule eröffnen neue Möglichkeiten
zur modularen Konstruktion und E-Planung von Maschinen und Fertigungslinien.
Ob Ethernet-Multiprotokoll-Technologie oder vorausschauende Wartung – unser
neues 2COM-Modul ist ein Universalwerkzeug für die Automatisierung und
bringt selbst Geräte mit seriellen Schnittstellen problemlos in die Industrie-4.0-
Ära. Auch auf Big-Data-Anwendungen ist das Modul vorbereitet.
16 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
ROBUST, VERNETZBAR UND KLAR SKALIERBAR
LIVE@
Moderate Anschaffungskosten, wartungsfreies Design
und Einsatz der Hardware bis mindestens 2027
verspricht Bosch Rexroth für die neue Generation der
Industrie-PC-Plattform PR, VR, DR. Entwickelt für den
unteren und mittleren Leistungsbereich, ist sie
ausgestattet mit Intel-Prozessoren unterschiedlicher Leistungsklassen.
Die Box- und Panel-PCs PR und VR bieten ein abgestuftes
System für viele Aufgaben einschließlich Industrie-4.0-Anwendungen
mit hohen Datendurchsätzen. Die Box-PCs PR eignen sich
für den horizontalen oder vertikalen Einbau. Zur bedarfsgerechten
Visualisierung und Bedienung gibt es die hochauflösenden,
kapazitiven Multi-Touch-Widescreen-Displays DR von 12 bis 21’’.
Ihre Anbindung erfolgt per DisplayPort/USB oder CDI+, wodurch
sich mit nur einem
Kabel bis zu drei
Displays ohne
Repeater verbinden
lassen. Die
Panel-PCs VR
vereinen die
Eigenschaften von
PR und DR in einem
Gerät und zielen
vor allem auf
HMI-basierte
Anwendungen ab.
www.boschrexroth.de
RAUMEFFIZIENTE ACHSEN UND SCHLITTEN
LIVE@
Wo es in Montageanlagen, bei Test- und Prüfsystemen,
im Kleinteilehandling, in der Elektronikindustrie oder
bei Desktop-Applikationen auf Raumeffizienz ankommt,
können die Spindel- und Zahnriemenachsen
ELGC und der Mini-Schlitten EGSC von Festo eingesetzt
werden. Sie eignen sich z. B. besonders für Pick-and-Place-Lösungen,
Linien- oder Raumportale. Die elektrischen Achsen haben
einen gemeinsamen Systemansatz, eine Plattform-Architektur
und überwiegend adapterfreie Verbindungen. Mit ihrer innenliegenden,
geschützten Kugelumlaufführung eignen sie sich
besonders für XY-Bewegungen und vertikale Z-Bewegungen. Der
Mini-Schlitten zeigt einen ruhigen Spindellauf und ist prädestiniert
für vertikale Z-Bewegungen oder geführte lineare Einzelbewegungen
in jeder Einbaulage. Alle Antriebe sind im Clean Look
und mit gewichtsoptimiertem
Design
ausgeführt. Mit
abgestimmten
Schnittstellen und
optimierten
Adapterbausätzen
sind die dazu
gehörenden
Motoren flexibel
montierbar.
www.festo.com
Der Mensch. Die Maschine.
Gemeinsam mit
HANNOVER MESSE 2018
Ihre Möglichkeiten.
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die Digitalisierung
Fertigungsprozesse,
Energiesysteme und
Arbeitswelten
verändert.
Get new technology first

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
LIVE@
LEITUNGEN MIT DEM
RICHTIGEN DRILL
So gelenkig wie menschliche Gliedmaßen, so wünschen sich
Konstrukteure von Robotern deren Arme. In beiden Fällen
ist nicht nur die Mechanik gefordert, sondern auch die
„Nervenstränge“ – also die Leitungen, sowohl hinsichtlich
Torsionsfähigkeit als auch bei der Übertragungsleistung.
18 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

01
01 Qualität wird bei der Kabelfertigung großgeschrieben;
der Bildschirm zeigt das mit Stickstoff aufgeschäumte
Isolationsmaterial, das die dielektrische Konstante reduziert
Unsere Hände sind ein wahres Wunderwerk der Natur. Bei den Glücklichen
von uns, die hundert Jahre oder noch ein bisschen länger leben dürfen,
führen unsere Greiforgane vermutlich zigmillionen Bewegungen aus:
Schreiben, Bücher in Regale einräumen, Bälle in Körbe werfen und vieles
mehr. Das geht so automatisch und reibungslos, dass wir uns über die Abläufe in
den Gliedmaßen gar keine Gedanken machen.
Handhabungseinrichtungen in der Industrie versuchen mal mehr und mal weniger
das natürliche Vorbild nachzuahmen und so etwa Bauteile von A nach B zu
bewegen. An der Spitze sitzt in der Regel ein Greifer, der mit Strom versorgt werden
muss, immer häufiger in Kombination mit Sensoren wie einer hochauflösenden
Kamera. Das erfordert Kabel, die alle Bewegungen erlauben. Was unseren Händen
leichtfällt, nämlich das Drehen der Handfläche, wird für Roboter zur Herausforderung.
Denn ein Gelenk allein reicht nicht, die Kabel müssen die Drehbewegung –
genauer gesagt die Torsion – ebenfalls mitmachen.
BESSER CAT.7
In 12.603
Baugrössen aus
dem Shop
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DIE LEITUNG LÄSST SICH AUF EINER
LÄNGE VON EINEM METER UM 180°
IN BEIDE RICHTUNGEN TORDIEREN
Als wäre das nicht Herausforderung genug, müssen die Leitungen gleichzeitig
immer höhere Übertragungsleistungen erbringen. Kameras zur Qualitätsicherung
etwa haben immer höhere Auflösungen und Bildwiederholraten. Für solche Datenraten
ist Ethernet die erste Wahl, das auch in Fabriken immer mehr zum Standard
wird. Bis vor kurzem waren Ethernet-Leitungen der Kategorie 6 – kurz Cat.6 – noch
das Maß der Dinge. Sie sind schnell, die Übertragungsrate beträgt bis zu 10 Gbit/s.
Keine höhere Datenrate, aber dennoch mehr Reserven haben allerdings Leitungen
der Kategorie 7, denn sie arbeiten mit einer höheren Betriebsfrequenz von 600 MHz.
Der Vorteil ergibt sich durch die besseren Werte bei der Nebensprechdämpfung und
dem zulässigen Frequenzbereich. Installationsfehler sowie Schädigungen oder Alterung
der Leitung wirken sich weniger aus. Die Leitung erreicht auch unter nicht op-
(+49) 07123 960-192
federnshop.com
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Katalog Berechnung Anfrage Blog

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
02
timalen Bedingungen die volle Übertragungs rate von 10 Gbit/s, die
Anwendung läuft mit höherer Zuverlässigkeit. Nicht zu vergessen ist
die Investitionssicherheit: Leitungen höherer Kategorie können
beim Aufrüsten von Anlagen weiter verwendet werden. Die Abwärtskompatibilität
erlaubt den Einsatz von Komponenten höherer Kategorie.
Anwender treffen mit diesen Leitungen also eine gute Wahl.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
02 Eine Flechtmaschine zum Aufbringen der Schirmung
– wichtig für hohe Datenraten
„UNSERE PROFINET-
KONFORME CAT.7
LEITUNG IST DIE IDEALE
NERVENBAHN FÜR
GELENKIGE ROBOTER“
Georg Stawowy, Vorstand
Technik und Innovation,
Lapp Holding AG
Die Anforderungen unserer Kunden
wachsen unaufhörlich und wir
haben bei Lapp den Anspruch,
diesen Anforderungen stets einen
Schritt voraus zu sein. Die neue
Etherline Torsion Cat.7 belegt, dass
Lapp dieses Versprechen einlöst.
www.DerKonstrukteur.de
SCHNELL UND ROBUST
In diesem Sinne vorbildlich ist die neue Datenleitung Etherline
Torsion Cat.7, die die Stuttgarter Lapp Gruppe 2017 auf der Hannover
Messe vorgestellt hat. Sie ist laut Hersteller die erste torsionsfähige
und Profinet-konforme Cat.7 Leitung der Welt – die ideale
„Nervenbahn“ für gelenkige Handhabungsroboter. Sie ist Teil eines
umfangreichen Angebots von industriellen Ethernet-Cat.7-Leitungen
für Gigabit-Anwendungen im Lapp-Portfolio – und doch
einzigartig.
Sie eignet sich für industrielles Ethernet in Maschinen und in der
Robotik, wo große Datenmengen anfallen, etwa von Sensoren oder
hochauflösenden Kameras. Ihr robuster und halogenfreier PUR-
Außenmantel ist besonders abriebfest und verspricht eine lange
Lebensdauer. Die Leitung lässt sich auf einer Länge von einem
Meter um 180° in beide Richtungen tordieren und das mindestens
fünf Millionen Mal. Im Gegensatz zu Standardkabeln enthält das
Lapp-Produkt keine Füllschnüre, um die gleichmäßig runde Form
der Leitung zu erhalten oder um eine stabile Anordnung der Aderpaare
zu unterstützen. Bei der neuen Torsionsleitung hält vielmehr
ein Trennkreuz aus Polyethylen die Adern am Platz. Es lässt sich mit
einem Schnitt entfernen und erleichtert die Konfektion gängiger
Steckverbinder wie M12 X-codiert oder RJ45.
Der charakteristische Wellenwiderstand mit einer Toleranz von
± 5 % ist besonders gering, erlaubt ist laut Norm ca. ±15 %. Das
verbessert die Übertragungseigenschaften auch auf kurzen Distanzen
und sichert eine erfolgreiche Zertifizierung des Übertragungskanals
mittels Kabeltester. Gleichzeitig sinkt der Aufwand für
Nacharbeiten der installierten Kabelverbindung. Die Leitung ist
nach UL CMX gelistet, sie kann also in Nordamerika für Anwendungen
innerhalb und außerhalb von Schaltschränken, in bewegten
Maschinenteilen wie im Roboter zur Medienverkabelung
eingesetzt werden.
QUALITÄT AUS ITALIEN
Entwickelt und gefertigt wird die neue Leitung bei CEAM Cavi
Speciali in Monselice bei Padua. Die Lapp Gruppe hat das italienische
Unternehmen im Oktober 2016 übernommen, u. a. weil es
denselben hohen Qualitätsanspruch hat. Bei jedem Schritt der
Kabelherstellung – vom Verlitzen über das Verseilen und Umflechten
bis zum Ummanteln und Kennzeichnen – werden Qualitätstests
ausgeführt und dokumentiert.
Robuste Leitungen wie die Etherline Torsion Cat.7 eignen sich
nicht nur für Handhabungsroboter, auch Branchen wie der Maschinenbau,
die Bahntechnik oder die Lebensmittelindustrie profitieren
davon. Neben hohen mechanischen Belastungen müssen die
Leitungen aggressiven Medien oder rauen Umweltbedingungen
standhalten. Außerdem ist die EMV-Belastung etwa durch die starken
Ströme der Antriebssysteme hoch. Robuste Kabel erfordern
keine zusätzlichen Schutzmaßnahmen und sind deshalb leichter zu
verlegen. So haben die Kunden die Sicherheit, dass ihre Leitungen
auch nach vielen Jahren noch die Cat.7-Spezifikation erfüllen.
Bilder: Aufmacherbild phonlamaiphoto / Fotolia.de / Lapp; Bilder 1 und 2 Lapp
www.lappgroup.com
20 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

OEM-DRUCKTRANSMITTER FÜR EX-BEREICHE
LIVE@
Die D-Linie von Keller, eine Kombination aus einem robusten Druckaufnehmer und der
I2C-Schnittstelle, ist nun auch als eigensichere Version erhältlich. Die Serie D Ei ist für
Anwendungen der Gasgruppe II zugelassen und kann zur Messung von absoluten und
relativen Drücken in Zone 0 eingesetzt werden. Als modulare Serie eignet sie sich für
kundenspezifische Entwicklungen. Die OEM-Drucktransmitter
bilden die Basis für die weiteren Modelltypen mit beliebigem
Druckanschluss oder die Pegelsonde für Tankinhaltsmessungen
bis 3 m. Die Modelle 21 D Ei und 23 D Ei sind Drucktransmitter
mit Metallhülsen und Kabelabgang, die sich in Genauigkeit,
Abmessungen, Einsatzmöglichkeiten und Varianten unterscheiden.
So hat die günstigere Ausführung 21 D Ei eine
einfache Kabeleinführung, die als Zugentlastung dient. Sie
eignet sich für trockene Umgebungen. Die 23 D Ei mit einer
Kabelverschraubung mit Schutzgrad IP68 kann untergetaucht
werden und eignet sich so für überflutete Gebiete.
Industrie-, Signal- und Systemleuchten
E d e l s t a h l -
M a s c h i n e n l e u c h t e n
S e r i e ML-x-UFE
■
■
■
Edelstahlgehäuse
Komplett vergossene Versionen
mit hoher Schutzart
Glatte, geschlossene Oberflächen
verhindern Ablagerungen
www.keller-druck.com
WÄRMEBILDKAMERA ZUR
TEMPERATURÜBERWACHUNG
LIVE@
Für Temperaturüberwachungsaufgaben in der metallverarbeitenden
Industrie hat Micro-Epsilon die Wärmebildkamera
„thermoIMAGER TIM M1“ konzipiert.
Aufgrund ihres Spektralbereichs von 1 µm eignet sie
sich besonders für Temperaturmessungen an Metallen,
deren Oberflächen bei kurzen Messwellenlängen eine höhere
Strahlungsintensität und einen höheren Emissionsgrad besitzen
als bei anderen Wellenlängen. Für Laserschweißanwendungen ist
eine Erweiterung durch Lasersperrfilter notwendig. Der TIM
M1-N1064 besitzt einen Notch-Filter bei 1064 nm mit einer
Bandbreite von 44 nm. Alle anderen Wellenlängen werden
durchgelassen und erfasst. Der TIM M1-B880 verwendet einen
Bandpass-Filter, welcher lediglich Licht mit einer Wellenlänge von
880 nm bei einer Bandbreite von
70 nm durchlässt. Die Laserlinie
von KW-Lasern kann dadurch
angezeigt und überprüft
werden. Die Echtzeit-Software
TIMConnect, die zur Parametrierung
der Kamera dient und
Infrarotwärmebilder visualisiert,
komplettiert den Leistungsumfang
der Wärmbildkameras.
www.micro-epsilon.de
HMI-ANWENDUNGEN
VEREINFACHT
LIVE@
Die erweiterte
PAC-Steuerungsplattform
von
Parker Hannifin,
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Controller und neuem
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HMI-Konfiguration und
-Anschluss. Während der
Mehrachs-Automation-Controller
eine Xpress- oder Web-Visualisierung unterstützt, ermöglicht
das Bedienterminal eine kundenspezifische Webanwendung.
An jeden Controller können mehrere Bedienterminals
angeschlossen werden. Das 7’’-Terminal ist mit IP65-konformer
Frontblende, widerstandsfähigem Touchscreen und lüfterlosem
Design für raue Umgebungen gerüstet. Die Plattform kombiniert
eine SPS mit Visualisierung und Motion Control. Die Echtzeit-
Kommunikation zwischen den Systemkomponenten findet durch
Ethernet-basierte Schnittstellen über Ethercat statt. Für Programmierung,
Datentransfers oder die Kommunikation mit übergeordneten
Systemen gibt es zwei weitere 1-GB-Ethernet-Schnittstellen.
Für Datenaufzeichnungen können weitere Wechseldatenträger
über zwei USB-2.0-Schnittstellen angeschlossen werden.
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DER KONSTRUKTEUR 3/2018 21

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
LIVE@
PUNKTGENAU DURCH
STATIONEN
01
02
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
In der Großserienproduktion geht es um jede
Zehntelsekunde. Genau darauf ausgerichtet
sind Montage- und Fertigungsanlagen von Behr
Systems. Basis ist ein linearmotorisches
Transfersystem. Es bewegt Werkstückträger
unabhängig voneinander in unterschiedlichsten
Beschleunigungen präzise auf frei definierbare
Positionen.
Diese Anlage für den Einsatz bei einem Automobilzulieferer
verbirgt ihre Komplexität nicht: An das geschlossene Oval
mit 22 m Streckenlänge hat Behr Systems 37 Bearbeitungsstationen
angedockt. Sie übernehmen verschiedenste
Bearbeitungsschritte für die Montage einer elektromechanischen,
sicherheitsrelevanten Baugruppe für PKWs. „Der Automobilzulieferer,
der diese Anlage bestellt hat, fertigt bereits auf mehreren
ähnlichen Anlagen und wir optimieren das modulare Konzept ständig
weiter“, betont Rainer Hollweck, Project Manager bei Behr
Systems. Der Sondermaschinenbauer aus dem bayrischen
Blaichach fokussiert sich auf Montage-, Prüf- und Fertigungsanlagen
und rüstet Automobilzulieferer ebenso aus wie die optische
Industrie, die Medizintechnik und viele weitere Branchen.
POSITIONIERT FLEXIBEL UND GENAU
Das Grundlayout der Montagelinie besteht aus geraden Streckenund
Kurveneinheiten des Rexroth Transfersystems Active Mover
22 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

-
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
01 Die vollautomatische Anlage mit
37 Bearbeitungsstationen
02 Die komplette Verkabelung verläuft
auf der Innenseite; die Werkstückträger
sind von außen frei zugänglich
03 Bearbeitungsstation mit mehreren
Zwischenstopps für die variantenreiche
Fertigung
04 Entladestation mit dem Transfersystem
TS 2plus
03
„MECHATRONIK
SCHAFFT NUTZEN
FÜR MONTAGE-
PROZESSE“
www.DerKonstrukteur.de
Dr. Michael Döppert,
Chefredakteur
04
Mechatronische Konstruktionsansätze
erlauben neue Maschinenkonzepte
mit bislang so nicht zu
realisierenden Funktionen bzw.
Prozessen. Diese Aussage, auf die
wir immer wieder beim Thema
Mechatronik stoßen, trifft auf das
linearmotorische Transfersystem
von Bosch Rexroth voll und ganz zu.
Es scheint an Effizienz und Flexibilität
kaum zu schlagen sein!
mit vertikal eingebauten, verschleißarmen Linearmotoren. Auf der
gesamten Strecke fahren Werkstückträger unabhängig voneinander
auf exakt vorgegebene Positionen, teilweise sogar mehrere Positionen
innerhalb einer Station nacheinander.
Die Stationen montieren, pressen, reinigen, prüfen und verschrauben
verschiedene Varianten der Baugruppe vollautomatisch.
Um die Anlage herum sind die Zuführeinheiten platziert. Sie
versorgen die Stationen mit den notwendigen Bauteilen, typsortiert
und lagegerecht. „Die Anlage hat eine Autonomiezeit von 45 Minuten“,
hebt der Project Manager hervor. So lang kann sie ohne manuelle
Eingriffe arbeiten. Mitarbeiter füllen vor allem die Bestände an
Bauteilen auf und entladen die Anlage. Beim Entladen der Anlage
kommt ein weiteres Transfersystem von Rexroth zum Einsatz, das
TS 2plus. Es schleust die fertig montierten Baugruppen horizontal
aus der Anlage aus.
Durch die hinterlegten Fertigungsprogramme kann der Automobilzulieferer
ohne Umrüstaufwand verschiedene Varianten der Baugruppe
auf der Anlage fertigen. Die Software der Anlagensteuerung
gibt dazu den Werkstückträgern flexibel die anzufahrenden Positionen
vor. „Wir arbeiten an den meisten Stationen mit einer Positioniergenauigkeit
von unter 0,05 mm“, so der Project Manager. Die Wiederholgenauigkeit
des Active Mover beträgt 0,01 mm. Diese Präzision
erreicht der Active Mover auf den geraden Strecken durch das integrierte
Messsystem. Deswegen ist eine zusätzliche Indexierung hier
nicht erforderlich. „An einigen Stationen benötigen wir aber Toleranzen
von 5 bis 10 µm“, sagt Rainer Hollweck. Dort entkoppelt Behr
Systems den Werkstückträger von dem Werkstück durch eine schwimmende
Lagerung. An der Station wird das Werkstück feinjustiert.
VON HOCHDYNAMISCH BIS GANZ SANFT
„Die Abstände zwischen den einzelnen Stationen betragen
zwischen 50 und 100 cm“, beschreibt Rainer Hollweck den Aufbau.
In diesen Abständen kann der Active Mover durch seine hohe
Dynamik die Nebenzeiten deutlich reduzieren. Die Werkstückträger,
für Zuladungen bis 10 kg ausgelegt, fahren in dieser
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 23

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
Anwendung asynchron, da nicht nur die Abstände zwischen, sondern
auch die Bearbeitungszeiten an den einzelnen Stationen
unterschiedlich sind. Hier bietet Active Mover die notwendige
Flexibilität. „Wir können parallel die verschiedensten Offsets
fahren, und in anderen Anlagen bewegen sich einzelne Shuttles
bei Bedarf auch gegen die Fahrtrichtung“, umreißt der Project
Manager die Möglichkeiten. Active Mover beschleunigt die Werkstückträger
mit bis zu 40 m/s² und erreicht dadurch eine extrem
hohe Dynamik. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 150 m/min.
Durch diese Dynamik gewinnt die Anlage an jeder Station
entscheidende Sekundenbruchteile, mit der Anwender Kostenvorteile
durch kürzere Zykluszeiten realisieren.
Aber nicht an jeder Station geht es um höchste Dynamik. „Bei
einem Bearbeitungsschritt wird eine kleine Kugel auf eine Vertiefung
gelegt und der Weitertransport durch den Active Mover muss
extrem sanft erfolgen“, erinnert sich Rainer Hollweck. Hier bieten
die unabhängig voneinander fahrenden Werkstückträger den
notwendigen Freiheitsgrad. Entsprechend parametrierte Behr Systems
in dieser Station sehr flache, sanfte Beschleunigungs- und
Bremsrampen für den Werkstückträger.
KONFIGURIEREN OHNE PROGRAMMIERUNG
Beim Aufbau der Anlage nimmt Behr zunächst den Active Mover
ohne Bearbeitungsstationen in Betrieb und definiert die Grundkonfiguration.
Die Active-Mover-Software verringert den Engineering-Aufwand,
da keine Programmierung notwendig ist. Die
komplette Verkabelung des Transfersystems verläuft in Kabelkanälen
auf der Innenseite. Damit sind die Außenseiten mit den Werkstückträgern
komplett frei für die Arbeitsstationen. Beim Einbau jeder
Station justiert Behr die jeweiligen Bewegungsmuster und Positionen
der Shuttles. Eine bereits im Active Mover integrierte Kollisionsvermeidung
verhindert Schäden bei der Inbetriebnahme und
im täglichen Betrieb.
Die Vollautomatisierung der Montage dient auch dazu, reproduzierbar
dokumentierte Qualität zu sichern. Die Montageanlage von
Behr wird beim Endanwender in einem Sauberraum arbeiten. Der
Active Mover ist konstruktiv auch auf solche Umgebungen
DAS TRANSFERSYSTEM SORGT
FÜR KURZE NEBENZEITEN IN
MONTAGEANLAGEN
ausgelegt und erfüllt durch die geschlossene Leistungselektronik
die Schutzklasse IP65. Damit ist er auch für Einsätze unter Spritzwasserereinwirkungen
geeignet.
Der Active Mover fügt sich über Profinet oder Ethernet/IP in alle
gängigen Architekturen ein und kann von beliebigen Prozesssteuerungen
geregelt werden. Darüber hinaus können Anwender die
Montagelinie bei Bedarf mit weiteren Streckeneinheiten des Active
Mover nachrüsten und so weitere Stationen hinzufügen. Auch
danach befördert er aktiv, dynamisch und präzise alle Werkstücke
zur richtigen Zeit an den richtigen Ort; so wie Behr Systems seine
Montage-, Prüf- und Fertigungsanlagen – die nächsten werden
bereits in Blaichach in Betrieb genommen.
Bilder: Bosch Rexroth AG
www.boschrexroth.com
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
PUNKTGENAUE LASERSENSOREN
Die Miniatur-Lasersensoren
O300 mit IO-Link
von Baumer detektieren
kleinste Objekte und
Lücken. Mit dem auf
0,1 mm fokussierten
Laserstrahl und einer
Wiederholgenauigkeit
von 0,1 mm können
Objekte hochpräzise
positioniert und Folgeprozesse
exakt gesteuert
werden. Durch eine
Ansprechzeit von
weniger als 0,1 ms detektiert der Sensor auch eng beieinander
liegende Objekte zuverlässig. Durch die exakte Ausrichtung des
Laserstrahls per Design auf die Befestigungslöcher, (qTarget), wird
eine punktgenaue Detektion über die Serie ermöglicht. Das
drucktastenlose Teachverfahren qTeach sorgt für eine komfortable
Inbetriebnahme und eine sichere Bedienung. Eines der fünf
wählbaren Sensorprinzipien ist Smartreflect. Mit ihm lassen sich
auch spiegelnde Objekte von 0,5 mm Grösse in einem Erfassungsbereich
von 250 mm detektieren. Edelstahlvarianten im Washdown-
und Hygienedesign erweitern den Einsatzbereich der
Lasersensoren für die Verpackungsanlagen im Lebensmittel- und
Pharmabereich.
www.baumer.com
SICHERE FERNWARTUNGSLÖSUNG
LIVE@ Für die sichere Fernwartung von Maschinen und
Anlagen bietet Baumüller die Software Ubiquity an.
Diese ist nach IEC 62443-3-3 zertifiziert und besteht
aus drei Komponenten. Das Control Center ist eine
Bediensoftware, die die Fernwartungssysteme
verwaltet, beobachtet und aktualisiert. Die Laufzeitumgebung ist
auf Bediengeräten des Herstellers installiert und kommt ohne
zusätzliche Hardware aus. Über die Server- und Infrastruktur
findet der Austausch von Daten, Zertifikaten und Schlüsseln statt.
Die Laufzeitumgebung muss mit dem Control Center verbunden
sein. Dazu werden Zertifikate und eine Zwei-Faktor-Authentifizierung
verwendet. Die Kontaktaufnahme zum Server erfolgt
über Verbindungen, die per TLS/SSL-Protokoll abgesichert sind.
Laufzeitumgebung und Control Center müssen sich authentifizieren.
Die integrierte
Firewall erkennt die
ausgehenden
Verbindungen von
der Software. Mit
der Verwendung
bestehender
Internetverbindungen
muss keine
separate Verbindung
aufgebaut
werden.
www.baumueller.de
24 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
INDUKTIVE POSITIONSMESSUNG MIT
I/O-SCHNITTSTELLE
LIVE@
Das neue induktive Positioniersystem PMI F90 von
Pepperl+Fuchs arbeitet mit einem besonderen
Mehrspulensystem. Aus den Messsignalen der
einzelnen Spulen lässt sich die absolute Position des
Betätigers präzise bestimmen. Neben der Ausgabe des
analogen Positionssignals lassen sich auch Schaltpunkte definieren.
Der Sensor kann zwei Betätiger erfassen und den Abstand
zwischen ihnen ermitteln. So lassen sich dynamische Positionierungsaufgaben
mit geringstem messtechnischem Aufwand
lösen. Mit seiner I/O-Link-Schnittstelle erlaubt das Gerät durchgängigen
Datenfluss, nicht zuletzt in Anwendungen mit Industrie-4.0-Architektur.
Ereignis-Logs, Fehlermeldungen, Daten zu
Signalqualität, Gerätestatus und Betriebsstunden können direkt
über den I/O-Link-Master ausgelesen werden. Für beengte
Verhältnisse und raue
Umgebungen stehen aus
dieser Produktfamilie die
Sensoren PMI F112 und PMI
F166 zur Verfügung. Ihre
kompakte Bauform erlaubt
den Einbau auf kleinstem
Raum, ein robustes Metallgehäuse
schützt sie vor
äußeren Einwirkungen.
www.pepperl-fuchs.com
NEUE SWITCHES FÜR
PROFINET-ANWENDUNGEN
LIVE@
Mit neuen Profinet-Funktionen und -Varianten für die
Produktfamilie Factory Line Switch 2000 erweitert
Phoenix Contact sein Angebot an Managed Switches
für Profinet-Automatisierungsanwendungen. Die
Switches in den Varianten 2200 und 2300 unterstützen
nach einem Firmware-Update die Profinet-Device-Funktionalität
und Profinet-Conformance-Class-B. Damit werden die Geräte
als Profinet-Komponenten direkt in das Engineering (PC Worx
oder TIAPortal) eingebunden und über eine Steuerung konfiguriert
und diagnostiziert. Eine schnelle Diagnose von Fehlerzuständen
oder Verbindungsabbrüchen
zur Steuerung ist
darüber hinaus aufgrund
spezieller Status-LEDs mit
den Varianten 2200 PN
und 2300 PN direkt am
Switch möglich. Für den
Anwender entfällt zudem
die Vorkonfiguration für
einen Einsatz in Profinet-
Netzwerken, da die
Geräte bereits im
Profinet-Modus ausgeliefert
werden.
www.phoenixcontact.com
COOL IN DIE CLOUD KOMMUNIZIEREN
LIVE@
Die Voraussetzung für Industrie-4.0-Szenarien wie
Predictive Maintenance sind IoT-fähige Geräte mit
entsprechenden Kommunikationsmöglichkeiten. Ein
IoT-Interface für die Integration von Kühlgeräten und
Chillern bietet Rittal an. Mit ihm ist eine durchgängige
Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud und die Anbindung
an Monitoring- oder Energiemanagement-Systeme möglich.
Konnten bislang praktisch nur Betriebsstunden und die aktuelle
Temperatur im Inneren des Schaltschranks erfasst werden, liefern
z. B. die Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ viele Messwerte
und Informationen. Das Interface kann entweder auf einer
Hutschiene oder direkt am Kühlgerät
oder Chiller befestigt werden.
Als Protokolle werden OPC-UA,
Profinet, SNMP, Modbus und
CANopen unterstützt. Informationen
aus den Geräten können auch
in cloudbasierten Systemen für
umfangreiche Analysen verwendet
werden. So lassen sich z. B. Wartung
und Service der Klimatisierungslösungen
optimieren.
www.rittal.de
MIT VAKUUM AUFSPANNEN UND HANDHABEN
LIVE@
Vakuum-Spannmittel für CNC-Bearbeitungszentren
und Vakuumheber für ergonomisches Platten- und
Fensterhandling gibt es bei J. Schmalz. Die Blocksauger
VCBL-K für Konsolentische etwa können zum Aufspannen
von Plattenmaterial oder Massivholzteilen
eingesetzt werden. Sie werden mechanisch auf den Konsolen
vorfixiert, damit sie beim Rüstvorgang nicht verrutschen. Über ein
schlauchloses Vakuum-System werden sie dann auf der Konsole
fixiert und gleichzeitig das Werkstück auf dem Blocksauger
arretiert. Speziell für Konsolentische von SCM/Morbidelli und
Biesse gibt es die Blocksauger VC-S und VCBL-B. Zur Modernisierung
von CNC-Bearbeitungszentren bietet der Hersteller das
Vakuum-Aufspannsystem Innospann an. Mit dem Vakuum-
Schlauchheber Jumboergo werden sperrige und schwere Holzplatten,
Zuschnitte oder
Möbelelemente ergonomisch
transportiert. Für die
Handhabung von Fenstern,
Glasscheiben und -bauteilen
gibt es den Vakuumheber
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Lasten bis 500 kg.
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
MIT ALLEN WASSERN
GEWASCHEN
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Für die Integration in einen Zylinder muss ein
Sensor einiges mitbringen: Flexibilität, Länge
und Genauigkeit sind hierbei entscheidende
Faktoren. Wenn der Zylinder dann noch an einer
Stauklappe in einem Wasserkraftwerk zum
Einsatz kommt, ist auch Robustheit gefragt.
Die Firmen Advantec und MTS Sensors arbeiten bereits seit
vielen Jahren zusammen und haben auch schon viele
verschiedene Projekte gemeinsam gestemmt. Advantec
arbeitet seinerseits eng mit dem Stahlwasserbauexperten
Braun Maschinenfabrik zusammen und liefert regelmäßig Hydraulikzylinder
für verschiedene Anwendungen. Thomas Pohl,
Geschäftsführer von Advantec: „Unsere Zylinder werden auf der
ganzen Welt in den verschiedensten industriellen Projekten eingesetzt
und in vielen davon sind Sensoren von MTS mit verbaut.“
EIN INTERESSANTER MARKT
Der Stahlwasserbaubereich ist ein sehr interessanter Markt, der
sich momentan im Wandel befindet. Marcel El-Khalil, Vertriebsleiter
bei Advantec: „Nachdem in den vergangenen Jahren eine
etwas ruhigere Marktlage herrschte, werden jetzt wieder vermehrt
neue Projekte gestartet, wie zum Beispiel Anlagen-Neukonstruktionen
oder Generalüberholung von bestehenden Anlagen.“ - „Das
bedeutet natürlich auch, dass die Frage nach Bauteilen für die
verschiedenen Anwendungen wieder angestiegen ist“, fügt
Dr. Olaf Kissing, Produktmanager MTS Sensors hinzu und fährt
fort: „Hydraulikzylinder und integrierte Sensoren sind da natürlich
wichtige Elemente, um die Anwendung zum Funktionieren zu
bringen.“
Advantec und MTS Sensors haben sich über mehrere Jahre
hinweg, sowohl unabhängig voneinander als auch gemeinsam, als
zuverlässige Partner für diesen und andere Märkte erwiesen und
arbeiten, soweit es die neuen Projekte ermöglichen, eng zusammen,
um für den Kunden das optimale Produkt zu liefern.
DIE AUSWAHL DES PASSENDEN SENSORS
Eines dieser neuen Projekte war das Wasserkraftwerk Stanzertal
im österreichischen Oberinntal in Tirol, das von 2013 bis 2016
für rund 58 Mio. Euro gebaut wurde. Die Anlage ist ein Laufkraftwerk
mit Stollenspeicher. Sie erzeugt jährlich insgesamt 52 GWh
Strom für etwa 15 000 Haushalte als Grundversorgung. Das
Equipment der Wassererfassung wurde von der regionalen
Firma Braun Maschinenfabrik übernommen. Für dieses Projekt
wurden unter anderem eine Stauklappe, eine Absperrschütze
und eine Rechenreinigungsmaschine konstruiert und in der
Kraftwerksanlage verbaut.
Die Stauklappe von Braun wird mit einem Hydraulikzylinder
von Advantec betrieben. In ihm befindet sich ein Temposonics
RF Sensor von MTS Sensors. Die Stauklappe soll allerdings nicht
nur einfach offen oder geschlossen sein, sondern auch die
Wasserabgabe durch verschiedene Öffnungsstufen steuern.
Daher war es unabdinglich einen Sensor in den Zylinder zu integrieren
der eine absolute und genaue Wegmessung garantiert.
„Für uns als Sensorhersteller ist es nichts neues, dass unsere Sensoren
zur präzisen Steuerung von Verschlüssen oder Maschinenbewegungen
genutzt werden“, sagt Olaf Kissing. „Die magnetostriktive
Technologie unserer Produkte erfasst Positionen präzise
26 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

DANK DER IMMER GLEICHBLEIBENDEN
GENAUIGKEIT DER MESSUNG IST DAS STEUERN
DER STAUKLAPPE DURCH DEN HYDRAULIK-
ZYLINDER EINFACH UND PRÄZISE
und zuverlässig und funktioniert dabei nahezu berührungslos und verschleißfrei.
Deshalb haben die Sensoren, verglichen mit anderen Technologien, eine deutlich
längere Lebensdauer und zeichnen sich durch eine höhere Zuverlässigkeit auch
in rauen Arbeitsumgebungen aus. Da die Technologie die Position absolut anstatt
relativ erfasst, ist eine Neukalibrierung des Sensors nicht erforderlich.“
„Wir haben gemeinsam mit Braun die Anwendung des Zylinders erarbeitet und
geplant“, berichtet Thomas Pohl und führt weiter aus: „Bei der Sensorik haben wir
uns aufgrund der vielfältigen Möglichkeiten wie zum Beispiel Flexibilität, Länge und
Genauigkeit für den RF Sensor entschieden. Die platzsparende Gehäuseform und
das breite Messlängenspektrum sind optimal, und die Robustheit der Sensoren
macht sie ideal für den harten Dauereinsatz, wie in diesem Fall, in einem Wasserkraftwerk.
Ein weiterer Vorteil ist, dass bei einer Beschädigung des Sensors, dieser
aus dem Zylinder entnommen und ausgetauscht werden kann, ohne große Umbauten
an der Anwendung vorzunehmen.“
Die Stauklappe ist eine Außenanwendung, das heißt, sowohl der Zylinder als
auch der integrierte Sensor müssen Wettereinflüssen und Temperaturbereichen
von -30 bis +35 °C widerstehen. Diese großen Temperaturschwankungen haben
keinerlei Einfluss auf die Messelektronik und die Qualität der Wegmessung,
sodass präzise Werte zu jeder Zeit und unter jeder Umgebungsbedingung geliefert
werden können.
WIE FUNKTIONIERT DIE SENSORIK GENAU?
Die absoluten, linearen Positionssensoren von MTS Sensors basieren auf der
proprietären, magnetostriktiven Temposonics-Technologie und erfassen
Positionen zuverlässig und präzise.
Jeder der robusten Positionssensoren besteht aus einem ferromagnetischen
Wellenleiter, einem Positionsmagneten, einem Torsions-Impulswandler und
Sensorelektronik zur Signalaufbereitung. Der Magnet, der am bewegten
Maschinenteil befestigt ist, erzeugt an seiner jeweiligen Position ein
Magnetfeld auf dem Wellenleiter. Zur Positionsbestimmung wird ein kurzer
Stromimpuls in den Wellenleiter geleitet, der ein radiales Magnetfeld
erzeugt. Die kurzzeitige Interaktion beider Magnetfelder löst einen Torsionsimpuls
aus, der den Wellenleiter entlang läuft. Wenn die Ultraschallwelle
das Ende des Wellenleiters erreicht, wird sie in ein elektrisches Signal
umgewandelt. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Welle ausbreitet, ist
bekannt. Daher lässt sich anhand der Zeit, die zwischen dem Auslösen des
Stromimpulses und dem Empfang des Rücksignals vergeht, eine exakte,
lineare Positionsmessung durchführen. So entsteht ein zuverlässiges
Positionsmesssystem mit hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit.
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AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
01
„KOOPERATION
FÜR INTEGRATION“
Martina Heimerl,
Stv. Chefredakteurin
www.DerKonstrukteur.de
01 Querschnitt Zylinderintegration
Ein weiterer Punkt, der für ein Produkt von MTS Sensors sprach, war
die Flexibilität des Messstabs sowie dessen Länge. Marcel El-Khalil
erklärt: „Dadurch, dass der Zylinder die Stauklappe steuert und
dementsprechend Kraft aufwenden muss, musste dieser eine gewisse
Größe haben und der integrierte Sensor natürlich auch. Der RF Sensor
in dem Stauklappenzylinder hat eine Messstablänge von 8400 mm und
verfügt über einen analogen Ausgang, mit dem der Betreiber des Kraftwerks
mithilfe des Positionssignals des Magneten die Wasserabgabe
genau steuern kann.“
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Nahtlose Integration wird immer
wichtiger, von der Komponente über
das System bis zur Endanwendung.
Dafür wiederum ist Kooperation
wichtig – auf allen Ebenen. Denn
damit Bauteile perfekt zusammenspielen
können, ist die enge Zusammenarbeit
von Menschen unerlässlich.
In diesem Fall betrifft das den
Sensorhersteller, den Zylinderhersteller
und auch den Stahlwasserbauexperten.
Jeder ist ein Spezialist auf
seinem Gebiet, aber nur gemeinsam
schaffen sie es, die beste Lösung für
den Einsatzfall zu entwickeln.
DREI ZUFRIEDENE PARTEIEN
Die Advantec Hydraulik GmbH präsentiert sich als ein Systemlieferant
für den gesamten Hydraulikmarkt. Wirtschaftliche und innovative
Komplettlösungen für die Kunden im Schiffs- und Flugzeugbau, im
Bergbau, in der Stahlindustrie und in vielen weiteren Märkten stehen
ganz klar im Fokus. Ziel ist ein höchstes Maß an Kundenzufriedenheit
zu erreichen.
Letzteres gilt auch für die MTS Sensor Technologie GmbH. So wie in
diesem Beispielprojekt trägt das Unternehmen seinen Teil dazu bei,
indem es robuste, genaue, weitgehend verschleißfrei arbeitende und
vielfältig einsetzbare Positionssensoren liefert. „Braun Maschinenfabrik
ist äußerst zufrieden mit dem zylinderintegrierten Temposonics
RF Sensor“, berichtet Marcel El-Khalil. „Dank der immer gleichbleibenden
Genauigkeit der Messung, trotz der Länge des Hubs, ist das Steuern der
Stauklappe durch den Hydraulikzylinder einfach und doch präzise.“
Drei zufriedene Parteien und ein Betreiber, dessen Wasserkraftwerk
einwandfrei funktioniert und die Menschen rund um das Stanzertal mit
Strom grundversorgt – viel mehr kann man nicht wollen.
www.mtssensors.com
NICHT-SICHERE DIAGNOSESIGNALE ÜBER SD-GATEWAY
Das Bedienfeld BDF 200-SD von Schmersal verfügt über ein integriertes SD-Interface. Damit können die nichtsicheren
Diagnosesignale der Befehls- und Meldegeräte über ein SD-Gateway an die Steuerung übertragen
werden. Im Sicherheitskreis lassen sich elektronische Sicherheitsschaltgeräte wie Sensoren und Zuhaltungen in
Reihe schalten. Sicherheitssensoren und -zuhaltungen mit SD-Interface können Status- und Diagnosedaten der
Einzelgeräte in der Reihenschaltung über das SD-Gateway und unterschiedliche Feldbusse an die Steuerung
übertragen, z. B. Zustandsdaten der Schutzeinrichtung oder Fehlermeldungen eines Geräts. Die Einzeldiagnose der
angeschlossenen Sicherheitsschaltgeräte ist möglich. Zudem ist das Bedienfeld mit einer Not-Halt-Funktion mit
elektronischen OSSD-Ausgängen ausgestattet. Es kann mit bis zu drei betriebsmäßigen Befehls- und Meldegeräten
bestückt werden, z. B. Leuchttastern, Leuchtmeldern, Wahlschaltern oder Schlüsselschaltern.
www.schmersal.com
28 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

AUTOMATISIERUNGSTECHNIK
AUTOMATISIERUNGS-CONTROLLER FÜR
DEZENTRALE UND PC-BASIERTE ANWENDUNGEN
LIVE@
Siemens erweitert seine Simatic Automatisierungs-
Controller-Familie für PC-basierte Anwendungen. Bei
den dezentralen Controllern gibt es jetzt den leistungsfähigeren
Simatic ET 200SP Open Controller CPU
1515SP PC 2 für Standard- und fehlersichere Applikationen
bis Performance Level e. Er verbindet die Funktionen eines
PC-basierten Software-Controllers mit Visualisierung, Windows-
Anwendungen und zentralen I/Os (Input/Output). Auch die neue
fehlersichere CPU1516pro-2 PN für die Distributed Controller
Simatic ET 200pro löst Standard- und fehlersichere Automatisierungsaufgaben
bis Performance Level e in einem Gerät. Bei den
Simatic-S7-1500-Software-Controllern wurden erstmals Safety-
Funktionalitäten integriert. Damit ist die CPU 1507S F laut
Hersteller weltweit der einzige Software-Controller mit fehlersicherer
PC-basierter Steuerung, die autark vom Betriebssystem
betrieben wird. Dies
gewährleistet eine
hohe Systemverfügbarkeit
und begünstigt
den schnellen
Steuerungshochlauf.
Ferner sind die
Installation von
Windows-Updates und
ein Reboot bei laufender
Steuerung möglich.
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BEDIENEN VON MASCHINEN UND ANLAGEN
Der Bedien- und
Kommunikationsebene
kommt im
aktuellen Trend zur
Digitalisierung eine
besondere Bedeutung
zu. Weidmüller
unterstützt diesen
Trend mit Multitouch
Bediengeräten
(HMIs). Unter
der Bezeichnung
U-View werden zwei Produktlinien angeboten: die Basis- und die
Advanced-Line. Die Basis-Line umfasst Geräte in den Größen 4,3“;
7“ und 10“. Zur Advanced-Line gehören 7“-; 10,1“- und 15,6“-Geräte,
projektabhängig stehen 5“- oder 21“-Versionen bereit. Die
HMIs mit intuitiver Multitouch-Bedienung zum Visualisieren und
Bedienen weisen ein flaches Design auf. Die Bedienung geschieht
über kapazitive oder resistive Touchscreens. Zur Ausstattung
gehört eine leistungsstarke CPU zur flüssigen Darstellung der
jeweiligen Visualisierung sowie ein Linux-Betriebssystem inkl.
HTML-5-Browser. Dadurch unterstützt U-View eine auf Web-Technologie
basierende Visualisierung sowie die Steuerung U-Control
mit ihrem Web-Engineering. Alle Bediengeräte lassen sich durch
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ANTRIEBSTECHNIK
SCHWERGEWICHTE
LEICHTFÜSSIG
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Sanft und leichtfüßig sieht es aus, wenn sie
Fahrt aufnimmt. Trotz ihrer fast sieben Tonnen
Gesamtgewicht gibt sie kaum einen Laut von
sich. Die Rede ist von der bislang größten
Sandwichplatte von Witte. Durch den Einsatz
moderner Steuerungs- und Antriebstechnik
wird sie zum mobilen Schwerlast-Spannsystem,
mit dem sich bis zu 2,5 Tonnen schwere
Werkstücke präzise fixieren, sicher
transportieren und genau positionieren lassen.
SYNCHRONANTRIEBE ERMÖGLICHEN
HOCHDYNAMISCHE UND PRÄZISE
REGELBARE ANTRIEBSLÖSUNGEN
Die mit variablen Rastersystemen und Passbuchsen ausgestatte
Aluminium-Sandwichplatte (SWPL) von Witte ist ein Erfolgsprodukt
des Spanntechnik-Spezialisten aus Bleckede.
Erstmals Anfang der 2000er-Jahre vorgestellt als hochfunktionelles
Fundament für den An- und Aufbau von Vorrichtungen zum Aufspannen
von Werkstücken, wurde sie inzwischen konzeptionell weiterentwickelt
– etwa zur ferngesteuerten Förderplattform, zur beweglichen
Basis für Messmittel oder zum fahrerlosen Transportsystem.
„Der technologische Charme unserer Sandwichplatte liegt in der
Option, sie durch zahlreiche Maßnahmen anwendungsspezifisch
anzupassen. Daher ist beinahe jede ausgelieferte SWPL eine kundenorientierte
Sonderlösung“, sagt Lutz Kathmann, Konstruktionsverantwortlicher
bei Witte. Wie er weiter berichtet, geben dabei meist
die Faktoren Verfahr- und Positioniergenauigkeit, Materialfluss-Optimierung
sowie Effizienz und Mobilität den Rahmen vor. So verhielt
30 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

01
02
01 Die mit Außenmaßen von 8 x 2,4 m bislang größte mobile SWPL
von Witte als motorgetriebene und funkgesteuerte Aufspann- und
Fördereinheit
02 Die Synchronantriebe der Baureihe HBI sind leistungsstarke
Drehstromsysteme mit integrierter Regelelektronik für 24/48 V DC
es sich auch, als die Firma Witte von einem Automobil-Hersteller den Auftrag erhielt, ihre mit Außenmaßen
von 8 x 2,4 m bislang größte mobile SWPL zu realisieren. An der Oberseite mit genau
1838 Passbuchsen in einem 100-mm-Raster nach ISO-Toleranz js7 versehen, sollte diese gewaltige
Sandwichplatte als motorgetriebene und funkgesteuerte Aufspann- und Fördereinheit in der Qualitätssicherung
eines neuen Werks für die Produktion von Kleintransportern zum Einsatz kommen.
„Unser Kunde benötigte ein verfahrbares Schwerlast-Spannsystem, mit dem er sehr große
Fahrzeug-Komponenten mit bis 2,5 Tonnen Gewicht mit höchster Genauigkeit und bei minimalem
Geräuschpegel transportieren und positionieren kann. Außerdem sollten die Sandwichplatten
auch im Auto matikbetrieb navigieren und steuerungstechnisch kommunizieren können“, berichtet
Lutz Kathmann.
Angesichts der Komplexität der Anforderungen wandte sich Witte u. a. für die antriebstechnischen
Fragestellungen an einen Hersteller von hochdynamischen Synchronmotoren und Antriebs systemen
mit integrierter Regelelektronik: Die Engel Elektroantriebe GmbH in Walluf bei Wiesbaden.
SYNCHRONANTRIEBE MIT INTEGRIERTER REGELELEKTRONIK
Dabei konzentrierte sich das Interesse von Beginn an vor allem auf die Baureihe HBI von Engel.
Denn die hier zusammengefassten vier Synchronantriebe sind leistungsstarke Drehstromsysteme
mit integrierter Regelelektronik für 24/48 V DC, die eine ideale Kleinspannungslösung für
dezentrale Ein- und Mehrachsen-Anwendungen zum Fördern, Transportieren und Positionieren
sind. „Zu den Vorteilen unserer HBIs gehört eine hochauflösende Winkelerfassung mit linearem
Hallsensor-System, was diese Komplettsysteme zu einer hochdynamischen und sehr präzise
regelbaren Antriebslösung mit gleichmäßiger Drehmomententwicklung macht“, betont Thomas

03
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
03 Die Sandwichplatte von Witte von
unten mit den Servomotoren
„UNSERE SYNCHRON-
ANTRIEBE SIND
EXTREM ANPASSUNGS-
FÄHIG“
Thomas Preußer,
geschäftsführender
Gesellschafter,
Engel Elektroantriebe
Mit den integrierten Synchronmotoren
der Baureihe HBI erhalten
Maschinen- und Anlagenbauer
hochwertige Antriebslösungen, die
sich dank kompakter Bauweise,
präziser Regelelektronik und kundenspezifischer
Anpassungen in jede
Umgebung einfügen lassen. Ihre
Ansteuerung und die Eingabe ihrer
Sollwertvorgaben erfolgen über
CANopen-Interfaces, und die Positionierfahrt
der HBI-Antriebssysteme
unterstützt absolute und relative
Zielvorgaben. Referenziert wird auf
Endschalter, mechanischen Endanschlag
oder auf die aktuelle Position.
www.DerKonstrukteur.de
Preußer, der geschäftsführende Gesellschafter von Engel Elektroantriebe. Zudem punkten
diese integrierten Antriebe mit einem überaus kompakten Design.
Allein angesichts der 4,5 t Eigengewicht der neuen Schwerlast-Sandwichplatten
erschienen den Konstrukteuren von Witte besonders die HBI-Antriebe der oberen Leistungsklassen
wie geschaffen für die Aufgabe der Mobilisierung. Die Wahl fiel schließlich
auf den HBI3790 in 48-V-Ausführung. Bei Drehzahlen von bis zu 4 000 min -1 erreicht das
System Drehmomente von 3,1 Nm und stellt bis zu 485 W bereit. „Mit seiner Kombination
aus hoher Leistung, exzellenter Verfahrgenauigkeit und schlanker Bauweise ist dieses
integrierte System die optimale Lösung für die Antriebsaggregate im Fahrwerk unserer
Sandwichplatten“, sagt Lutz Kathmann.
Das Fahrwerk der tonnenschweren Sandwichplatten ist sehr komplex, mit mehreren,
voneinander unabhängigen Antriebs- und Lenkrollen, die sich die Arbeit teilen. Für das
Vorankommen sorgen zwei Duplex-Antriebe, in denen jeweils zwei HBI-Motoren über
Zahnriemen zwei Schwerlastrollen antreiben, während acht Lenkrollen-Module, bestehend
aus 360°-Drehelementen mit jeweils drei Schwerlast-Doppelrollen, die hohe
Beweglichkeit der SWPL sicherstellen.
Am Zielort angekommen, werden Fahrwerk und Duplex-Antriebe ins Innere der Platte
eingefahren. „Wer sich das Ganze von unten anschaut, erkennt sofort, wie passgenau und
harmonisch sich unsere HBI-Motoren dank ihres kompakten Designs in die Konstruktion
des Antriebsaggregats einfügen“, betont Thomas Preußer. Die Energieversorgung der
Antriebe erfolgt übrigens über leistungsstarke Akkus, die immer dann geladen werden,
wenn die Sandwichplatte steht.
ANTRIEBE FÜR EFFIZIENZ UND PROZESSSICHERHEIT
Manövriert und navigiert wird die Sandwichplatte durch das präzise Zusammenspiel der
vier HBI-Rollenantriebe und acht Lenkrollen-Einheiten. Wie das im Detail geschieht, ist
Sache der Steuerung, die mit der integrierten Regelelektronik der HBI-Antriebe direkt über
CANopen kommuniziert. „Nicht zuletzt dank der leistungsstarken HBI-Antriebe von Engel
und ihrer hochauflösenden Regelelektronik lässt sich unsere Schwerlast-Sandwichplatte
trotz ihrer Größe und trotz ihres Gewichts selbst bei voller Zuladung (2,5 t) ganz harmonisch
fahren und mit hoher Genauigkeit positionieren“, betont Lutz Kathmann.
Mit ihrer exzellenten Performance und ihrem kompakten Design leisten die integrierten
Antriebsysteme der Baureihe HBI einen entscheidenden Beitrag für die Effizienz
und Prozesssicherheit der neuen mobilen Sandwichplatte von Witte. Dabei ist es vor
allem ihre technologische Symbiose aus präziser Regelbarkeit, hoher Verfahrgenauigkeit
und dynamisch abrufbarer Kraft, mit der die Synchronantriebe diesem außergewöhnlichen
Schwerlast-Spannsystem eine präzise umsetzbare Mobilität verleihen.
Bilder: Aufmacher, Bilder 1 und 3 Engel/Witte; Bild 2 Engel; Porträtbild Frauke Bönsch –
Photographie&Design
www.engelantriebe.de
32 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

ANTRIEBSTECHNIK
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Antriebe, die bei großen Übersetzungsverhältnissen ein winkelgenaues Positionieren
erfordern. Zudem optimieren spielarme Schneckenverzahnungen optische und
mechanische Geräte in der Mess- und Medizintechnik. Da die Verzahnung nachstellbar
ist, können Instrumente, zu messende Bauteile und Optiken über die gesamte
Betriebszeit exakt positioniert werden. Mit der einstellbaren Verzahnung lässt sich
über die Lebensdauer die durch Verschleiß verursachte Zunahme an Verdrehspiel
ausgleichen. Darüber hinaus kann das Verzahnungsspiel wiederholt justiert werden.
Hat sich nach längerem Betrieb das Verdrehspiel vergrößert, lässt sich die Verzahnung
spielarm ein- bzw. nachstellen. Die Dupelx-Verzahnung ermöglicht es, Drehmomente
spielarm zu übertragen. Sie zeichnet sich durch Zahnflanken mit unterschiedlichem
Steigungswinkel aus. Spielarm einstellbare Schneckenradsätze gibt es künftig mit
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800 bis 10 000 Nm. Bisher
gab es die SP3 mit Außenkonus
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Bereich von 60 bis 500 Nm.
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kann durch den außenliegenden
Klemmkonus ohne axiale
und radiale Spannungen im
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FLUIDTECHNIK
HYDRAULIKZYLINDER
GUT GEDICHTET
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Ihre Kompetenz für hochleistungsfähige
Verbundkunststoffe hat die Herbert Hänchen
GmbH in die Entwicklung eines neuen
Dichtungssystems für ihre Hydraulikzylinder
einfließen lassen. Dieses arbeitet in Test- und
Prüfzylindern sowie anderen Anwendungen mit
kleinen Amplituden fast völlig verschleißfrei und
weist zugleich keinen Energieverlust durch
Funktionsöl auf.
In konventionellen berührenden Dichtungssystemen presst der
hydraulische Druck die Dichtungsringe auf die Gleitfläche. Diese
Dichtelemente zeichnen sich durch eine hohe Dichtheit bei
guten Laufeigenschaften aus. Reibung und Verschleiß der Dichtungen
steigen aber mit zunehmendem Druck an. Auch können
Stick-Slip-Effekte auftreten, die eine einwandfreie Bewegung des
Zylinders erschweren. Zudem kann bei kleinen Amplituden der
Schmierfilm unter der Dichtkante abreißen, was zu Verschleißerscheinungen
sowohl auf den Dichtflächen als auch auf den
Gegenlaufflächen an Zylinderrohr oder Kolbenstange führt.
Wenn die Amplitude kleiner als die Dichtungsbreite ist, tritt dieser
Effekt besonders stark auf. Denn hier ist die Bewegung zu kurz,
DAS NEUE DICHTSYSTEM FÜHRT FÜR
VIELE ANWENDUNGEN DIE VORTEILE
VON DROSSELSPALT- UND BERÜHREN-
DEN DICHTUNGEN ZUSAMMEN
um neues Fluid als Schmierstoff zwischen Dichtung und Lauffläche
zu fördern. Als Folge besteht die Gefahr, dass sich die Dichtung in
die Lauffläche eingräbt und dabei metallische Bauteile und die
Dichtung selbst beschädigt werden. Bei vergleichsweise langsamen
oder niederfrequenten Bewegungen mit längeren Amplituden sind
diese Effekte bei geeigneter Dichtungsauswahl nicht zu erwarten.
So bietet Hänchen mit dem Dichtungssystem Servocop seit
langem Dichtungen für derartige Einsatzbereiche. Je höher aber die
Dynamik – hohe Frequenzen, hohe Beschleunigungen oder hohe
Geschwindigkeiten – in einer Anwendung ist, desto problematischer
sind die Folgen der tribologischen Eigenschaften von klassischen
Dichtungen.
Drosselspaltdichtungen sind eine Antwort auf diese technischen
Grenzen. Bei ihnen wird praktisch reibungsfrei über einen
engen Spalt zwischen den bewegten Teilen abgedichtet. Schwimmende
Ringspaltdichtungen wie Servofloat und hydrostatisch gelagerte
Kolbenstangenführungen wie Servobear, beide von Hänchen,
sind dabei besonderes leistungsfähig, da die Kolbenstange
34 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

FLUIDTECHNIK
01
01 Mögliche Verschlussvarianten
bei Hänchen und
deren Einsatzkriterien im
jeweiligen Zylinder für
Prüfaufgaben
konstruktionsbedingt im Dichtungsspalt zentriert ist. Dadurch ist
die Menge des Funktionsöls geringer, beträgt aber dennoch je
nach Abmessung einige Liter pro Minute. Diese Konstruktionen
sind sehr aufwändig und der Drosselspalt verursacht eine deutliche
Verringerung des hydraulischen Wirkungsgrads. Andererseits
arbeiten diese Dichtungen praktisch reibungsfrei, eignen sich für
höchste Frequenzen, Beschleunigungen, Seitenkräfte und Geschwindigkeiten
bereits serienmäßig bis zu 4 m/s im stick-slipfreien
Betrieb.
DAS NEUE DICHTSYSTEM
Für viele Anwendungen besonders im Test- und Prüfbereich hat
Hänchen nun ein neues Dichtsystem für den Kolben und für die
Kolbenstange entwickelt. Bei der Dichtung Servoseal kommen
Verbundwerkstoffe ins Spiel, um Anwendungen mit kleinen Amplituden
zu realisieren, ohne dass Verluste durch Funktionsöl, Reibung
oder Verschleiß auftreten. „H-CFK ist ein hochfester Werkstoff. Aus
ihm stellen wir die Rückhalteringe her, die die hydraulische Anpres-
Vollständig
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Die Berechnung
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PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
FLUIDTECHNIK
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VERBUNDKUNSTSTOFFE
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sung auf die Dichtfläche reduzieren“, erläutert Klaus Wagner, Leiter der Entwicklung
des Familienunternehmens. Die Erfahrung in der Verarbeitung von Carbon konnte
Hänchen in den vergangenen Jahren bei der Produktion und Entwicklung des eigenen
Werkstoffs H-CFK sammeln.
Durch den Einsatz dieser H-CFK-Rückhalteringe entstehen Dichtsysteme, die sich
durch sehr geringe Reibwerte auszeichnen. Die Haft- und Gleitreibung von Servoseal
ist nur geringfügig über den Werten der Drosselspaltsysteme Servofloat und Servobear.
Sie liegen aber weit unter den Werten berührender Systeme wie Servocop.
Dr. Michael Döppert,
Chefredakteur
Das neue Dichtsystem mit Rückhaltering
aus H-CFK ist ein gutes Beispiel
dafür, wie CFK-Werkstoffe zu neuen
Konstruktionsansätzen führen
können. H-CFK ermöglicht nicht nur
die Konstruktion des neuen Dichtsystems,
sondern bei entsprechenden
Anwendungen auch ein Downsizing
des Zylinders, sprich die Verwendung
einer kleinerern Zylinderbaugröße,
da der Zylinder mit H-CFK-Dichtsystem
effizienter im Betrieb ist. Dies
spart Kosten, aber auch Bauraum in
der Maschine bzw. Anlage und kann
so konstruktive Freiheitsgrade für
den Anlagenbauer schaffen.
EINSATZPARAMETER
Die Servoseal-Dichtungen sind materialbedingt bis zu einer Temperatur von 80 °C
einsetzbar. Der Kunststoff und das verbaute H-CFK haben eine hohe Beständigkeit
gegenüber verschiedensten Medien und H-CFK ist ein äußerst hochfester Werkstoff.
Der Einsatzbereich ist sehr weit: So kann Servoseal in den Zylinder-Standardbaureihen
120 und 300 ebenso eingesetzt werden wie in der Prüfzylinder-Baureihe 320.
Das bietet Prüfanwendern jetzt die neue Möglichkeit, bei leichten Prüfaufgaben
auch trotz kleiner Amplituden bei Frequenzen bis 25 Hz, geringen Seitenkräften und
hohen Beschleunigungen auf die kostengünstigere Baureihe 300 umzusteigen. Und
das mit allen beschriebenen Vorteilen: wenig Reibung, wenig Verschleiß und kein
Energieverlust durch Funktionsöl wie bei Drosselspaltdichtungen. Mit dieser
Baureihe sind auch Hübe bis 1 500 mm und Schwenkbewegungen des Zylinders
realisierbar.
Aber auch die typischen Prüfzylinder der Baureihe 320 für hochdynamische Bewegungen
und hohe Seitenkräfte können in vielen Einsatzfällen mit dem Servoseal
ausgestattet werden und damit einen besseren hydraulischen Wirkungsgrad erzielen.
Zudem kann oft ein kleineres Regelventil eingesetzt werden, da bei Verwendung von
Servoseal der Funktionsölstrom einer Drosselspaltdichtung entfällt. Das spart Kosten
und erhöht je nach Einsatzfall auch die realisierbare Dynamik.
Bilder: Hänchen
www.haenchen.de
02 Mögliche Verschlussvarianten (Dichtungssystem und
Führungssystem) und deren Haft- und Gleitreibungsverhalten
02
36 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

FLUIDTECHNIK
ANPASSUNGSFÄHIGE ZYLINDER
LIVE@
Pneumatische ISO-Standardzylinder, die sich
automatisch an Veränderungen in einer
Anwendung anpassen, z. B. an variierende
Lasten, bietet IMI Precision Engineering mit
der Serie Isoline der Marke IMI Norgren an.
Dafür sorgt ein adaptives Dämpfungssystem (ACS), mit
dem die Zylinder auch schnell in Betrieb genommen
werden können. Für Anwendungen mit höheren
Energien ist eine einfache manuelle Einstellung möglich.
Die Zylinder entsprechen der Norm ISO 15552 und sind
bis zu 20 % leichter als ihre Vorgängermodelle. Durch das
eingesetzte Dichtungs- und Führungssystem sind
sowohl Losbrechdrücke als auch Leckagen gering, was
die Laufleistung verbessert. Die Zylinder in modernem
Design sind in Durchmessern von 32 bis 125 mm
verfügbar. Glatte Enddeckel ermöglichen eine leichte
Reinigung,
zusätzliche
Schalternuten
steigern die
Flexibilität. Die
Serie ergänzt
das bestehende
Programm an
High-Perfor-
mance-ISO-
Standardantrieben.
www.imi-precision.com/de
KOMPAKTER HYDRAULISCHER FAHRMOTOR
FÜR MINI- UND KLEINBAGGER
LIVE@
Speziell für Mini- und Kleinbagger ausgelegt ist der kompakte
hydraulische Fahrmotor PHV von der Nachi Europe GmbH. In
einem stabilen Gehäuse befinden sich der zweistufig arbeitende
Hydraulikmotor, die erforderlichen Ventile und das mechanische
Getriebe. Somit benötigt der Fahrantrieb nur wenig Einbauraum.
Dank dem PHV können Bagger ohne zusätzliche Getriebe und Schaltstufen
zum einen im Kriechgang sehr exakt bewegt und positioniert werden, zum
anderen im Eilgang schnell und zeitsparend größere Entfernungen überwinden.
Um rasch in den Eilgang zu schalten, bietet der Fahrantrieb die
Auto-Kick-Down-Funktion. Dank der speziellen Ventilsteuerung im Fahrantrieb
lassen sich die Bagger sanft und ruckfrei anhalten. Dank ihrer
optimierten Hydraulik und der integrierten Bauweise erreichen die Fahrantriebe
von Nachi einen hohen Wirkungsgrad. Sie arbeiten daher sehr
energieeffizient. Ihr stabiles, kompaktes Gehäuse und solide, ausgereifte
Dichtungen schützen sie zuverlässig gegen das Eindringen von Flüssigkeiten,
Staub und Sand. Die Fahrantriebe arbeiten zudem weitgehend wartungsfrei.
Die Baureihe PHV umfasst Fahrantriebe
mit abtriebsseitig 80 bis 65 min -1
Drehzahl und 1 510 bis 6 540 Nm
Drehmoment. Der Hydraulikmotor
arbeitet dazu bei 3 000 bis 3 500 min -1
Drehzahl. Als Option integriert Nachi
in die Fahrantriebe PHV eine Parkbremse.
Abhängig von der Baugröße
des Fahrantriebs hält diese mit 20 bis
86 Nm die Position.
www.nachi.de
PM DM GmbH • Minebea- Weg 1 • 78052 Villingen- Schwenningen • www.pmdm.de

SPECIAL
HYGIENIC DESIGN
SPECIAL

HYGIENIC DESIGN
Auch im Nahrungsmittelbereich kommen
Steckverbinder direkt am Prozess
zum Einsatz, um Sensoren und
Aktoren einfach anzuschließen, die
den Produktionsablauf steuern und überwachen.
In der sogenannten Produktkontaktzone
kann jedes Bauteil einer Anlage – also auch der
Steckverbinder – mit den zu verarbeitenden
Lebensmitteln in Kontakt kommen; und diese
Lebensmittel können anschließend wieder in
den Verarbeitungsprozess gelangen. Es gilt
daher auch bei den Anschlusstechnik-Komponenten,
Wechselwirkungen zwischen den
Materialien und den zu verarbeitenden
Lebensmitteln sowie Schmutznester zu vermeiden,
eine Materialbeständigkeit gegenüber den
eingesetzten Reinigern sicherzustellen und ein
einfaches Handling zu gewährleisten. In der
Vergangenheit wurde in diesem Marktsegment
PVC als Material eingesetzt, damit Steckverbinder
die oben genannten Anforderungen erfüllen.
In einigen Applikationen zeigte PVC jedoch
entscheidende Nachteile. Speziell in Molkereien
und Käsereien ist es aufgrund der Umfeldbedingungen
ausgeblichen oder gar spröde
geworden. Zudem können mit PVC die obligatorischen
Anforderungen der FDA für den amerikanischen
Markt nicht erfüllt werden.
SAUBER
GESTECKT
Auch die Anschlusstechnik muss beim Einsatz
im Bereich Food and Beverage die hohen
Anforderungen der Lebensmittelindustrie
erfüllen. Mit Steckverbindern im Hygienic
Design bietet ein Hersteller Konstrukteuren die
Möglichkeit, diese Komponenten problemlos
auch in Bereichen einzusetzen, in denen sie
direkt mit Lebensmitteln in Kontakt kommen.
Autor: Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Korb, ESCHA GmbH & Co. KG, Halver
PRODUKTKONTAKT ERLAUBT
Der Steckverbinder-Spezialist Escha hat eine
maßgeschneiderte Food-and-Beverage-Produktlinie
im Hygienic Design auf den Markt
gebracht, die sämtliche Anforderungen der
Lebensmittel- und Getränkeindustrie berücksichtigt.
Die Entwicklung dieser Anschlusstechnik-Komponenten
beruht auf der umfangreichen
Erfahrung, die der Anbieter bereits mit
den Produkten der Serie Food and Beverage
plus in diesem Applikationsumfeld machen
konnte, und erfolgte in Anlehnung an die Designvorgaben
der EHEDG. Diesen folgend, haben
die M8x1- und M12x1-Rundsteckverbinder
eine besonders glatte Oberfläche. An den
Stellen, an denen technisch bedingte Spalten
unvermeidbar sind, sind diese so ausgelegt,
dass sich keine Schmutznester bilden. Eine
problemlose und rückstandsfreie Reinigung
der Steckverbinder wird somit gewährleistet.
Des Weiteren bestehen die Food-and-Beverage-Anschluss-
und -Verbindungsleitungen
im Hygienic Design von Escha aus FDA-konformen
Materialien: V4A-Edelstahl für die
Überwurfmuttern und -schrauben mit innenliegender
Rüttelsicherung sowie auf TPE basierende
Umspritzungs- und Leitungsmaterialien.
Diese Kunststoffe sind resistent gegenüber
Ecolab-zertifizierten Reinigungsmitteln.
Alle dichtenden und optischen Eigenschaften
der Steckverbinder bleiben langfristig erhalten.
Und das bei Temperaturen von -40 bis
+105 °C. Mit den Schutzklassen IP65, IP67,
IP68 und IP69 erfüllen die Steckverbinder im
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 39

HYGIENIC DESIGN
„DIE KÖNIGSDISZI-
PLIN: KONSTRUIEREN
FÜR DIE PRODUKT-
KONTAKTZONE“
www.DerKonstrukteur.de
01 Aufgrund ihrer
transparenten Umspritzung
garantieren die
neuen LED-Versionen der
Steckverbinder in allen
Einbaulagen eine gut
sichtbare LED-Anzeige
01
Martina Heimerl,
Stv. Chefredakteurin
Konstruieren für die Produktkontaktzone
– das ist im Hygienic
Design die Königsdisziplin. Hier
werden – zu Recht – höchste
Anforderungen gestellt hinsichtlich
der Reinigbarkeit und Inertie. Denn
im Gegensatz zur Spritzzone können
Lebensmittel hier nach dem Kontakt
mit den eingesetzten Komponenten
und Anlagenteilen wieder in den
Verarbeitungsprozess gelangen. Die
hohen hygienischen Ansprüche
gelten für die Gesamtkonstruktion
und damit natürlich auch für jede
einzelne Komponente.
02
02 Die 5-poligen Varianten
wurden in ihrer Geometrie
dem größeren Leitungsdurchmesser
angepasst
Hygienic Design auch die hohen Anforderungen für die Hochdruck- oder
Dampfstrahlreinigung.
Food-and-Beverage-Steckverbinder im Hygienic Design von Escha eignen sich
demnach für alle Bereiche, in denen eine rückstandsfreie Reinigung ein Muss-
„MASSGESCHNEIDERT
FÜR DIE LEBENSMIT-
TEL- UND GETRÄNKE-
INDUSTRIE“
Dipl.-Wirt.-Ing. Thomas Korb,
Leiter Produktmanagement,
ESCHA GmbH &
Co. KG, Halver
www.DerKonstrukteur.de
ALLE DICHTENDEN UND OPTISCHEN EIGEN-
SCHAFTEN DER STECKVERBINDER BLEIBEN
LANGFRISTIG ERHALTEN – UND DAS BEI
TEMPERATUREN VON -40 BIS +105 °C
Kriterium ist. Darüber hinaus gehen die eingesetzten Materialien keine Wechselwirkung
mit Lebensmitteln ein, wodurch die Steckverbinder ohne weiteres in
sämtlichen Bereichen eingesetzt werden können, in denen sie mit den zu verarbeitenden
Nahrungsmitteln in Kontakt kommen.
UMFANGREICHES PORTFOLIO
SPECIAL
Food-and-Beverage-Steckverbinder
im Hygienic Design von Escha
eignen sich für alle Bereiche, in
denen eine rückstandsfreie Reinigung
ein Muss-Kriterium ist. Die
eingesetzten Materialien gehen
keine Wechselwirkung mit Lebensmitteln
ein, wodurch unsere
Steckverbinder gefahrlos in der
Produktkontaktzone eingesetzt
werden können.
Als kosteneffiziente Alternative zur TPE-Leitungsqualität bietet Escha auch zwei
PVC-Leitungsqualitäten namens P00 und P01 (mit UL-Zulassung) an. Diese eignen
sich für weniger anspruchsvolle Applikationen außerhalb der Produktkontaktzone,
wie beispielsweise den Verpackungsbereich. Seit der Markteinführung im November
2013 hat Escha regelmäßig neue Produkte ins Hygienic-Design-Porfolio aufgenommen,
sodass mittlerweile ein umfangreiches Programm mit 3-, 4- und 5-poligen
Varianten auf dem Markt ist. Darüber hinaus sind auch LED-Versionen für
M8x1 (2 LEDs) und M12x1 (2 oder 3 LEDs) erhältlich. Der Einsatz von Steckverbindern
mit LED bietet sich vor allem dann an, wenn das Endgerät keine eigene Anzeige
hat oder an einer schwer einsehbaren Position innerhalb der Anlage montiert
ist. Durch ihre transparente Umspritzung garantieren die Steckverbinder in allen
Einbaulagen eine sehr gut sichtbare LED-Anzeige.
Bilder: psdesign1/Fotolia.de, ESCHA GmbH & Co. KG
www.escha.de
40 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENIC DESIGN
ELEKTROMECHANISCHE ZYLINDER FÜR
LEBENSMITTEL-ANWENDUNGEN
LIVE@
Für die Lebensmittel- und Verpackungsindustrie gibt es
von Rexroth die elektromechanischen Zylinder EMC
mit Fett der Kategorie NSF H1. Der Schmierstoff ist von
der US-Behörde FDA für den gelegentlichen Kontakt
mit Lebensmitteln zugelassen. Damit trägt der
Hersteller dem Trend zur Umstellung auf Schmierfette der
Kategorie H1 Rechnung. Die Zylinder sind im Hygienic Design
konstruiert, z. B. durch glatte Flächen ohne Toträume. In der
Variante IP65+R kommen nur korrosions- und reinigungsmittelbeständige
Materialien zum Einsatz. Die Zylinder dosieren
Getränke, portionieren Lebensmittel oder formen und verschließen
Beutel oder Thermoformbehälter. Ihr Hub ist stufenlos
einstellbar und macht sie damit flexibler für kleinere Losgrößen
und häufige Formatwechsel,
wie sie bei
Aktionspackungen
und Saisonware
vorkommen. Die
Zylinder gibt es als
rein mechanische
Komponenten oder
einbaufertige
Systeme mit intelligenten
Indradrive-
Antrieben.
www.boschrexroth.com
RADSERIE: BESTÄNDIG AUCH IN FEUCHTER
UMGEBUNG
Die Blickle-Radserie
POBS ist speziell für
den Einsatz in der
Lebensmittelproduktion
und anderen
hygienesensiblen
Bereichen konstruiert.
Sie ist beständig
gegen Wasser und
viele Chemikalien,
bietet hohe Tragfähigkeiten
sowie
einen sehr geringen Rollwiderstand und hinterlässt keine Spuren
auf Bodenbelägen. Damit ist sie auch in feuchter Umgebung eine
saubere Lösung. Räder mit Standard-Polyurethan-Laufbelägen
eignen sich für die oft feuchte Umgebung normalerweise nicht,
da sie aufgrund der sogenannten Hydrolyse durch Wasser
angegriffen werden und schneller verschleißen. Mit diesen
Rädern soll dieses Problem jedoch der Vergangenheit angehören.
Ihr Laufbelag aus dem eigens entwickelten, reaktionsgegossenen
Premium-Polyurethan Blickle Besthane Soft besitzt eine sehr
hohe Hydrolysestabilität. Die Räder überzeugen unter anderem
durch einen sehr geringen Rollwiderstand, eine hohe dynamische
Belastbarkeit und Tragfähigkeiten von bis zu 500 kg. Der Radkörper
besteht aus bruchfestem Polyamid.
www.blickle.com
PRODUCE SAFETY
IHRE SICHERHEIT. IHR HYGIENIC DESIGN.
IHRE KABELLÖSUNG.
food & beverage made by Lapp.
Besuchen
Sie uns auf der
Anuga FoodTec
2018
Köln, 20.–23.03.2018
Halle 10.1,
Stand C 81
Sichern Sie sich jetzt Ihr kostenloses Eintrittsticket: www.lappkabel.de/messen.html
lappkabel.de/hygienicdesign

KLARTEXT
HERAUSFORDERUNG
HYGIENIC
DESIGN?
MICHAEL AMON
Technischer Leiter, RK Rose+Krieger GmbH, Minden
Durch unsere Kunden und unser sehr umfassendes Produktportfolio
kommen wir bei RK Rose+Krieger auch immer wieder mit dem Thema
Hygienic Design in Berührung. Die zahlreichen Normen und Vorschriften, die
je nach Branche und Anwendung variieren können, stellen große
Herausforderungen an die Konstruktion. Beispielweise gilt es,
schmutzabweisende Materialien zu verwenden und konstruktive Toträume
zu vermeiden, die Komponenten müssen leicht zu reinigen sein, spezielle
Dichtungstechnik aufweisen u. v. m. Im direkten Dialog mit dem Kunden
ermitteln wir die speziellen Anforderungen. Die Erkenntnisse daraus fließen
dann wiederum bei Neuentwicklungen bzw. Modifikationen unserer
Produkte ein. Das Thema Hygienic Design wird uns zukünftig weiter
beschäftigen und wir werden in diesem Bereich neue Produkte präsentieren.
Hygienic Design bedeutet,
in der Konstruktion von
Maschinen und
Komponenten
Gestaltungsgrundsätze
anzuwenden, die später im
Betrieb eine hygienische
Produktion und damit die
Herstellung sicherer
Lebensmittel, aber auch
Pharma- und
Kosmetikprodukte
ermöglicht. Im Grunde geht
es darum, das Risiko einer
Kontamination zu
minimieren. Das betrifft
alle Komponenten, vom
Antrieb bis zum
Schaltschrank. Aber was
steht wo im Fokus?
IM DIREKTEN
DIALOG MIT DEM
KUNDEN ERMIT-
TELN WIR DIE
SPEZIELLEN
ANFORDERUNGEN
DIE KLIMATISIE-
RUNG VON
SCHALTANLAGEN
IM HYGIENE-
BEREICH IST
EINE HERAUS-
FORDERUNG
SPECIAL
TORBEN FIBICH
Value Chain System Consulting, Rittal GmbH & Co. KG, Herborn
Die hygienegerechte Konstruktion von Maschinen und Anlagen in der
Lebensmittelproduktion trägt zu einwandfreien Endprodukten bei. Dies gilt
auch für Schaltanlagen, die für die Versorgung der Maschinen und Anlagen
notwendig sind und häufig in der Nähe der Produktionsanlagen stehen. Bislang
war allerdings die Klimatisierung von Schaltanlagen hier immer ein schwieriges
Unterfangen, da die hohen Anforderungen an die Hygiene kaum erfüllt werden
konnten. Diese Lücke schließen wir von Rittal nun mit der Weiterentwicklung
unserer Luft/Wasser-Wärmetauscher. Mit der hohen Schutzart IP59 widerstehen
diese problemlos der täglichen Dampfstrahlreinigung. Flüssigkeiten laufen
durch die für das Hygienic Design typische Dachneigung von 30° einfach am
Edelstahlgehäuse ab. Somit bieten wir zusätzlich zu Schaltschränken und
Gehäusen im Hygienic Design jetzt auch passende Klimatisierungslösungen.

KLARTEXT
SVEN SEIBERT
Leiter Produktmanagement - Kabel & Leitungen, TKD KABEL GmbH, Nettetal
Bei Kabeln & Leitungen im Hygienic Design sind die Materialauswahl sowie die Topologie von
Oberflächen wichtige Aspekte. Eine Reduzierung von benötigten Kabeln & Leitungen durch
hybriden Aufbau, aus 3 mach 1, minimiert zusätzlich Oberfläche sowie risikobehaftete, schwer
zugängliche Stellen zwischen einzelnen Kabeln. Bei TKD kommen zwei Materialvarianten zum
Zug. Zum einen eine Ausführung mit sehr hochwertigem Außenmantelmaterial, welches
resistent gegen alle gängigen Reinigungs- und Desinfektionsmittel ist sowie eine sehr gut zu
reinigende glatte Oberfläche besitzt. Zum anderen setzen wir einen speziellen von uns
entwickelten Hygienic Compound ein. Mit diesem Mantelmaterial lässt sich das Wachstum von
Mikroorganismen auf Kabelmänteln um 99 % reduzieren – und damit auch die Gefahr von
Kontamination durch Verunreinigungen nahezu komplett bannen. Genutzt wird hier die
antibakterielle Wirkung von Silber. Sonstige mechanische, chemische und thermische
Eigenschaften des Kabelmantels bleiben ansonsten unverändert.
WICHTIGE ASPEKTE SIND
DIE MATERIALAUSWAHL
SOWIE DIE TOPOLOGIE
VON OBERFLÄCHEN
EDELSTAHL? WIR SIND
FÜR UNSERE ANTRIEBS-
TECHNIK NEUE WEGE
GEGANGEN
JÖRG NIERMANN
Bereichsleiter Marketing, NORD DRIVESYSTEMS Gruppe, Bargteheide
Bei Hygiene denken die meisten an Edelstahl. Wir sind für unsere Antriebstechnik neue Wege
gegangen, um die wesentlichen Nachteile von Edelstahl, wie hohe Kosten, hohes Gewicht und
schlechte Wärmeabfuhr zu verbessern. Wir haben für unsere leicht zu reinigenden
Glattmotoren die Oberflächenbehandlung NSD tupH entwickelt. Sie macht Aluminiumantriebe
in einem elektrolytischen Prozess ähnlich korrosionsfest wie Edelstahl. Die glatte, kratzfeste
Oberfläche ist danach bis in die Tiefe versiegelt und untrennbar mit dem Grundwerkstoff
verbunden. Die Grundschicht ist bedeutend härter als unbehandelte Aluminiumlegierungen.
Selbst die Reinigung mit Hochdruckdampfstrahlern oder der Kontakt mit vielen aggressiven
Medien gehen an unseren NSD-tupH-Antrieben spurlos vorüber! Weil die Motoren ohne Lüfter
arbeiten, tragen sie auch nicht zur Verbreitung von Keimen bei. Die Wärmeabfuhr erfolgt über
das rippenlose Gehäuse. Damit bieten wir eine robuste, langlebige und kostengünstige
Antriebslösung für Hygienebereiche.
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 43

HYGIENIC DESIGN
SAUBERE
SERVOTECHNIK
Welche Anforderungen müssen Servo-
Antriebssysteme in Steril- und Nassbereichen
von Produktions- und Verpackungsanlagen
erfüllen? Warum finden solche Systeme einen
stetig wachsenden Markt, und wie reagiert ein
Antriebstechnikanbieter darauf? Antworten
finden Sie im folgenden Beitrag.
01
SPECIAL
In der elektrischen Antriebstechnik gehört die Wittenstein SE zu
den Pionieren im Bereich Hygienic Design. Bereits auf der
Hannover Messe 2013 hat das Tochterunternehmen Wittenstein
Alpha mit der Produktfamilie HDV die weltweit ersten, von der
EHEDG zertifizierten, spielarmen Planetengetriebe im Hygienic
Design präsentiert. Seitdem hat sich die Baureihe im Umfeld der
Lebensmittelverarbeitung, der Getränkeabfüllung oder der Herstellung
pharmazeutischer Produkte erfolgreich etabliert.
WACHSTUMSMARKT FÜR DIE
ANTRIEBSTECHNIK
Verantwortlich für die verstärkte Nachfrage
nach hygienegerechter Servoantriebstechnik
sind die sich wandelnden
Verbrauchergewohnheiten und auch
der demographische Wandel. Diese führen
zu einer stärker individualisierten Nachfrage,
beispielsweise in Form unterschiedlicher Packungsgrößen für Singleund
Familienhaushalte, einem zunehmenden Angebot an Convenience-
wie auch an Bio-Produkten oder einem stetig steigenden
Spektrum portionsverpackter Lebensmittel. Nachgefragt werden
zudem immer hochwertigere Produkte, gerne auch mit längerer
Haltbarkeit.
Gleichzeitig setzen sich bei der Auslegung von Maschinen
verstärkt offene Maschinenkonzepte durch. Bislang wurden nicht
hygienegerechte Antriebseinheiten – um sie vor der Bildung von
Keimen und Mikroorganismen nach einem Produktaustritt oder
der Nassreinigung zu schützen – eingehaust oder sogar gekapselt.
Heute fordern die Maschinenbauer hygienegerechte Komponenten,
die sich ohne zusätzliche konstruktive Maßnahmen auf einfache
Weise integrieren und warten lassen. Dies hat sowohl technische
als auch wirtschaftliche Gründe.
So ist das Einhausen von Antrieben als Schutz vor einer eventuellen
Kontamination trügerisch. Es können sich unter einer Abdeckung
unbemerkt Feuchtigkeitsnebel, Ablagerungen und Schmutznester
Autor: Carolin Ank, Wittenstein Cyber Motor GmbH,
Manuel Peter, Wittenstein Alpha GmbH, Igersheim
03
02
LIVE@
bilden. Zudem besteht das Risiko, dass Reinigungsdämpfe in das
Schutzgehäuse eindringen und zu Korrosionsbildung an den
Antriebskomponenten führen. Die im Betrieb zusätzlich entstehende
Stauwärme unter der Einhausung birgt langfristig die Gefahr von
Lagerschäden und Leckagen. Dies kann zu einer verkürzten
Lebensdauer der Antriebe und somit einer geringeren Anlagenverfügbarkeit
führen.
Darüber hinaus stellen die Fertigung einer Einhausung und ihr
Montageaufwand für den Maschinenbauer einen vermeidbaren
Kostenfaktor dar. Schließlich kommt bei der Abnahme der Maschine
erschwerend hinzu, dass eine solche Schutzlösung, die unter
Hygienegesichtspunkten nicht zertifizierbar ist, einen erheblichen
Mehraufwand generiert, wenn sie in eine durchgängig im Hygienic
Design ausgeführte Anlage integriert werden soll.
44 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENIC DESIGN
NORMEN, RICHTLINIEN UND EMPFEHLUNGEN
01 Im Hygienic Design: das spielarme
Planetengetriebe HDV
02 ... das Planetengetriebe HDP+
mit Abtriebsflansch
03 ... und Servomotoren der
Cyber-Dynamic-Line
„BISHERIGE MASCHI-
NENKONZEPTE FÜR
DEN HYGIENEBEREICH
SIND IM WANDEL“
Carolin Ank, Produktmanagerin,
Wittenstein
Cyber Motor GmbH
Hygienegerechte, integrations- und
wartungsfreundliche Antriebstechnik
im Hygienic Design wird für den
Maschinenhersteller zum Verkaufsargument
– vor allem dann, wenn die
Servoantriebe wie bei Wittenstein
durch ihre Leistungsmerkmale eine
hohe Präzision und Produktivität
der gesamten Maschine oder Anlage
gewährleisten.
www.DerKonstrukteur.de
Die gerätetechnischen Anforderungen an ein hygienegerechtes Design sind vielschichtig
und folgen einer Reihe von Normen, Richtlinien und gesetzlichen Vorgaben. So legt zum
einen die Maschinenrichtlinie 2006/42/EG wichtige Grundlagen hinsichtlich der
Notwendigkeit und der Ausgestaltung des hygienischen Designs von Maschinen- und
Automatisierungskomponenten. Unbedingt zu beachten sind zudem die Empfehlungen
bzw. Vorgaben der EHEDG. Schließlich geben eine Reihe relevanter Normen, Richtlinien
und gesetzliche Vorgaben den rechtlichen Rahmen für die Entwicklung und Inverkehrbringung
hygienegerechter Produkte vor.
Bereits bei der Entwicklung von Hygienic-Design-Produkten greifen z. B. die Gestaltungsanforderungen,
wie sie in der B-Norm DIN EN ISO 14159:2008-07 für Maschinen
mit Hygienerisiken generell und in der C-Norm DIN EN 1672-2: 2005+A1 speziell für
Nahrungsmittelmaschinen festgelegt sind. Die gesetzlichen, hygienerechtlichen Vorgaben,
die neben der Maschinenrichtlinie und den EHEDG-Empfehlungen bei der Markteinführung
und Inverkehrbringung von Produkten maßgeblich sind, sind die
VO 1935/2004/EG über Materialien und Gegenstände, die bestimmungsgemäß mit
Lebensmitteln in Berührung kommen.
Bei allen Antriebslösungen von Wittenstein im Hygienic Design sind die außenliegenden
Gehäuseoberflächen, die unter Umständen mit Produktaustritt oder mit Reinigungs- oder
Desinfektionsmedien in Berührung kommen können, im extrem widerstandsfähigen
IM ANLAGENBETRIEB ZEICHNEN SICH DIE
SERVOANTRIEBE IM HYGIENIC DESIGN DURCH
EINE HOHE DYNAMIK UND PRÄZISION AUS
Edelstahl 1.4404 / AISI 316L ausgeführt. Durch entsprechende Bearbeitung des Edelstahls
wird die Rauheit auf mindestens Ra < 0,8 µm reduziert – und die Oberfläche
dadurch nahezu spiegelglatt.
Auch die in Getrieben eingesetzten Dichtungsmaterialien – PTFE am Abtrieb der
Getriebe, Dichtringe am Deckel aus PUR, O-Ringe zwischen Motor und Getriebe aus
Fluoropren sowie thermoplastisches Polyurethan (TPU) in Kabelverschraubungen –
entsprechen den Anforderungen der EHEDG und auch der FDA an das Hygienic Design.
Neben der Materialauswahl kommt es auch auf eine besondere konstruktive Auslegung
an. So dürfen die Gehäuse keine mechanischen Übergänge, Spalten, Vertiefungen,
herausstehenden Verschraubungen, Hinterschnitte oder Toträume aufweisen, in
denen sich Bakterien oder Mikroorganismen einnisten könnten. Kanten sollten glatt
und abgerundet ausgeführt sein sowie einen Mindest-Rundungsradius von 3 mm
aufweisen. Zudem gilt es, horizontale Flächen zu vermeiden, die ein vollständiges
Robuste Sensoren
für Hygiene-Anwendungen
Weg, Winkel und Neigung messen
• Edelstahlgehäuse für hygienegerechte Reinigung
• Langzeitdicht durch patentierte Versiegelung
• Magnetische, verschleißfreie Messverfahren
• Beständig gegen hohe Temperaturschwankungen
• Lasergeschweißt, hermetisch dicht
• Schutzart bis IP68/IP69
ASM
Automation Sensorik
Messtechnik GmbH
Tel. +49 8123 986-0
www.asm-sensor.de

HYGIENIC DESIGN
04 Kleinservomotoren und Antriebsverstärker
bilden zusammen ein
Kleinantriebssystem für die hygienegerechte
Antriebsautomatisierung
04
„DIE SERVOANTRIEBE LASSEN
SICH EINFACH HYGIENE-
GERECHT IN OFFENE
MASCHINENSTRUKTUREN
INTEGRIEREN“
Manuel Peter, Leiter Produktmanagement
Getriebe &
Anwendungen, Wittenstein
Alpha GmbH
Die Hygienic-Design-Antriebslösungen
von Wittenstein können
ohne weitere Maßnahmen direkt in
eine Maschine oder eine nach
Hygienic-Design-Grundsätzen
konstruierte Anlage integriert
werden. Ihre konstruktive und
materialtechnische Ausführung
ermöglicht Schutzarten bis IP69X
bis max. 30 bar.
www.DerKonstrukteur.de
Ablaufen der Reinigungs- bzw. Desinfektionsmedien nach dem Einwirken und
Abspülen verhindern könnten.
PRODUKTPORTFOLIO HYGIENEGERECHTER ANTRIEBSTECHNIK
Im Markt spielarmer Planetengetriebe überzeugen die Getriebebaureihen HDV und HDP+
im Hygiene Design von Wittenstein durch höchste Produktivität und Verfügbarkeit. Während
das HDV das derzeit einzige Planetengetriebe mit EHEDG-Zertifikat ist, setzt das HDP+
mit Abtriebsflansch besondere Maßstäbe im Hinblick auf Positioniergenauigkeit und Leistungsdichte:
Mit einem Verdrehspiel von weniger als einer Winkelminute und
einem maximalen Beschleunigungsmoment von 760 Nm ist es geeignet für hochdynamische
und kompakte Applikationen wie z. B. in der Deltarobotik. Maschinenbauer können die
HDV- und HDP+-Getriebe per Plug-and-Play in offene Maschinenstrukturen integrieren.
Die Kleinservomotoren der Produktfamilie Cyber Dynamic Line im Hygienic Design
und die Antriebsverstärker der Baureihe Simco Drive bilden zusammen ein Kleinantriebssystem
für die hygienegerechte Antriebsautomatisierung in Produktions- und Verpackungsanlagen.
Der große Vorteil bei der Integration der kompakten Servomotoren mit
einem Außendurchmesser von 40 mm besteht darin, dass sie nicht mehr aufwändig
gekapselt oder im Unterbau einer Maschine versteckt werden müssen, sondern direkt in
den prozessnahen Achsen z. B. eines Pick-and-Place-Roboters oder eines Abfüllventils
eingesetzt werden können. Im Anlagenbetrieb zeichnet sich die Lösung im Hygienic
Design zudem durch eine hohe Dynamik und Präzision aus – ermöglicht durch die mit bis
zu 32 Bit sehr hochauflösende Stromregelung des Servoreglers und dessen schnelle Strommessung
unter 8 µs.
Bilder:Wittenstein
www.wittenstein.de
FÜLLSTANDSSCHALTER MIT IO-LINK FÜR ZENTRALE PARAMETRIERUNG
SPECIAL
www.baumer.com
Dank der IO-Link-Integration sind die Füllstandsschalter LBFH (Hygiene) und LBFI
(Industrie) von Baumer bereit für Industrie 4.0. Die Kommunikationsschnittstelle
ermöglicht eine schnelle Parametrierung für jede Applikation über Standardnetzwerkkomponenten.
Das gewährleistet eine fehlerfreie Duplizierung der Anlage sowie einen
Geräteaustausch ohne zusätzlichen Programmieraufwand. Diagnosedaten lassen sich
jederzeit abrufen und auswerten. Wie ihre Vorgängermodelle erfüllen der LBFH und
LBFI die Atex-Kategorien 1 und 2 für Gas und Staub. Durch die reduzierte Stromaufnahme
der weiterentwickelten Elektronik können neben der von Baumer entwickelten Barriere
auch handelsübliche Standardbarrieren verwendet werden. Die zwei Schaltausgänge
ermöglichen das Setzen von zwei Triggerschwellen. So können mit einem Sensor zwei
verschiedene Prozessschritte, z. B. Produktion und Reinigung bzw. Mediengruppen wie
Wasser und Öl überwacht werden. Alternativ machen die zwei Schaltausgänge eine
Plausibilitätsprüfung des Sensors möglich. Beide Varianten eignen sich für den
Temperatureinsatz bis zu 135°C, die hygienische Variante ist zudem SIP-fähig.
46 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

SAUBERE NORMELEMENTE
LIVE@
Ganter bietet unter dem Label „Hygienic Design“ verschiedene Varianten
von Knöpfen, Griffen, Klemmhebeln, Stellfüßen und Schrauben an, die
allesamt konstruktiv auf minimale Verschmutzung sowie einfache
Reinigung optimiert sind. Als Material kommt in allen Fällen nichtrostender
Edelstahl zum Einsatz, dessen Oberflächen gleitgeschliffen oder poliert
sind. So wird die maximale Oberflächenrauigkeit unter Ra 0,8 µm gehalten, weshalb
sich Schmutzpartikel nicht festsetzen können und bei der Reinigung zuverlässig
entfernbar sind.
Ein weiteres, zentrales Merkmal der Ganter-Normelemente ist die Totraumfreiheit. Es
gibt keine Bauteil-Innenbereiche, in denen sich Substanzen ansammeln können. Ein
hygienisch sicheres Dichtungskonzept, das per
Softwaresimulation verifiziert wurde, garantiert,
dass die FDA-konformen Elastomer-Dichtungen
montiert überall flächenbündig anliegen und ihre
Funktion langfristig erfüllen. So können Probleme
erst gar nicht unbemerkt heranwachsen. Auf
den ersten Blick scheinen die meisten Normelemente
zwar weit weg von den eigentlichen
Arbeitsbereichen zu sein, doch luftgängige
Sporen von Mikroorganismen können sich schnell
und weit ausbreiten.
HYGIENIC
DESIGN.
DER PMS
AUS EDEL-
STAHL.
www.ganter-griff.de
KORROSIONSBESTÄNDIGES ANTRIEBSPAKET
LIVE@
SEW-Eurodrive stellt eine neue Oberflächenbeschichtung für Getriebemotoren
vor. Sie wird im Antriebspaket XCO angeboten und umfasst eine neuartige
Zinn-Nickel-Beschichtung des Getriebes und des Aseptic-Motors der Baureihe
DAS. Die Abtriebswelle sowie Verbindungs- und Verschlussschrauben werden
aus Edelstahl gefertigt, ebenso das Entlüftungsventil, die Druckausgleichsmembran
am Klemmenkasten und das Typschild. Auch der integrierte Steckverbinder des
Motors ist beschichtet. Ferner werden ein lebensmittelverträglicher Schmierstoff und am
Abtrieb Wellendichtringe aus Fluorkautschuk FKM eingesetzt. Bei Aufsteckgetrieben
besteht die Abdeckhaube gegenüber der Abtriebsseite aus Edelstahl. Optional gibt es
auch eine Drehmomentstütze aus Edelstahl.
Durch die gewählten Materialien ergibt sich laut
Anbieter ein extrem hoher Korrosionsschutz in
aggressiven Fertigungsbereichen. Sowohl
gegenüber sauren als auch alkalischen Reinigungs-
und Desinfektionsmitteln sei die XCO-
Beschichtung weitgehend beständig. Dank der
extrem harten und widerstandsfähigen Oberfläche
bestehe keine Gefahr von Lacksplittern.
www.sew-eurodrive.de
HYGIENEPUMPEN FÜR KEIMFREIE PROZESSE
Der Pumpenhersteller KSB hat die Hygiene pumpen-
Baureihen Vitachrom, Vitacast, Vitalobe und
Vitaprime im Portfolio. Diese erfüllen alle Anforderungen
an keimfreie Prozesse. Zu ihren guten CIP/
SIP-Fähigkeiten tragen vor allem die elektro polierten
medienberührten Bauteile und die hochwertigen
Edelstähle bei. Dank zahlreicher angebotener
Varianten lassen sich mit diesen Pumpen laut
Hersteller fast alle Aufgaben erledigen, die beim
Transport von flüssigen oder viskosen Lebensmitteln
anfallen. Die Vita-Baureihen verfügen über alle
branchenüblichen Zertifikate und die verwendeten
Elastomere sind FDA-konform.
PMS
Besuchen
Sie uns auf der
Hannover Messe.
Halle 9,
Stand H34
Der neue Ultraschallsensor pms aus
Edelstahl ist mit seinem intelligenten
Hygienic Design prädestiniert für anspruchsvolle
Aufgaben in der Lebensmittel- und
Pharmaindustrie.
+ 4 Tastweiten:
von 20 –1.300 mm
+ 3 Ausgangsstufen: Push-Pull-Schaltausgang
mit IO-Link oder Analogausgang
+ 2 Gehäusevarianten: D12-Adapterschaft
und D12-Bajonettverschluss
www.ksb.com
microsonic.de/pms
23.–27. April 2018

HYGIENIC DESIGN
ALUMINIUM RAUS
– EDELSTAHL REIN
Bier ist des Deutschen liebste Spirituose. Rund
ein Drittel des hier verkauften Biers wird in
Keg-Fässern abgefüllt. Zuvor durchlaufen diese
Reinigungsanlagen, die fast durchgängig aus
Edelstahl gebaut sind. Dort wo bislang noch
Aluminiumzylinder für Bewegung sorgten,
kommen jetzt ebenfalls Zylinder aus Edelstahl
zum Einsatz.
SPECIAL
Beim Reinigen und Befüllen werden Bierfässer bewegt. Sie
werden gehalten, gehoben und verschoben. Um sie in die
Reinigungszone zu transportieren, werden Türen automatisch
geöffnet und geschlossen. Diese Aufgaben übernehmen
Zylinder, die aus Kostengründen oftmals aus Aluminium
bestehen. Doch langfristig hält Aluminium dem Kontakt mit
heißem Dampf und den zum Teil aggressiven Reinigungsmitteln
nicht Stand. Die Zylinder beginnen zu korrodieren, die Oberflächen
rauen auf und sind immer schwerer zu reinigen. Schmutznester
können sich bilden, Mikroorganismen finden Halt, sodass nach
gewisser Zeit der Austausch unvermeidlich ist.
Wegen der höheren Kosten scheuen Anlagenbauer den Einsatz
deutlich resistenterer Zylinder aus Edelstahl. Gemeinsam mit der
SMC Deutschland ist die hessische Scheuer Maschinenbau GmbH
diesen Schritt jetzt dennoch gegangen. In ihren neuen Reinigungsund
Füllmaschinen vom Typ PWKF übernehmen Edelstahlzylinder
der Baureihe CG5 von SMC das Öffnen von Türen und den Transport
der Kegs.
Alle Metallteile der CG5-Zylinder bestehen komplett aus rostfreiem
Edelstahl in der Qualität 1.4301. Die Oberflächen sind darüber
hinaus sogar elektrolytisch poliert. Sie erfüllen damit die Anforderungen
der DIN 1672-2 für Clean Design und unterstützen eine
schnelle und effektive Reinigung. Flüssigkeiten oder biologisch
DIE EDELSTAHL-ZYLINDER HABEN
EINE BIS ZU ACHTFACHE STAND-
ZEIT GEGENÜBER HERKÖMMLI-
CHEN VDMA-ISO ZYLINDERN
aktive Stoffe haben durch die spezielle Oberflächenbehandlung,
die von der EHEDG als besonders empfehlenswert bewertet ist, keine
Chance anzuhaften und Nester zu bilden.
Als zusätzliche Besonderheit verfügen die Zylinder über einen
speziellen Abstreifer an der Kolbenstange aus FKM, der das Eindringen
von Wasser verhindert. Das erhöht die Standzeit gegenüber
herkömmlichen VDMA-ISO-Zylindern bis zum Achtfachen. Die
verwendeten Fette sind nach FDA (USDA H1) freigegeben und für
den Einsatz in Lebensmittelbetrieben geeignet.
Zu den technischen Vorteilen und der vergleichsweise günstigen
Preisgestaltung kam bei der Scheuer Maschinenbau GmbH hinzu,
dass auch der Austausch problemlos möglich war: Die Edelstahlzylinder
von SMC sind so konzipiert, dass der Ersatz ohne konstruktive
Anpassung der Maschinen vonstatten ging.
Neben der längeren Haltbarkeit bewirkt der Umstieg auf die Edelstahlzylinder
auch eine Senkung der laufenden Kosten. Die Zylinder
der Serie CG5 benötigen kaum Wartung und setzen keinen Rost
an. Wartungsintervalle lassen sich daher strecken, sodass die
Maschinen länger laufen können. Folglich will Scheuer bald in
weiteren Anlagen die Zylinder von SMC einsetzen. Das Programm
des Spezialmaschinenbauers umfasst auch Flaschen- und Dosenfüller,
Kabinenreiniger und verschiedene weitere Sonderanlagen.
Neben den rein technischen Argumenten schwang für Jürgen
Stennull, Geschäftsführer der Scheuer Maschinenbau, noch ein
zweiter Grund bei der Entscheidung mit: Er will mit hochwertigen
und verlässlich arbeitenden Reinigungs- und Füllstationen auch
im Ausland expandieren. „Dazu müssen wir einen guten und
verlässlichen Service bieten. Umso wichtiger ist für uns die Partnerschaft
mit einem Unternehmen wie SMC, das international
bestens aufgestellt ist. Von daher sehen wir uns gut gerüstet, um
in attraktiven Märkten Osteuropas, Asiens und den USA erfolgreich
Fuß zu fassen.“
www.smc.de
48 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENEGEHÄUSE MIT PFLEGELEICHTEM DICHTUNGSSYSTEM
Der Schaltschrank- und Maschinengestell-Hersteller Häwa hat die neueste Generation seiner Hygienegehäuse
präsentiert. Waren die Einhausungen zum Beispiel für Verpackungsmaschinen schon bislang im
Lebensmittel- und Pharmabereich für ihre einfache Handhabung und Robustheit bekannt, hat Häwa nun ein
neues Dichtungssystem entwickelt, das entscheidende Vorteile bietet. „Die Dichtung war bislang bei den
Schränken eine Schwachstelle“, sagt Stefan Kaufer, stellvertretender Verkaufsleiter Süd, „denn zwischen den
beiden Silikonwulsten an den Türen konnten sich theoretisch im Laufe der Zeit Keime ansammeln.“ Deshalb
setzt Häwa in Zukunft auf ein System, das mit nur einer Dichtung auskommt. Dies erleichtert nicht nur die
Reinigung, zum Beispiel mit Hochdruckreinigern, sondern reduziert zudem deutlich die Gefahr, dass einige
Nischen und Ecken im täglichen Pflegeprozess nicht erreicht werden können.
„Hier haben wir in Zusammenarbeit mit den Experten und den Erfahrungen aus der Lebensmittel- und Pharmaindustrie eine Lösung
gefunden, die genauso isolierend ist wie zwei Dichtungen, aber eben weitaus einfacher in der Handhabung“, so Stefan Kaufer, der
persönlich an dem Entwicklungs-Prozess beteiligt war.
Zusätzlich erhalten die Schränke spezielle Hygieneverschlüsse, die besonders einfach in der Handhabung sind. Das Dach ist schräg
montiert, damit dort keine Flüssigkeiten verbleiben können und auf einer großen Montageplatte können alle Baugruppen im Gehäuse
bequem und sicher untergebracht werden.
www.haewa.de
HYGIENIC DESIGN
EDELSTAHL-
BEDIENTEILE JETZT IM
MATT-LOOK ERHÄLTLICH
Hygienisch sicher
produzieren
Foto: © Ekkasit Chaingam / 123RF
Viele Bedienteile von Kipp wie
Klemmhebel, Exzenterhebel und
Bügelgriffe sind ab sofort in
Edelstahlausführung erhältlich.
Die sandgestrahlten Produkte
mit mattierter Oberfläche stellen
eine praktische Produkterweiterung
dar, denn sie sind rostfrei,
resistent und dezent. Durch ihre
hohe Langlebigkeit und die
Möglichkeit zur hygienischen
Reinigung werden sie u. a. im
Anlagen- und Maschinenbau für
sensible Bereiche oder bei
Anwendungen im Außenbereich
eingesetzt. Vermehrt werden
Edelstahlprodukte zudem im
Fahr zeugbau und bei Lager- und
Betriebseinrichtungen genutzt.
Hierbei kommt vor allem der
Materialvorteil zur Geltung:
Durch die matte Oberfläche
bleiben die neuen Bedienteile im
Gegensatz zur polierten Ausführung
optisch dezent im Hintergrund.
Außerdem reflektiert das
Material nicht, was beim Einsatz
in Anlagen, die mit optischen
Sensoren arbeiten, ein Vorteil ist.
www.kipp.com
Weltweit erstes EHEDG-zertifiziertes Planetengetriebe
Die Getriebebaureihe im Hygiene Design:
∙ schnelle, effiziente und sichere Reinigung
∙ direkte Prozesseinbindung: CIP / SIP
∙ Schutzklasse IP69X
∙ totraumfreie Gehäusekonstruktion
Wir beraten Sie gerne: Tel. +49 7931 493-0
Besuchen Sie uns auf der HANNOVER MESSE vom 23. – 27. April 2018, Halle 15, Stand F10
WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme
www.wittenstein-alpha.de/hygiene-design

HYGIENIC DESIGN
NACH UNDICHT
KOMMT KAPUTT
SPECIAL
Lebensmittel- und Pharmaproduktion stellen
auch Winkelsensoren vor besonders hohe
Anforderungen. Selbst der beste Sensor versagt
hier, wenn das Gehäuse nicht langzeitdicht ist.
Winkelsensoren werden in Hygiene-Anwendungen
wie Lebensmittelverarbeitungsmaschinen eingesetzt,
um Winkelpositionen von Maschinenkomponenten
zu erfassen und zu überwachen. Die meisten
magnetischen Winkelsensoren funktionieren über magnetische
Kopplung und bestehen aus einem Chip-integrierten Multi-Hall
Sensor in einem Gehäuse, der das magnetische Feld eines externen
Positionsmagneten detektieren kann. In Hygiene-Anwendungen
sind diese Sensoren typischerweise harten Umweltbedingungen
ausgesetzt, wie Feuchte, dem Einsatz aggressiver Flüssigkeiten
und Temperaturschwankungen. Daher hängt die Lebensdauer
eines Winkelsensors in diesen Anwendungen im Allgemeinen
nicht von der Lebensdauer der Elektronik ab, sondern davon, wie
lange der Sensor, das heißt sein Gehäuse, dicht ist. Sobald die
Gehäuseversiegelung des Sensors versagt, kann Feuchtigkeit in
Form von Flüssigkeit oder Dampf in die Sensorelektronik eindringen
und Korrosion verursachen. Dies kann zur Fehlfunktion des
Sensors und letztendlich zur Zerstörung der Sensorelektronik führen.
Diese Art des Sensorversagens wird nicht durch die üblichen
Produktqualitäts- bzw. Zuverlässigkeitsstandards wie z. B. SIL, PL,
MTBF beschrieben.
VERSIEGELUNG DES SENSORGEHÄUSES
In der Vergangenheit setzten Sensorhersteller viele verschiedene
Techniken ein, um Winkelsensoren zu versiegeln. So wurden z. B.
zwei Gehäuseteile mit einer Dichtung verschraubt oder man setzte
Klebstoffe ein, um Gehäuseteile zusammenzuhalten. Eine weitere
Versiegelungstechnik bestand darin, die Sensorelektronik mit einer
Kunststoffmasse zu vergießen, die in einfacheren Fällen das umgebende
Gehäuse ersetzen kann. Im Allgemeinen ist jedoch ein zusätzliches
robustes Gehäuse erforderlich. Nachdem traditionelle
Abdichtungstechnologien im Langzeiteinsatz keine zufriedenstellenden
Ergebnisse liefern, setzten sich Ingenieure der ASM
Automation Sensorik Messtechnik GmbH zum Ziel, ein Winkelsensorgehäuse
mit hermetischer Versiegelung zu konstruieren,
sodass jeglicher Austausch von Luft und Feuchte unterbunden und
die Elektronik langfristig geschützt ist. Entwickelt wurden ein Edelstahlgehäuse
und ein Edelstahldeckel, die mit einer speziellen Laserschweißtechnik
zusammengefügt werden. Um sicherzustellen,
dass die Platine innerhalb des Gehäuses und die mechanische
Struktur des Sensors keinen Schaden nehmen, kommt ein spezielles
Laserschweißverfahren zur Anwendung. Das Sensorgehäuse wurde
unter Berücksichtigung des CNC-Prozesses konstruiert, um jeglichen
Temperatureinfluss während der Herstellung zu vermeiden.
HERMETISCH DICHTE EDELSTAHLSENSOREN
Das komplette Gehäuse besteht aus nicht-magnetischem 1.4404
Edelstahl, sodass der Hall-Sensor das Magnetfeld ungehindert
detektieren kann. Aus diesem Edelstahlgehäuse führt ein
M12-Stecker oder ein freies Kabel, welches zusätzlich einen Längswasserschutz
aufweist, heraus. Beide Versionen weisen eine Dichtigkeit
von IP69K auf. Posirot magnetische Winkelsensoren mit
laser-geschweißten Edelstahlgehäusen (PRAS6, PRAS7) sind für
Anwendungen unter rauen Umweltbedingungen wie in der
Lebensmittel- und Pharmaproduktion ausgelegt. Posirot PRAS7 hat
ein spezielles Design, um eine leichte, hygienegerechte Reinigung
zu ermöglichen. Für begrenzte Einbauräume, wie Scharniere,
eignet sich Posirot PRAS1 im Stift-Design. Für einen dauerhaften
Unterwassereinsatz ist Posirot PRAS4 ausgelegt. Der Messbereich
der Posirot Winkelsensoren von ASM beträgt 0° bis 360°. Die Sensoren
sind mit digital absoluten (SSI, CANopen und SAE J1939),
digitale inkrementalen und analogen Ausgängen verfügbar. Die
Standardlinearität beträgt +/-0,3 % für analoge und +/-1 % für digitale
Sensoren.
Bild: ASM
www.asm-sensor.com
50 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

PANEL-PC WIDERSTEHT AUCH DEM HOCHDRUCKREINIGER
Schubert System Elektronik hat für ein Kundenprojekt einen Multitouch-Panel-PC
aus der IPC-Reihe Prime Cube entwickelt, der die hohe Schutzart IP69K
erfüllt und damit ideal für Anwendungen im Lebensmittelbereich geeignet
ist. Um die Schutzart IP69K zu erfüllen, muss das Gehäuse rundum so dicht
sein, dass es auch der Reinigung mit einem Hochdruck- bzw. Dampfstrahler
problemlos widersteht. Neben der hohen Schutzart kommt es in hygienesensitiven
Anwendungen aber auch darauf an, dass das Gehäuse hygienegerecht
konstruiert ist. Ziel ist es, dass sich Produktrückstände und Verschmutzungen
entweder nicht festsetzen können oder leicht entfernen lassen. Dazu hat der
Panel-PC etwa antibakterielle und leicht zu reinigende Oberflächen sowie ein
Gehäuse-Design ohne Kanten. Das Gehäuse besteht aus einer Edelstahlwanne,
mit der sich die hohen Hygieneanforderungen optimal erfüllen lassen.
Eine weitere Anforderung im Lebensmittelbereich ist die frontseitige Splitterschutzfolie, die verhindert,
dass bei einem Bruch des Frontglases Glassplitter in die Lebensmittel gelangen können.
In dem hygienegerechten Prime-Cube-Panel-PC sorgt ein Intel Skylake Core i5 CPU der 6. Generation
für die benötigte, zukunftssichere hohe Rechenleistung. Die verwendeten langzeitverfügbaren
Industriekomponenten garantieren laut Anbieter hohe Robustheit und Langlebigkeit des Systems.
Beim Systemdesign wurde komplett auf mechanisch bewegliche Komponenten verzichtet. Ein
durchgängiges Kühlkonzept führt die entstehende Wärme über die Oberfläche des Edelstahlgehäuses
ab. Der Panel-PC hat an der Geräte-Rückseite eine VESA-Halterung sowie eine Anbindung an das
Rittal-Tragarmsystem, die eine flexible Befestigung erlauben.
Hygienisch
muss sie sein!
www.schubert-system-elektronik.de
IO-LINK-MASTER VERBINDEN INTELLIGENTE SENSORIK
LIVE@
Extra für die Lebensmittelindustrie hat IFM Electronic IP69K-Feldmodule mit vier oder
acht IO-Link-Ports und voller V1.1-Funktionalität entwickelt. Die dezentralen IO-Link-Master
dienen als Gateway zwischen intelligenten IO-Link-Sensoren und dem Feldbus. Master
und Device sind mit der Software LR Device bequem konfigurierbar. Auf Wunsch schickt
der integrierte LR Agent Embedded die Prozesswerte direkt, ohne Umwege über die SPS,
an ERP-Systeme. Einfach ist zudem der Sensoranschluss über Standard-M12-Verbindungsleitungen.
Die intuitive Software LR Device findet alle IO-Link-Master im Netzwerk und erstellt eine Übersicht
über die gesamte Anlage. Dazu werden alle angeschlossenen
Sensoren mit den jeweiligen Parametern dargestellt.
Somit ist eine Parametrierung aller Sensoren im System von
zentraler Stelle aus möglich. Besonders für den Einsatz
direkt in Nassbereichen der Lebensmittelindustrie wurde
ein spezieller Gehäusewerkstoff entwickelt, der die hohe
Dichtigkeit nach IP69K bietet. Die halogen- und silikonfreien
Werkstoffe und Produktionsverfahren sind identisch mit
denen der IFM-Verbindungsleitungen der bewährten
Produktreihe Ecolink EVF.
Der Spezialist für industrielle
Kabelverschraubungen und
Kabelkanäle
www.ifm.com
HYGIENISCHE, LEICHTLÄUFIGE STEHLAGER
LIVE@
Ein kugelgelagertes Stehlager, das die Hygiene-Anforderungen der Lebensmittel- und
Verpackungsindustrie erfüllt, ist Xiros von Igus. Es besteht aus dem FDA-konformen
Hochleistungskunststoff Xirodur B180. Damit ist es deutlich leichter als metallische
Lösungen. Die Lager sorgen an Rollenförderern oder Transportförderern auch bei schweren
Belastungen dafür, dass sich die Wellen leichtgängig drehen. Der Einsatz von
Schmiermitteln bei der Wartung kostet Zeit und erfüllt nicht die
hygienischen Anforderungen. Die Kunststoff-Stehlager sind eine
schmiermittelfreie Lösung mit FDA-konformen Komponenten. Durch
den Werkstoff und die verbauten Edelstahlkugeln ist es besonders
leichtläufig und zudem korrosionsbeständig. Dank gleicher Abmessungen
der Lochabstände können bestehende metallische Lager
leicht umgerüstet werden. Die Stehlager sind spülbar und eignen
sich für Umgebungen bis 80 °C. Es hält bis zu 50 kg bei bis zu
850 min -1 stand.
www.igus.de
blueglobe CLEAN ® Plus
Optimale Hygieneverschraubung mit
EHEDG-Zulassung
www.pflitsch.de

HYGIENIC DESIGN
EIN OHR FÜR DIE
NAHRUNGSMITTELINDUSTRIE
Ultraschallsensoren haben in den
verschiedensten Branchen ein „Ohr“ am
Fertigungsprozess. Sie strahlen hochfrequente
Schallimpulse ab und messen die Zeit bis zum
Eintreffen der an Objekten reflektierten
Echosignale. Auf diese Weise steuern sie sicher
und zuverlässig den Materialfluss. Für den
Einsatz in der Lebensmittelindustrie ist eine
spezielle Sensorfamilie gut gerüstet.
LIVE@
Hygienic Design gewinnt in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
immer mehr an Bedeutung. Produzenten stellen
stetig steigende hygienische Anforderungen an die im Herstellungsprozess
eingesetzten modernen Maschinen und
ihre Komponenten. Die Komponenten müssen sich nahtlos in die
Anlage einfügen und harten Umgebungsbedingungen ebenso wie
intensiven Reinigungs- und Desinfektionsprozessen standhalten.
Microsonic hat die ganze Sensorfamilie PMS in Anlehnung an die
EHEDG-Richtlinien und aus FDA-konformen Materialien entwickelt,
die den höchsten hygienischen Anforderungen gerecht werden.
KOMPAKT UND ROBUST
Die durchdachte Geometrie des Gehäuses erfüllt die zentrale
Anforderung des hygienegerechten Designs: eine reinigungsgerechte
Gestaltung der technischen Komponenten. Ganz gleich,
ob der PMS-Sensor bei einer Füllstandsmessung auf Schüttgut von
oben nach unten oder beim Erfassen von transparenten Glasflaschen
horizontal messen soll, in keiner Einbaulage hat eine
TECHNISCHE DATEN DER
PMS-SENSORFAMILIE
SPECIAL
n Gehäuse aus Edelstahl 1.4404 mit
Rautiefe Ra < 0,8 μm
n PTFE-gekapselter Ultraschallwandler
n 2 Varianten: Standardausführung
und Hygienic-Design-Variante
n 4 Tastweiten von 20 mm bis 1,3 m
n Ecolab-zertifiziert
n Schutzarten IP66, IP67, IP68
n Auflösung 0,1 mm
n Genauigkeit ± 1 % (Temperaturdrift
intern kompensiert)
n Analogausgang 4 – 20 mA oder
0 – 10 V
n Push-Pull-Schaltausgang mit
IO-Link
n Betriebstemperatur -25 bis +70 °C
52 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENIC DESIGN
Gehäusefläche eine waagerechte Ausrichtung. An den glatten
Oberflächen des Edelstahlsensors finden Bakterien keinen Halt
und Reinigungsmittel laufen in jeder Einbauposition vollständig ab.
Neben dem Sensordesign ist das richtige Material ausschlaggebend.
Der PTFE-gekapselte Ultraschallwandler schützt die
Sensormembran vor chemisch-aggressiven Reinigungs- und
Desinfektionsmitteln. Eine hohe chemische Beständigkeit gegen
Reinigungsmittel in produktberührenden Bereichen wird auch im
rauen Umfeld gewährleistet. Zudem sind Ultraschallsensoren
DIE DURCHDACHTE GEOMETRIE
DES GEHÄUSES ERFÜLLT DIE
ZENTRALE ANFORDERUNG DES
HYGIENEGERECHTEN DESIGNS
gegenüber optischen Sensoren deutlich unempfindlicher in feuchten
Abfüllumgebungen. Die Sensoren messen kontakt- und berührungslos
durch feuchte Luft hindurch.
Neben den funktionalen Vorteilen punktet der PMS auch hinsichtlich
der Gestaltung. Er wurde mit dem iF Design Award 2018
ausgezeichnet.
SENSOREN FÜR JEDEN ZWECK
In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie überwachen Sensoren
zahlreiche hygienesensible Arbeitsvorgänge. Das Standard-
Messprinzip für einen Ultraschallsensor ist die Echo-Laufzeitmessung.
Sensoren erfassen zuverlässig und berührungslos alle
Materialien, an denen der Schall reflektiert wird. Sie nehmen es mit
(fast) jedem Nahrungsmittel, egal ob roh, gekocht oder gefroren auf.
Auch Flüssigkeiten, Glasflaschen und dünne Folien sind keine
Herausforderung. Wechselnde Objektfarben, glänzende Oberflächen
oder störendes Fremdlicht beeinflussen die Ultraschallmessung nicht.
Ihren Einsatz finden Ultraschallsensoren unter anderem in der Anwesenheitskontrolle,
Volumenstromregulierung, bei der Füllstandsmessung
und -überwachung sowie Höhen- und Konturenerfassung
entlang der Fertigungskette von Lebensmitteln und Getränken.
ÜBERWACHUNG DES VERPACKUNGSPROZESSES
Bei der Anwesenheitsprüfung von Nahrungsmitteln wie z. B. Äpfeln
in einer Verpackungsschale sendet der PMS zyklisch einen hoch-
frequenten Schallimpuls aus, der sich mit Schallgeschwindigkeit
durch die Luft fortpflanzt. Der Schallimpuls wird am Apfel reflektiert
und gelangt als Echo zurück zum Sensor. Aus der Zeitspanne
zwischen dem Aussenden des Schalls und dem Empfang des Echos
errechnet der Ultraschallsensor den Abstand zum Apfel. Für den
Fall, dass der gemessene Abstand zu groß ist, meldet der Sensor
einen fehlenden Apfel im Produktionsprozess. Die Verpackungsschale
wird aus dem Abfüllprozess genommen.
Anhand der gewünschten Messentfernung wird der PMS-Ultraschallsensor
ausgewählt. Dazu stehen vier Tastweiten zur Auswahl:
150, 250, 350 und 1 000 mm. Die PMS-Sensoren sind wahlweise mit
einem Push-Pull-Schaltausgang und IO-Link in der Version 1.1
oder mit Analogausgang 0 – 10 V bzw. 4 – 20 mA verfügbar.
ZWEI BEFESTIGUNGSVARIANTEN
Für den einfachen Einbau in der Verpackungs- oder Verarbeitungsmaschine
kann die PMS-Sensorfamilie in der Standardvariante mit
D12-Adapterschaft in einer Montageschelle oder einer Sensorverschraubung
montiert werden. Die Verdrehfestigkeit und hygienegerechte
Ausführung der Sensorverschraubung gilt es dabei zu
beachten. Mit der zweiten Variante mit D12-Bajonettverschluss
lassen sich die Sensoren schnell und kostengünstig in etablierte
Befestigungssysteme einbauen und genauso schnell und werkzeuglos
austauschen. Kabel können für eine hygienegerechte Lösung
außerhalb des Prozesses geführt werden.
Bilder: gomolach/Fotolia.de, microsonic
www.microsonic.de
„DIE APPLIKATION
ENTSCHEIDET – UNSERE
SENSOREN FÜGEN SICH
NAHTLOS EIN“
Johannes Schulte,
Geschäftsführer,
microsonic, Dortmund
www.DerKonstrukteur.de
01 Die Ultraschallsensoren
überwachen den Inhalt der
Verpackungsschalen für
Obst auf Vollständigkeit
01
Als Hersteller von Ultraschallsensoren
wissen wir, wie wichtig Ausführung,
Leistungsbereich, Bauform und Größe
für ihren Einsatz sind und bieten in
unserem umfangreichen Portfolio
den passenden Sensor für jede
Applikation. Bei der Herstellung von
Lebensmitteln werden besondere
Anforderungen gestellt. Die sichere
und leichte Reinigung der Anlagen ist
hier oberstes Gebot. Unsere PMS-Sensoren
fügen sich nahtlos in Produktions-
und Verpackungsmaschinen
ein und halten harten Umgebungsbedingungen
und intensiven Reinigungsprozessen
problemlos stand.
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 53

HYGIENIC DESIGN
IM FLUSS
Ein Sensorspezialist bietet intelligente
Lösungen zur Füllstands-, Temperatur-,
Durchfluss- und Druckmessung, die auf die
hohen Anforderungen bezüglich Sicherheit
und Hygiene in der Getränke- und
Nahrungsmittelindustrie abgestimmt sind.
Neu im Portfolio ist ein Durchflusssensor, der
ultraschallbasiert das Durchflussvolumen
leitender und nicht leitender
Flüssigkeiten in hygienischen und
stark beanspruchenden
Umgebungen ermittelt.
SPECIAL
Die Auswahl der richtigen Methode und des passenden
Geräts zur Durchflussmessung stellt in der Regel eine zeitund
ressourcenaufwändige Abwägung von Vor- und Nachteilen
der verschiedenen Systeme und Messmethoden dar.
Gerade in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, die hohe
Prozesssicherheit und perfekte Hygienestandards anstrebt, findet
sich oft eine Vielzahl unterschiedlicher Messgeräte für die jeweiligen
Produktionsbereiche. Instrumente, die zuverlässig den Durchfluss
von Trinkschokolade, Bier, Olivenöl, demineralisiertem
Wasser oder Milch überwachen und die genauso präzise in der
Durchflussmessung von Reinigungsmitteln in CIP- und SIP-Anlagen
oder von Kühlwasser in Kühlkreisläufen arbeiten, sind daher
hochwillkommen. Sie reduzieren die Komplexität und steigern die
Produktivität. Möglich wird diese Einsatzvariabilität dank einer
ausgereiften Ultraschalltechnologie.
Autoren: Michele Savino, Alexander Schumacher
und Ralf Kühnemund, SICK AG, Waldkirch
Der Ultraschallsensor Dosic arbeitet nach dem Konzept der Timeof-Flight-Differenz:
Wird das Ultraschallsignal entgegen der
Strömungsrichtung gesendet, benötigt es eine längere Laufzeit als
das Signal, das mit der Flussrichtung gesendet wird. Die Laufzeitdifferenz
der beiden Ultraschallsignale ist direkt proportional zur
mittleren Fließgeschwindigkeit. Das Durchflussvolumen pro
Zeiteinheit ist das Ergebnis von mittlerer Fließgeschwindigkeit
multipliziert mit dem Rohrquerschnitt. Mit dieser Laufzeitdifferenzmessung
ist der Dosic in Bezug auf Zuverlässigkeit und Präzision
eine Alternative zu Coriolis-Massendurchflussmessern, die in
der Regel mit hohen Anschaffungskosten behaftet sind. Unabhängig
von ihren Eigenschaften kann so eine große Bandbreite
anspruchsvoller Flüssigkeiten und Medien der Getränke- und
Lebensmittelproduktion erfasst werden.
KOMPAKT, LANGLEBIG UND PROZESSSICHER
Zur hohen Verlässlichkeit der Messergebnisse kommt eine robuste
und kompakte Bauform in hygienischem Design. Der Verzicht auf
54 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

01
03
Wir machen Ihre
Maschine sicher.
Mit den einzigartigen
Befehlsgeräten unseres
N-Programms.
02
01 Der Durchflusssensor Dosic ist auf
engstem Raum einsetzbar
02 Auch schwierige Anwendungen wie
schäumende Flüssigkeiten sind dank des
Schaummodus für den LFP Inox kein Problem
03 Mit den frontbündigen Edelstahlmembranen
und der Vielzahl hygienischer Prozessanschlüsse
ist der Druckmessumformer PHT
geeignet für hygienische Anwendungen
■ Not-Halt-Geräte mit integriertem
Gelbschild
■ Visualisierung durch kompakte
3-Farb-LED-Module
■ Drei Dichtungsmembranfarben für unterschiedlichste
Hygieneapplikationen
■ Anbindung der Positionsschalter
PS116 für smarte Installations- und
Maschinenkonzepte
www.schmersal.com
jegliche beweglichen Teile im Sensor schließt in den anspruchsvollen hygienischen
Umgebungen der Nahrungsmittelindustrie potenzielle Verschmutzungsrisiken aus.
Dazu kommt ein gerades, dichtungsfreies und selbstentleerendes Messrohr aus
hochwertigem Edelstahl (316L mit Ra ≤ 0,8). Auch das Gehäuse verfügt mit einer
DER DURCHFLUSSSENSOR BIETET DANK EINER
AUSGEREIFTEN ULTRASCHALLTECHNOLOGIE
EINE HOHE EINSATZVARIABILITÄT
hochwertigen Edelstahlausführung über die nötige Robustheit und Widerstandsfähigkeit.
Somit sind EHEDG-Zertifizierung und FDA-Konformität selbstverständlich
gegeben. Gleichzeitig stellen aggressive Reinigungsmedien im CIP- und
SIP-Betrieb kein Problem dar, da zwischen Sensor und durchfließenden Medien
kein Kontakt besteht und das Durchflussvolumen berührungslos ermittelt wird.
Temperaturen bis zu 143 °C im SIP-Prozess sind für die Dauer bis zu 1 h problemlos.
Die robuste Ausführung ermöglicht eine lange Lebensdauer und reduziert den
Wartungsaufwand.

HYGIENIC DESIGN
04 Der Druckschalter PBS Hygienic kommt bei Abfüllmaschinen,
speziell zur hydrostatischen Füllstandsmessung von Flüssigkeiten
in Tanks zum Einsatz
DRUCK- UND FÜLLSTANDSMESSUNG
04
Der Dosic ist auf engstem Raum einsetzbar. Zwei konfigurierbare
Digitaleingänge und -ausgänge und bis zu zwei Analogausgänge
sowie die IO-Link-Schnittstelle zur übergeordneten Steuereinheit
sorgen für die richtige Ausgangsposition. Der IO-Link reduziert den
Verkabelungsaufwand und ermöglicht eine komplette Steuerung
und Überwachung des Sensors auch in den Maschinenumgebungen
von Industrie 4.0.
Vor dem Messvorgang muss keine gesonderte Einstellung der
Parameter erfolgen. Bei Wechsel des Mediums passt der Sensor seine
Parameter entsprechend automatisch an. Diese Plug-and-Measure-
Lösung erspart den initialen Mediumsabgleich und reduziert den
Installations- und Bedienungsaufwand. In zwei Größen (DN15 und
DN25) erhältlich ist der Dosic ein äußerst flexibles Messsystem.
Neben diesem Durchflusssensor gibt es im umfangreichen
Sick-Portfolio noch weitere Sensoren, die sich im hygienischen
Applikationsumfeld einsetzen lassen. So sorgt beispielsweise der
Druckmessumformer PHT beim Abfüllen kohlensäurehaltiger
Getränke für konstanten Flüssigkeitsdruck in den Puffertanks. Auch
bei der Druckbeaufschlagung von Flaschen und Dosen zur Vermeidung
von Schaumbildung steuert der PHT den Druck präzise bei
hohen Laufleistungen. Ebenfalls für die hygienische Druckmessung
und -überwachung ausgelegt ist der Druckschalter PBS Hygienic.
Er kommt bei Abfüllmaschinen, speziell zur hydrostatischen Füllstandsmessung
von Flüssigkeiten in Tanks zum Einsatz. Sowohl die
Füll- als auch die Grenzstände in Puffer- oder Maschinentanks
misst der LFP Inox, der speziell für die hohen Ansprüche der
Getränke- und Lebensmittelindustrie entwickelt wurde. Dank
seines hochwertigen Designs und der Variantenvielfalt bietet er
die passenden Voraussetzungen für eine Vielzahl an Einsatzmöglichkeiten.
Auch schwierige Anwendungen wie schäumende
Flüssigkeiten, beispielsweise bei der Abfüllung von Milch, sind
dank des Schaummodus für den LFP kein Problem.
Die Produktfamilie der Sick-Fluidsensoren ist mit dem Dosic nun
noch umfassender aufgestellt, um in den anspruchsvollen hygienischen
Umgebungen der Nahrungsmittel- und Getränkeproduktion
eine zuverlässige Qualitäts- und Produktivitätssicherung zu
gewährleisten.
Bilder: zven0/Fotolia.de, Sick
www.sick.de
IMPRESSUM
SPECIAL
erscheint 2018 im 49. Jahrgang, ISSN 0344-4570
Redaktion
Chefredakteur: Dr. Michael Döppert (md), M.A.
Tel.: 06131/992-238, E-Mail: m.doeppert@vfmz.de
(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)
Stv. Chefredakteurin: Dipl.-Ing. (FH) Martina Heimerl
(mh), Tel.: 06131/992-201, E-Mail: m.heimerl@vfmz.de
Redakteurin: Dipl.-Geogr. Martina Laun (ml),
Tel.: 06131/992-233, E-Mail: m.laun@vfmz.de
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56 DER KONSTRUKTEUR 3/2018

HYGIENIC DESIGN
KORROSIONSBESTÄNDIGE
ALUMINIUMANTRIEBE
LIVE@
Aluminiumantriebe für die Lebensmittel- und
Getränkeindustrie bietet Nord Drivesystems an. Mit
der korrosionsbeständigen Oberflächenveredelung
NSD Tuph sind die leichten Getriebe, Glattmotoren,
Frequenzumrichter und Motorstarter besonders
robust. Bei dem Verfahren wird das Material bis unter die
Oberfläche gehärtet. Die Veredelung erzeugt eine permanent
mit dem Grundwerkstoff verbundene Schutzschicht. Sie basiert
auf einem elektrolytischen Prozess und macht Aluminium
ähnlich korrosionsfest wie Edelstahl. Die Reinigung mit Hochdruckdampfstrahlern
oder der Kontakt mit aggressiven Medien
sind damit möglich. Zum Einsatz kommen die Modelle u. a. in
Förderstrecken eines Austernzuchtbetriebs, wo sie ständig
Salzwasser ausgesetzt sind. Die lüfterlosen Glattmotoren tragen
nicht zur Verbreitung von Keimen bei und haben eine hohe
Laufruhe. Sie sind als Synchron- und Asynchronmotoren
erhältlich und erfüllen die Effizienzklassen IE2 und IE3 (asynchron)
bzw. IE4 (synchron).
www.nord.com
INDIVIDUELLE HYGIENISCHE
FÖRDERTECHNIK-ANTRIEBE
Kundenspezifische, leistungsfähige
Antriebe, Motoren und
Regler sowie Komplettlösungen
für kleinere und mittlere
Anlagen in der Fördertechnik
bietet Groschopp an. Spezialisiert
ist der Hersteller auf
Lösungen für die Nahrungsmittelindustrie,
Verpackungsindustrie, Pharma- und
Chemie-Industrie und Spezialgebiete im Maschinenbau wie
Schweißdrahtvorschub, Kuvertierung und Leiterplattenfertigung.
Zu den klassischen Anwendungen der Fördertechnik gehören
neben dem Transport auch das Positionieren, Dosieren und
Sortieren. Ein Spezialgebiet stellen Durchlaufwaagen dar: Ohne
Stopp des Förderbands ermittelt eine Wägeeinheit das Gewicht
der Produkte auf dem Band. Bei einer hochdynamischen Positionierung
braucht es einen Servoantrieb, der extrem schnell beschleunigen
und wieder abbremsen sowie an exakt definierten
Stellen stoppen kann. Die Antriebe entsprechen den EHEDG-
Guidelines und allen Anforderungen des Hygienic Designs.
www.groschopp.de
INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 03/2018
ACE Stoßdämpfer, Langenfeld33
ASM Automation Sensorik Messtechnik,
Moosinning45
Bonfiglioli Deutschland GmbH,
Neuss57
Deutsche Messe, Hannover17
Duboschweitzer, Haltern am See31
Getriebebau NORD, Bargteheide 7
Gutekunst, Metzingen19
Icotek, Eschach27
Igus, Köln29
Keller AG, CH-Winterthur 4.US
Koyo Deutschland, Hamburg 9
Lapp, Stuttgart41
Microsonic, Dortmund47
Pflitsch, Hückeswagen51
Pilz, Ostfildern 5
PM DM, Villingen-Schwenningen37
Ringspann, Bad Homburg13
Rose Systemtechnik,
Porta Westfalica21
Scanwill, DK-Albertslund25
Schmersal, Wuppertal55
Schrempp, Sulzbach21
Siemens, Nürnberg 2.US
Tox Pressotechnik, Weingarten 3
Wittenstein alpha, Igersheim49
KABELVERSCHRAUBUNG AUS PA
NACH EHEDG ZERTIFIZIERT
LIVE@
Pflitsch bringt mit der Blueglobe Clean Plus aus
Polyamid nach eigenen Angaben die erste Hygiene-
Kabelverschraubung aus Kunststoff auf den Markt, die
nach EHEDG erfolgreich zertifiziert ist. Sie erfüllt damit
die strengen Anforderungen der Lebensmittel- und
Pharmaindustrie sowie der Chemie- und Reinraumtechnik
hinsichtlich der Hygienetauglichkeit und Reinigung. Denn
Anhaftungen von Schmutzpartikeln, die die Bildung von Bakteriennestern
begünstigen können, müssen ausgeschlossen werden. Die
verwendeten Reinigungsmittel und -flüssigkeiten müssen sauber
ablaufen können.
Die Blueglobe Clean Plus aus PA gibt es zum Serienstart in den
Größen M16 bis M32 für Kabeldurchmesser von 7 bis 23 mm. Ihre
Oberflächen sind glatt, die Übergänge zu den Schlüsselflächen
abgerundet. Sie erreicht die hohen Schutzarten IP66, IP68 (bis
15 bar) und IP69K und ist zugelassen für den Temperaturbereich
von -20 bis +110 °C. Die Dichteinsätze und Dichtringe werden aus
hochwertigen, lebensmittelechten Kunststoffen nach FDA-Zulassung
gefertigt. Die Kabelverschraubung hat umfangreiche
Ecolab-Tests mit gängigen Reinigungsmitteln bestanden.
Diese Kunststoff-Kabelverschraubung
überzeugt laut
Anbieter hinsichtlich der
Hygieneeigenschaften mit gleich
guten Werten wie das Edelstahl-
Pendant, ist materialbedingt
aber deutlich preiswerter.
IHR PARTNER FÜR DIE
LEBENSMITTEL- UND
GETRÄNKEINDUSTRIE
Jahrzehntelange Erfahrung
in der Entwicklung
von Speziallösungen,
kombiniert mit einem
unvergleichlichen Knowhow
in den Bereichen Food
& Beverage und Packaging,
machen Bonfiglioli zu
Ihrem zuverlässigen
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58 DER KONSTRUKTEUR 1-2/2018

VORSCHAU
IM NÄCHSTEN HEFT: 4/2018
ERSCHEINUNGSTERMIN: 17.04.2018 • ANZEIGENSCHLUSS: 29.03.2018
01
02
03
01 Gehäuselose Motoren bieten eine gute Basis für individuelle
Lösungen. Ein Hersteller verfügt hier über besondere Entwicklungs-,
Fertigungs- und Integrationskompetenz.
Bild: Wittenstein
04
DER DIREKTE WEG
IM INTERNET
www.DerKonstrukteur.de
ALS E-PAPER
www.engineering-news.net
REDAKTION
m.doeppert@vfmz.de
WERBUNG
a.zepig@vfmz.de
IN SOZIALEN NETZWERKEN
www.Facebook.com/DerKonstrukteur
www.twitter.com/derkonstrukteu
02 Pneumatik ist im Spiel, wenn Draht gebogen wird. Sie ist ein
wichtiger Leistungsfaktor für die Funktionalität und Performance der
innovativen Drahtbiegemaschine.
Bild: SMC Deutschland
03 Kunststoff kann auch bei Zahnrädern eine Alternative zu Metall
sein. Bei der richtigen Auslegung kann eine Berechnungssoftware
Unterstützung leisten.
Bild: Kisssoft
04 Der 3D-Druck eröffnet neue konstruktive Freiheitsgrade. Als Basis
sind 3D-Modelle notwendig, die hohe Anforderungen an Konstruktionsund
Simulationstools stellen.
Bild: Dassault Systèmes
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)
DER KONSTRUKTEUR 3/2018 59

Manometer
LEO 5
mit LoRaWAN
ISM
Band
Funk-
Manometer
Sender und
Remote-Display
GSM-2
mit Pegelsonde
Serie 36 XiW
LOW POWER
PRESSURE SENSORS
OPTIMIZED FOR
INTERNET
OF THINGS
Schnittstellen-
Konverter
K-114 BT
für digitale + analoge
Druckmessgeräte
GSM-2 Box
mit Drucktransmitter
Serie 23 SY
Manometer
LEO 5
mit Bluetooth
classic
RFID
Datenlogger
Serie 21 DC
RFID
Drucktransponder
Serie 21 D
Funk-
Drucktransmitter
mit Bluetooth
smart
KELLER unplugged!
Das Internet der Dinge beginnt mit einem Sensor.
Drucktransmitter und Pegelsonden mit digitalen Schnittstellen sind wie geschaffen für IoT-Lösungen.
Niedrige Versorgungsspannungen und optimierter Stromverbrauch, ideal für batteriebetriebene Funk-Lösungen.
Druckbereiche: 0,3…1000 bar / ATEX-Zertifizierung / Druck- und Temperaturinformationen
D-Linie Drucktransmitter
I 2 C-Interface bis 5mKabel
1,8…3,6 V (optimiert für Knopfzellen)
20 μW @1S/s und 1,8 V
Gesamtfehlerband ±0,7 %FS @ -10…80 °C
X-Linie Drucktransmitter
RS485-Interface bis 1,4 km Kabel
3,2…32 V (optimiert für 3,6 V Lithium-Zellen)
100 μW @1S/min und 3,2 V
Gesamtfehlerband ±0,1 %FS @ -10…80 °C
Hannover Messe I Halle 11 I Stand A72
keller-druck.com