antriebstechnik 4/2018
antriebstechnik 4/2018
antriebstechnik 4/2018
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19174<br />
4<br />
Organ der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V.<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
April <strong>2018</strong><br />
Hannover Messe <strong>2018</strong><br />
Steilgewindetriebe ermöglichen schnellen,<br />
schmiermittelfreien und vibrationsfreien Lauf<br />
Elektromotoren<br />
Mehr Bewegung für die<br />
Intralogistik<br />
Steuern und Automatisieren<br />
Mit Machining Performance<br />
sicher ans Ziel<br />
Wälz- und Gleitlager<br />
Warum es auf die Schmierung<br />
ankommt
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EDITORIAL<br />
Künstliche Realität als<br />
neue Wirklichkeit?<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
nicht nur dabei, sondern mitten drin – Virtual- und Augmented-<br />
Reality-Technologien revolutionieren komplexe Produktentwicklungsund<br />
Produktionsprozesse. Während Virtual Reality (VR) den Nutzer<br />
in eine virtuelle 360-Grad-Welt integriert, die er von allen Seiten<br />
betrachten, sich in ihr bewegen und mit dieser interagieren kann,<br />
wird mit Augmented Reality (AR) die „echte” Realität mit zusätzlichen<br />
Informationen ergänzt, sodass der Anwender die digitalen<br />
Komponenten von der realen Welt leicht unterscheiden kann.<br />
Beide Technologien haben sich in den letzten Jahren enorm<br />
weiterentwickelt und eröffnen der Industrie unzählige Einsatzgebiete<br />
vom Engineering über das Design bis hin zu Schulungen.<br />
Auch der Maschinen- und Anlagenbau profitiert von den nahezu<br />
grenzenlosen Möglichkeiten der VR-Technik. Sie zeigt, wie sich die<br />
Bewegung eines Roboterarms verändert, wenn Antriebsmotoren ihre<br />
Geschwindigkeit variieren. Sie demonstriert, ob Sicherheitsfunktionen<br />
in der Realität den gewünschten Effekt zeigen. Mithilfe der<br />
VR-Technik lassen sich komplexe Zusammenhänge bereits in der<br />
Engineering-Phase darstellen, beispielsweise unterschiedliche<br />
Kombinationsmöglichkeiten von Motoren mit verschiedenen<br />
Getrieben unter Berücksichtigung applikationsspezifischer<br />
Software-Anwendungen. Und was erwartet uns als<br />
nächstes? Zum Beispiel Deep Frame, ein<br />
AR-Display, das den Betrachter mit in eine<br />
holografische 3-D-Welt nimmt, die scheinbar<br />
frei im Raum schwebt und gleichzeitig mit<br />
der realen Umgebung verschmilzt. Mit diesen<br />
technischen Möglichkeiten können viele<br />
Fragestellungen beantwortet werden.<br />
Nicole Steinicke<br />
n.steinicke@vfmz.de<br />
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INHALT<br />
48<br />
72<br />
98<br />
Effizienz mit Hybridleitung: Lösung für<br />
Drehgeber ermöglicht bessere Kommunikation<br />
von Servoantrieben<br />
Bewegung für die Intralogistik: Antriebsrollen<br />
in Palettendurchlaufregal leisten<br />
Anschubhilfe<br />
Auf die Schmierung kommt es an: Tribologie<br />
und ihr Einfluss auf die Konstruktion<br />
von Wälzlagern<br />
EDITORIAL<br />
3 Künstliche Realität als neue Wirklichkeit?<br />
FVA-AKTUELL<br />
6 Aktuelles von der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
MAGAZIN<br />
10 Fabrik der Zukunft – Ein Interview mit Dr. Heiner Lang<br />
12 Ringspann auf Expansionskurs: Fabian Maurer im Interview<br />
SPECIAL HANNOVER MESSE<br />
18 Antriebstechnik als wichtiger Teil der Fabrik der Zukunft<br />
20 TITEL Steilgewindetriebe aus dem Konstruktionsbaukasten<br />
22 Nord liefert Industriegetriebe für Bouillon-Mischer<br />
30 Kompakte Umrichter optimieren Betriebseigenschaften<br />
32 Galaxie: Getriebegattung mit flächigem Zahneingriff<br />
34 Transportsystem für höchste Effektivität in der Produktion<br />
38 Im Interview: Wolfgang Pflug, Vorstand der Groschopp AG<br />
40 Dynamischer Kleinbetrieb mit Erfahrung im High-Tech-Bereich<br />
42 Urs Kafader skizziert verschiedene Aspekte einer<br />
kundenspezifischen Motorentwicklung<br />
46 Wie eine erfolgreiche Implementierung der Servotechnik<br />
in eine Großflächenstanze gelingt<br />
48 Schnittstellen-Lösungen für Drehgeber ermöglichen<br />
bessere Kommunikation von Servoantrieben<br />
50 Wenn der kaltgerollte Kugelgewindetrieb den Lichtbogen<br />
beherrscht<br />
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
88 Positioniersysteme steigern die Produktivität am Band<br />
92 Technologietransfer dank zuverlässiger Präzisionsgetriebe<br />
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
98 Tribologie und ihr Einfluss auf die Konstruktion von<br />
Wälzlagern<br />
102 Condition-Monitoring-Konzept für die vorbeugende<br />
Instandhaltung und Optimierung von Lagerstellen<br />
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
106 Vom Sicherheitsfaktor zur Überlebenswahrscheinlichkeit –<br />
Teil 1<br />
110 Schrottscheren mit hoher Schneidkraft durch speziell<br />
entwickelte Zylinder-Familie<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
114 Modulare Segmentmotoren – Entwicklung eines Antriebskonzepts<br />
für hohe Drehmomentanforderungen<br />
RUBRIKEN<br />
87 Inserentenverzeichnis<br />
104 Impressum<br />
122 Vorschau auf Heft 5/<strong>2018</strong><br />
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ELEKTROMOTOREN<br />
72 Antriebsrollen in Palettendurchlaufregal leisten Anschubhilfe<br />
74 Servoantriebe sorgen beim Kondensator-Entladungsschweißen<br />
für Präzision und Effizienz<br />
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
78 Steuerungstechnik für schnelles und präzises Fräsen<br />
84 EST-Steuerungen mit integriertem Servoregler für Pressanwendungen<br />
in der Automobilindustrie<br />
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4 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
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MAGAZIN<br />
FVA AKTUELL<br />
Lagersitze im Planetenrad<br />
Aufgrund der tendenziell steigenden dynamischen Tragzahlen<br />
und der damit einhergehenden höheren spezifischen<br />
Belastungen ist das Wälzlagerwandern zu einem wichtigen<br />
Auslegungsmerkmal avanciert. Wälzlagerwandern bezeichnet<br />
Relativbewegungen im Lagersitz, welche infolge der Belastungen<br />
und der Rotationsbewegungen hervorgerufen werden.<br />
Dies führt zu abrasivem Verschleiß bzw. zur Passungsrostbildung<br />
in den Lagersitzen.<br />
Wälzgelagerte Planetenräder stellen dabei einen speziellen<br />
Problemfall dar, da es zu einer Überlagerung von zwei sich<br />
begünstigenden Wandermechanismen<br />
(Zahnradwandern und Wälz<br />
Forschungsvorhaben<br />
FVA 479 VI<br />
lagerwandern) kommt.<br />
IGF-Nr. 18311 BG<br />
Ziel des Forschungsvorhabens war die<br />
Bestimmung der wirkenden Wandermechanismen<br />
im mehrfach gelagerten Planetenrad-Lagersitz<br />
sowie eine darauf basierende Ableitung von Berechnungsmodellen<br />
zur Ermittlung der Wandergrenze. Weiterhin sollten<br />
alle relevanten Einflussfaktoren zur Reduzierung bzw. Eliminierung<br />
der Wanderneigung bei schrägverzahnten Planetenrädern<br />
identifiziert und definiert werden.<br />
Hierfür wurden grundlegende experimentelle Untersuchungen<br />
und realitätsnahe FE-Analysen mit nahezu identischen<br />
geometrischen Größen und Randbedingungen durchgeführt.<br />
Dabei wurden die unterschiedlichen Wandermechanismen<br />
der Planetenradlagerung identifiziert und die Simulationsmethodik<br />
an den umfangreichen experimentellen Ergebnissen<br />
validiert. Die Abbildung zeigt die Ergebnisse hinsichtlich<br />
des tangentialen Schlupfes bei Variation des Reibwertes und<br />
der Zahnnormalkraft. Es wird deutlich, dass mit steigendem<br />
Reibwert die Wandergrenze der Planetenradlagerung angehoben<br />
wird (gestrichelte Verläufe, s Wta<br />
= 0) und bei höheren<br />
Radiallasten eine Richtungsänderung der Wanderbewegungen<br />
auftritt. Für die Auswahl geeigneter gestalterischer Maßnahmen<br />
wurde ein Schaubild aufbereitet, welches alle untersuchten<br />
Parameter zusammenfasst.<br />
Basierend auf den Ergebnissen dieses Vorhabens wurde ein<br />
Berechnungsmodell entwickelt, um bereits in den frühen<br />
Phasen der Produktentwicklung kritische Wanderbewegungen<br />
der Lagerringe im Planetenrad erkennen und ausschließen<br />
zu können. Dazu wurde ein kombinierter Ansatz gewählt,<br />
bestehend aus einer lokalen Betrachtung der auftretenden<br />
und übertragbaren Schubspannungen im Bereich des Zahneingriffes<br />
und einer Betrachtung der Schlupfzustände im<br />
Bereich der höchstbelasteten Wälzkörper mit dem Softwareprogramm<br />
SimWag2.1 Z88 .<br />
Das Berechnungsmodell kann die Wandergrenze von Planetenradlagerungen<br />
sicher vorhersagen. Der erweiterte analytische<br />
Ansatz weist ebenfalls gute Ergebnisse auf und kann für<br />
eine schnelle Vorauslegung genutzt werden.<br />
Das IGF-Vorhaben 18311 BG der Forschungsvereinigung<br />
Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des<br />
Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung<br />
(IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und<br />
Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages<br />
gefördert.<br />
Autoren: Tom Schiemann, Institut für Konstruktions- und Antriebstechnik,<br />
TU Chemnitz und Genadi Dimov, Lehrstuhl für Maschinenelemente<br />
und Getriebetechnik, TU Kaiserslautern<br />
Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA),<br />
Dirk Arnold, Tel.: 069/6603-1632<br />
Freilauf Lebensdauer – kombinierte<br />
Radial- und Drehmomentbelastung<br />
Forschungsvereinigung<br />
Antriebstechnik e. V.<br />
Lyoner Str. 18, 60528 Frankfurt<br />
Tel.: 069 / 6603-1515<br />
E-Mail: info@fva-net.de<br />
Internet: www.fva-net.de<br />
Forschungsvorhaben<br />
FVA 694 I<br />
IGF-Nr. 17157 N<br />
Als Freilauf wird ein Maschinenelement bezeichnet, welches<br />
eine richtungsabhängige Drehmomentübertragung ermöglicht.<br />
Derzeit werden Freiläufe in Hinsicht auf Beanspruchung<br />
und Lebensdauer mit den FVA-Berechnungsprogrammen<br />
LD und JFRED ausgelegt. In dieser Berechnungsumgebung<br />
wird zur Bestimmung der Lebensdauer lediglich der anzustrebende<br />
Fall einer reinen Drehmomentbelastung verwendet.<br />
In praktischen Anwendungen konstruktiv nicht vermeidbare<br />
Zusatz belastungen (radiale Kräfte, Wellenverkippung) bleiben<br />
unberücksichtigt.<br />
Eine Wellenverkippung bzw. eine radiale Zusatzbelastung<br />
führt der Erwartung nach zu einer Überhöhung der Belastung<br />
auf der Seite der Krafteinleitung, während die gegenüberliegende<br />
Seite entlastet wird. Dabei hat<br />
die Schädigung der höher belasteten<br />
Stelle einen größeren, lebensdauermindernden<br />
Einfluss, als die Entlastung<br />
eine Lebensdauererhöhung hervorrufen<br />
kann. Mithilfe von Simulation und Versuch wurden<br />
Erkenntnisse bezüglich der Wirkmechanismen und der Lastverteilung<br />
von kombiniert belasteten Freiläufen ermittelt. Hier<br />
hat sich gezeigt, dass die Kopplung der Berechnungsvorgänge<br />
von Freiläufen und Zylinderrollenlagern zur Abschätzung der<br />
resultierenden Beanspruchungen eines radial belasteten Freilaufs<br />
zielführend ist. Die bis zu diesem Zeitpunkt gängige<br />
Lebensdauerbestimmung durch Berechnung der Einzelerlebenswahrscheinlichkeiten<br />
für den Außenring, den Innenstern und<br />
den Klemmrollensatz wurde mit der für jeden Kontaktpunkt<br />
vorliegenden Beanspruchung erweitert. Die Bestimmung der<br />
Einzelerlebenswahrscheinlichkeiten der drei genannten Komponenten<br />
kann nun für jeden einzelnen Kontakt durchgeführt<br />
werden und resultiert in einer guten Näherung der Lebensdauerbestimmung<br />
in Bezug auf die Versuchsergebnisse.<br />
Aufbauend auf den Versuchs- und Simulationsergebnissen<br />
wurde damit das bestehende Berechnungsmodell angepasst,<br />
sodass der Einfluss von radialen Zusatzlasten und einer Verkippung<br />
berücksichtigt werden kann. Das angepasste Modell<br />
kann nun von den Anwendern in den üblichen Berechnungsprogrammen<br />
implementiert werden.<br />
Das IGF-Vorhaben 17157 N der Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms<br />
zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)<br />
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund<br />
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.<br />
Autoren: Technische Universität Clausthal, Institut für Maschinenwesen<br />
(IMW), Clausthal-Zellerfeld<br />
Kontakt: Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA),<br />
Peter Exner, Tel.: 069/6603-1610<br />
6 <strong>antriebstechnik</strong> 1-2/<strong>2018</strong> 4/<strong>2018</strong>
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MAGAZIN<br />
Wälzlagerkongress Bearing World auf Erfolgskurs<br />
Überall, wo sich in der Technik etwas bewegt, sind Lager ein unverzichtbares Konstruktionselement.<br />
Im Fokus der Bearing World <strong>2018</strong> stand wieder die ganze Welt der<br />
Wälz- und Gleitlager. Zum zweiten Mal veranstaltete die Forschungsvereinigung Antriebstechnik<br />
e. V. den internationalen wissenschaftlichen Fachkongress zum Thema<br />
Lager. Dieser fand am 6. und 7. März unter dem Motto „Industrieforschung und Wissenschaft<br />
im Dialog mit der Anwendung“ auf Einladung von Prof. Bernd Sauer an der<br />
Technischen Universität Kaiserslautern statt.<br />
Über 250 Teilnehmer aus 18 Ländern kamen zu der Expertentagung. Die deutlich gestiegenen<br />
Teilnehmerzahlen aus dem In- und Ausland bestätigen das große Interesse<br />
von Industrie und Wissenschaft an einem internationalen Austausch auf einem hohen<br />
wissenschaftlichen Niveau. Der Kongress bot einen umfassenden Überblick über den<br />
aktuellen Stand der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Wälzlager und<br />
erstmalig auch Vorträge zu Gleitlagern. In ihren Keynotes gaben Victoria van Camp,<br />
SKF Group, Schweden, und Prof. Tim Hosenfeld, Schaeffler AG, Einblicke in die zukünftigen<br />
Herausforderungen für Lagerhersteller. Im Fokus des Kongresses standen die<br />
Themen Zuverlässigkeit und Effizienz mit Themenblöcken wie Energieeffizienz, Schadensarten,<br />
Lagerberechnung und -dimensionierung, Anwendungen in der Antriebstechnik<br />
sowie Betriebsfestigkeit und Lebensdauer. Experten aus dem Ausland steuerten<br />
17 der 44 Vorträge aus wissenschaftlichen Forschungsinstituten und den Forschungsabteilungen<br />
der Unternehmen bei. Die nächste Bearing World findet 2020 statt.<br />
www.bearingworld.org<br />
Michael Koch GmbH baut Vertrieb aus<br />
Bei der Michael Koch GmbH stehen die Zeichen<br />
mit preisgekrönten Energiemanagementlösungen<br />
und sicheren Bremswiderständen<br />
weiterhin auf Expansion: Jasmin<br />
Khan verstärkt deshalb seit März den nationalen<br />
Vertrieb. Die 35-Jährige bringt dafür<br />
beste Voraussetzungen mit. Zunächst für<br />
zehn Jahre in der Disposition und im technischen<br />
Einkauf tätig, wechselte Khan anschließend<br />
in den Bereich Energieoptimierung von<br />
Maschinen und Anlagen. Die MBA’lerin mit sehr gutem Abschluss<br />
kann außerdem auf umfangreiches Wissen aus dem Bereich Energieausschreibungen<br />
zurückgreifen. Mit Jasmin Khan beschäftigt<br />
Koch somit eine weitere kompetente Kraft im Vertriebsteam, „die<br />
genau weiß, vor welchen Herausforderungen unsere Kunden stehen<br />
und wie sie optimal unterstützt werden können“, kommentiert<br />
Fabian Hofmann, Prokurist und Vertriebsleiter bei Koch. Hofmann<br />
sieht die Neubesetzung als weiteren Schritt, „die in der elektrischen<br />
Antriebstechnik bekannte Marke Koch noch stärker zu etablieren<br />
und wichtige Partnerschaften auf- und auszubauen.“<br />
www.bremsenergie.de<br />
Tox komplettiert Geschäftsführung<br />
Mit dem Eintritt von Dipl.-Ing. Dietmar<br />
Weik am 1. März <strong>2018</strong> erweitert Tox<br />
Pressotechnik seine Geschäftsführung. Der<br />
studierte Maschinenbauer (Universität<br />
Karlsruhe) wird künftig die Bereiche Vertrieb,<br />
Service und Marketing leiten. Er<br />
bildet, zusammen mit Dr.-Ing. Wolfgang<br />
Pfeiffer und Dipl.-Kfm. Martin Knörle, die<br />
Geschäftsleitung des global agierenden<br />
Spezialisten für Presskraftantriebe, Pressensysteme<br />
und Blechverbindungstechnologie.<br />
Dipl.-Ing. Dietmar Weik blickt auf eine mehr als 20-jährige<br />
Tätigkeit in führenden Positionen zunächst bei einem Fluidtechnikund<br />
später einem Sensorik-Hersteller zurück. Mit seinem großen<br />
Erfahrungsschatz, vor allem in den Fachbereichen Vertrieb, Produktmanagement<br />
und Marketing, ergänzt er die Geschäftsleitung<br />
optimal. Der nach wie vor im Familienbesitz befindliche Mittelständler<br />
hat neben eigenen Produktionsstätten in Deutschland,<br />
China, USA, Indien und Brasilien, 18 Niederlassungen und 20 Vertriebsstützpunkte<br />
weltweit.<br />
www.tox-de.com<br />
Niederlassung für Nordeuropa eröffnet<br />
Baumüller hat mit einer Niederlassung in Kopenhagen eine eigene Anlaufstelle für seine Kunden in den<br />
nordeuropäischen Ländern geschaffen. Die Baumüller Scandinavia ApS ist damit Ansprechpartner für<br />
Antriebstechnik und Automatisierungslösungen für Industrieanlagen und mobile Einsatzbereiche für<br />
Kunden aus Dänemark, Schweden, Norwegen, Island und Finnland. Dem Unternehmen zufolge sind dort<br />
zahlreiche Hochtechnologieanbieter und weltweit führende Unternehmen im Maschinenbau und der<br />
E-Mobilität tätig. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Nürnberg bietet auch Serviceleistungen über den<br />
gesamten Lebenszyklus von Maschinen und Anlagen hinweg, von Wartung und Reparatur über Installation,<br />
Montage und Verlagerung bis hin zum Retrofit. Ansprechpartner für Kunden und Interessenten ist der Area Sales Manager Carsten Loie<br />
(Bild). Im Mai wird er auf der Elmia Automation in Jönkoping, Schweden, am Messestand von Baumüller präsent sein.<br />
www.baumueller.de<br />
8 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
MAGAZIN<br />
Neubau voraussichtlich bis Ende 2019 bezugsfertig<br />
Der Bau eines neuen Verwaltungs- und Produktionsgebäudes für die Jenaer<br />
Antriebstechnik (JAT) geht voran. Die Gründungsarbeiten mit Energiepfählen<br />
sind bereits abgeschlossen, sodass nun die 2 500 m 2 große Bodenplatte hergestellt<br />
werden kann. Zunächst werden die Geothermie-Anbindeleitungen unterhalb der<br />
Bodenplatte verlegt, mit denen Erdwärme genutzt wird, um das Gebäude zu heizen<br />
und zu kühlen. Der Bau stützt sich in den unteren zwei Geschossen auf eine<br />
massive Gebäudehülle mit einer inneren Tragstruktur aus Stahlbetonstützen und<br />
-wänden. Die weiteren Geschosse werden in Stahlbeton-Skelettbauweise ausgeführt.<br />
Die Gebäudehülle wird aus einer Holzrahmenbauweise mit vorgehängter<br />
Metallfassade bestehen. Für die Architektur- und Tragwerksplanung ist das Architektur-<br />
und Ingenieurbüro PBR aus Jena verantwortlich. Der viergeschossige Rohbau<br />
soll noch in diesem Jahr fertig gestellt werden, zum Jahreswechsel 2019/20<br />
soll das Gebäude bezugsfertig sein.<br />
www.pbr.de<br />
Rheintacho<br />
vermeldet<br />
Umsatzrekord<br />
Nach einem bereits sehr guten<br />
Jahr 2016 haben Rheintacho<br />
Messtechnik, Freiburg, und ihre<br />
britische Tochter Rheintacho<br />
NEU<br />
JHS-3i Gehäuselager<br />
UK die Umsätze im Jahr 2017<br />
um über 25 % gesteigert. Möglich<br />
machten dies mehrere<br />
große Vertragsabschlüsse und<br />
neue Sensorentwicklungen. Dazu<br />
gehörten u. a. zwei Sensorserien,<br />
die mehr als die Drehzahlerfassung<br />
bieten: Die M8-<br />
Serie integriert zusätzlich eine<br />
Temperaturerfassung, die ABZ-<br />
Baureihe misst auch Drehrichtung<br />
und Position. Weitere Entwicklungen<br />
in diesem Bereich<br />
stehen kurz vor Verkaufsstart.<br />
Eine spektakuläre Funktion wird<br />
in der neuen Version des Handstroboskops<br />
RT Strobe pocket-<br />
LED auf der Hannover Messe<br />
präsentiert: Die Auto-Sync-<br />
Funktion mittels Laserstrahl<br />
und Signal-Receiving. Die britische<br />
Tochter ist Spezialist für<br />
die Produktion von mechanischen<br />
und elektrischen Instrumenten<br />
und Tachometern.<br />
Als neues ATEX-Kompetenzzentrum<br />
innerhalb der Unternehmensgruppe<br />
entwickelt sie<br />
derzeit ATEX-Versionen einiger<br />
etablierter Produkte.<br />
1 Optimiertes Design<br />
Keine Vibration<br />
30% stabiler<br />
7% leichter<br />
3i = 3 wichtige Verbesserungen<br />
2 Neues Dichtungs- design<br />
Verlängerte Lager lebensdauer<br />
(Faktor 2)<br />
Optimiert für verbesserte<br />
Fettformulierung<br />
3 Verbesserte Lithiumfett<br />
Formulierung<br />
Für höhere Belastung und<br />
ausgezeichnete<br />
mechanische Stabilität<br />
Verbesserte Hochdruckzusätze<br />
Wasserbeständig<br />
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Korrosionsschutzwirkung<br />
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MAGAZIN I KOMMENTAR<br />
Fabrik der Zukunft –<br />
heute schon die<br />
Möglichkeiten von<br />
morgen vorbereiten<br />
Im Maschinenbau wird die Frage gerade intensiv diskutiert: Wie<br />
sieht die Fabrik der Zukunft aus und was bedeutet das für aktuelle<br />
Investitionsentscheidungen? Was ist zukunftssicher und wie lässt<br />
sich moderne Produktion an den jeweils aktuellen Bedürfnissen<br />
des Marktes ausrichten? Und schließlich: Was kann Automatisierung<br />
zu dieser Entwicklung beitragen?<br />
Konsens herrscht bei den Praktikern darüber, dass in der<br />
Großserienproduktion Kostendruck und Qualitätsanforderungen<br />
weiter ansteigen werden. Daneben steigt aber auch der Bedarf,<br />
kunden individuelle Produkte mit Losgröße 1 zu marktgerechten<br />
Preisen bei hohem und gleichbleibendem Qualitätsstandard fertigen<br />
zu können.<br />
Um das Ausmaß der möglichen Veränderungen zu verstehen,<br />
hilft ein Blick aus einer neuen Perspektive: Was ist in der Zukunftsfabrik<br />
durch Vernetzung eigentlich nicht veränderbar? Erstaunlich<br />
wenig: Der Boden, die Wände und ein Dach. Der Rest der Fabrik,<br />
also Maschinen, Automationstopologien, Einrichtung, Kommunikationswege,<br />
sogar die Menschen und ihre Zusammenarbeit<br />
werden sich für die Fabrik der Zukunft verändern – sie müssen<br />
sich verändern.<br />
Bei der Frage, welche Auswirkungen diese Szenarien auf die<br />
nächsten Generationen der Automationstechnik haben, zeichnen<br />
sich aus Sicht von Bosch Rexroth deutliche Entwicklungslinien ab:<br />
Die kommende Automationsarchitektur wird noch konsequenter<br />
auf verteilte Intelligenz und die Vernetzung sämtlicher Geräte in<br />
der Fertigung setzen. Dabei muss die Interoperabilität über die<br />
Hierarchieebenen der klassischen Automatisierungspyramide hinweg<br />
bis zur Unternehmens-IT und Cloud-Anwendungen gewährleistet<br />
sein.<br />
Der Maschinenbau braucht neue Automationsplattformen, die<br />
uneingeschränkt konnektiv sind und eine maximale Flexibilität in<br />
der (Re-)Konfiguration des Equipments garantieren. So können<br />
Endanwender flexible und optimierte Wertströme in der Fertigung<br />
etablieren, die in der virtuellen, datengetriebenen Fabrikwelt einen<br />
Sollzustand beschreiben und mit der materialisierten Realwelt im<br />
positiven Wettbewerb stehen. Gleichzeitig müssen diese neuen<br />
Automationsplattformen die klassischen Themen Zykluszeiten, Verfügbarkeit,<br />
Energieeffizienz und Maschinensicherheit abdecken.<br />
Die Fabrik der Zukunft wird aber nicht unbedingt am Reißbrett<br />
entworfen, sie entsteht auch evolutionär vor Ort in den Werkhallen.<br />
Es ist schon heute möglich, installierte Maschinen und Anlagen mit<br />
Dr. Heiner Lang ist Leiter der Business Unit<br />
Automation & Electrification Solutions bei<br />
der Bosch Rexroth AG in Lohr a. M.<br />
Mehrwert in vernetzte Umgebungen zu integrieren. Software-<br />
Lösungen wie das IoT-Gateway von Bosch Rexroth binden alle<br />
Maschinen und Module gleichermaßen und unabhängig von der<br />
Hardware oder Steuerung ein. Diese Software ist hoch konnektiv zu<br />
verschiedensten Sensoren, Steuerungsprogrammen verschiedener<br />
Hersteller und den OPC-UA- sowie OPC-DA-Standards. Jedes Gerät<br />
„Auch der Mensch muss sich für die<br />
Fabrik der Zukunft verändern.“<br />
ist von jedem Standort ansprechbar und Endanwender können alle<br />
heutigen und zukünftigen Möglichkeiten des IoT nutzen.<br />
Wer heute Investitionsentscheidungen treffen muss, weiß vielleicht<br />
noch nicht, welche Anforderungen die Fabrik der Zukunft<br />
genau an Maschinen und Anlagen stellen wird. Aber eines ist<br />
sicher: Abgeschottete Lösungen, die darauf wetten, dass sich ein<br />
proprietärer Standard durchsetzt, sind riskant, weil sie bei der absehbaren<br />
Vernetzung einen hohen Integrationsaufwand nach sich<br />
ziehen werden. Konsequent dezentral intelligente, maximal konnektive<br />
Lösungen mit offenen Standards dagegen werden sich einfacher<br />
integrieren lassen – und heute schon die Möglichkeiten von<br />
morgen vorbereiten.<br />
www.boschrexroth.com<br />
10 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Milliardenmarke beim Umsatz geknackt<br />
www.lappkabel.de<br />
MAGAZIN<br />
Die Lapp-Gruppe hat im Geschäftsjahr 2016/17 erstmals mehr als 1 Mrd. EUR<br />
Umsatz in einem Jahr erzielt. Das entspricht einem Plus von 13,9 % gegenüber<br />
dem Vorjahr. In diesem Zeitraum stieg die Mitarbeiterzahl um 9,6 % auf 3 770 Beschäftigte.<br />
Das Ergebnis vor Steuern verbesserte sich um 29 % auf 55,5 Mio. EUR.<br />
Der Umsatzanstieg wurde auch von der Kupferpreisentwicklung beeinflusst,<br />
denn der Preis eines Kabels wird tagesaktuell auf Basis des Kupferkurses berechnet.<br />
Das dadurch beeinflusste Plus lag bei rund 5 %. Besonders stark sei der Anstieg<br />
im Hauptmarkt Europa mit 15,8 % gewesen. Die Steigerungen in Asien betrugen<br />
zwar 12,9 %, dennoch erklärte das Unternehmen, vor allem dort noch<br />
stärker wachsen zu wollen. Als wichtigstes Zukunftsthema wird die digitale<br />
Transformation gesehen. Auch für das Geschäftsjahr 2017/18 geht die Gruppe<br />
von weiterem Wachstum in allen Regionen aus, vor allem durch die steigende<br />
Nachfrage nach industriellen Datenübertragungssystemen.<br />
Anzeigen<strong>2018</strong>_146x202+3mm-DerKonstrukteur, <strong>antriebstechnik</strong>_180212_Layout 1 09.03.18 09:45 Seite 1<br />
Ausbau der Firmenzentrale<br />
startet 2019<br />
Der Automatisierungsspezialist<br />
Balluff plant den Neu- und Ausbau<br />
seines Firmensitzes in Neuhausen<br />
a. d. F. (Baden-Württemberg).<br />
Den Zuschlag für das Bauvorhaben<br />
erhielt im Zuge eines<br />
FREILÄUFE<br />
Rücklaufsperren • Überholkupplungen • Vorschubfreiläufe<br />
2 - 1230000 Nm<br />
Halle 22<br />
Stand A50<br />
Wettbewerbs das Büro Grüntuch<br />
Ernst Architekten (Berlin). Das<br />
zweistufige Konzept umfasst den<br />
Ausbau des bisherigen Hauptsitzes<br />
um ein Büro- und Entwicklungsgebäude<br />
und eine<br />
Unternehmenszentrale mit integriertem<br />
Kunden- und Trainingscenter.<br />
Die Unternehmensbereiche,<br />
die sich derzeit auf unterschiedliche<br />
Standorte in Neuhausen<br />
verteilen, werden so künftig<br />
an einem Campus gebündelt. Das<br />
multifunktionale Büro- und Entwicklungsgebäude<br />
bildet die zentrale<br />
Achse. Das Gebäude in hallenartiger<br />
Konstruktion beinhaltet<br />
eine breite Mittelrampe, die<br />
als innere Straße dient, offene<br />
Kommunikationszonen und ein<br />
Betriebsrestaurant. Die erweiterte<br />
Firmenzentrale soll einen exponierten<br />
Blickfang darstellen. Der<br />
Gebäudekomplex soll 1 250 Arbeitsplätze<br />
beinhalten. Baubeginn<br />
ist für 2019 geplant.<br />
www.balluff.com<br />
www.ringspann.de<br />
Ihr Nutzen ist unser Antrieb
MAGAZIN I INTERVIEW<br />
„Wir denken immer schon global“<br />
Ringspann auf Expansionskurs: Geschäftsführer Fabian Maurer im Interview<br />
Mit der Inbetriebnahme des zweiten<br />
Produktionswerks am Standort Bad<br />
Homburg verwirklichte Ringspann<br />
Mitte 2017 ein wichtiges Etappenziel<br />
auf dem Weg zum Vollsortimenter für<br />
Antriebstechnik-Komponenten. Für<br />
Geschäftsführer Fabian Maurer ist das<br />
allerdings nur ein Teil der global<br />
ausgerichteten Unternehmensstrategie,<br />
mit der alle Produktgruppen auf jenes<br />
Niveau geführt werden sollen, auf dem<br />
sich die Freilauf-Sparte von Ringspann<br />
bereits seit Jahrzehnten befindet: An<br />
die Spitze der internationalen Märkte.<br />
Im Interview erläutert Firmenchef<br />
Fabian Maurer, welche Maßnahmen<br />
für dieses Jahr auf der Agenda stehen.<br />
Herr Maurer, warum der Bau eines zweiten<br />
Produktionsstandortes in direkter<br />
Nachbarschaft des Ringspann-<br />
Stammsitzes in Bad Homburg?<br />
Im Rahmen unserer 2014 formulierten<br />
Unternehmensstrategie haben wir den<br />
Entschluss gefasst, Ringspann zum internationalen<br />
Vollsortimenter für hochwertige<br />
Kupplungen und Bremsen der<br />
indus triellen Antriebstechnik weiterzuentwickeln.<br />
Dafür galt es zwei fundamentale<br />
Voraussetzungen zu schaffen. Erstens:<br />
Mit Abstand zum Wettbewerb wollen wir<br />
unsere Marktführerschaft im Bereich der<br />
Freiläufe behaupten können. Und zweitens:<br />
Wir brauchen mehr Entfaltungsraum<br />
für unsere anderen Produktlinien Industriebremsen,<br />
Welle-Nabe-Verbindungen<br />
sowie Überlast- und Wellenkupplungen,<br />
um deren Wachstumskurve weiter und<br />
vor allem steiler ansteigen zu lassen.<br />
Mit dem Bau des zweiten Werks, der<br />
Investition in zahlreiche neue Maschinen<br />
und der Etablierung moderner Lean<br />
Management-Prozesse haben wir nun<br />
für alle Produktlinien optimale Entwicklungs-<br />
und Produktionsbedingungen<br />
geschaffen.<br />
Zeigen diese Maßnahmen denn schon<br />
sichtbare Effekte für die Anwender?<br />
Stand 2016 im Zeichen zahlreicher Neuheiten<br />
der Produktlinie Freiläufe, waren es<br />
dieses Jahr vorrangig die Bereiche Industriebremsen<br />
und Welle-Nabe-Verbindungen,<br />
die mit vielen neuen Standard- und<br />
Premiumlösungen aufwarten konnten. Für<br />
die Welle-Nabe-Verbindungen konnten<br />
wir zudem unseren neuen Webshop mit<br />
einem Berechnungstool<br />
für die Konstrukteure<br />
freischalten. Und in<br />
diesem Jahr wird unsere<br />
Kupplungs-Sparte voll<br />
durchstarten. Grundsätzlich<br />
ermöglichen es<br />
die verbesserten Entwicklungs-<br />
und Fertigungsumgebungen<br />
–<br />
flankiert von weiteren<br />
Modernisierungsmaßnahmen<br />
– unsere Produktpolitik<br />
zu dynamisieren.<br />
Das ist entscheidend für unsere<br />
zukünftige Positionierung. Denn erst wenn<br />
Sie hinsichtlich Auswahl und Typenvielfalt<br />
über ein wirklich repräsentatives Portfolio<br />
verfügen, nimmt Sie der Markt als Vollsortimenter<br />
oder One-Stop-Supplier ernst.<br />
Welche Marktabdeckung erreichen denn<br />
die Ringspann-Produkte für die Antriebstechnik<br />
derzeit?<br />
Bei der Internationalisierung<br />
unserer Unternehmens -<br />
gruppe haben wir sowohl<br />
unsere Produktlinien für die<br />
Antriebstechnik im Auge als<br />
auch unsere Produkt bereiche<br />
Spanntechnik und<br />
Fernbetätigungen.<br />
Fabian Maurer,<br />
Geschäftsführer, Ringspann AG<br />
Bei den Freiläufen sind wir Weltmarktführer;<br />
hier überspannt unser Sortiment<br />
inzwischen über 90 Prozent aller heute<br />
denkbaren Produkte, Modelle und Varianten.<br />
Bei den Bremsen gehören wir mit fast<br />
80 Prozent Marktabdeckung zu jenen<br />
Herstellern, deren Auswahl einen nahezu<br />
vollständigen technologischen Querschnitt<br />
12 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
INTERVIEW I MAGAZIN<br />
durch die Welt der Industriebremsen abbildet.<br />
Ähnlich verhält es sich bei den Welle-<br />
Nabe-Verbindungen. Und bei den Überlast-<br />
und den Wellenkupplungen repräsentiert<br />
unser Portfolio aktuell etwa die Hälfte<br />
aller möglichen Produkte…<br />
…weshalb Sie hier vermutlich das größte<br />
Wachstumspotenzial sehen?<br />
Schon jetzt verzeichnen wir in diesen Bereichen<br />
starke Wachstumsimpulse. Das<br />
Produktspektrum bei den Überlastkupplungen<br />
haben wir bereits 2016 und abermals<br />
dieses Jahr erweitert. Und unser<br />
Wellenkupplungs-Portfolio wurde in den<br />
letzten Monaten massiv ausgebaut und<br />
durch viele neue Kupplungstypen ergänzt.<br />
Das heißt also, dass Sie sich bei Ihren<br />
Marktanalysen immer am Geschehen auf<br />
den Weltmärkten orientieren?<br />
Richtig, wir denken schon immer in globalen<br />
Dimensionen – das gilt übrigens<br />
auch für unsere anderen Produktlinien<br />
Spannzeuge und Fernbetätigungen. Weltweit<br />
hat unser Unternehmen inzwischen<br />
sieben Produktionsstandorte und 13 internationale<br />
Gesellschaften. Und ob Getriebebau,<br />
Fahrzeug- oder Flugzeugbau,<br />
Bahn- oder Marinetechnik, Windkraft,<br />
Bergbau oder Rohstoffindustrie – auch<br />
unsere über 6 000 Kunden agieren zum<br />
großen Teil global. Allein schon deshalb<br />
ist es ja so wichtig, dass wir unsere Entwicklung<br />
zum Vollsortimenter auch durch<br />
die internationale Expansion der Ringspann-<br />
Gruppe vorantrieben.<br />
Wie kommen Sie denn voran bei der<br />
weiteren Internationalisierung Ihres<br />
Unternehmens?<br />
Wir wachsen hier jedes Jahr ein gutes<br />
Stück. Ich darf vielleicht daran erinnern,<br />
dass seit 2015 eine Repräsentanz in Singapur<br />
sowie Tochterunternehmen in Schweden<br />
und Südafrika zur Ringspann-Gruppe<br />
gehören. Und dass in 2016 unsere italienische<br />
Gesellschaft hinzukam. Seit 2017<br />
haben wir außerdem eine Unternehmenstochter<br />
in Österreich, und unsere nächsten<br />
Schritte auf dem internationalen Parkett<br />
stehen sozusagen vor der Tür. Bei der<br />
Internationalisierung haben wir sowohl<br />
unsere Produktlinien für die Antriebstechnik<br />
im Auge als auch unsere Produktbereiche<br />
Spanntechnik und Fernbetätigungen,<br />
also mechanische Remote-Control-Sys teme<br />
wie etwa Druck-Zug-Kabel.<br />
Lassen Sie uns an dieser Stelle hinter die<br />
Kulissen schauen?<br />
Zum 1. Januar <strong>2018</strong> haben wir durch die<br />
Übernahme eines norditalienischen Herstellers<br />
ein weiteres Mal unsere Industriebremsen-Sparte<br />
gestärkt. Zudem<br />
kündigen sich in meinem Kalender bereits<br />
die nächsten vielversprechenden<br />
Termine mit ausländischen Gesprächspartnern<br />
an. Wir halten hier Kurs, denn<br />
die Verbesserung der Kundenorientierung<br />
durch eine stärkere Vor-Ort-Präsenz<br />
ist ja ebenfalls eine feste Zielgröße unserer<br />
mittel- und langfristig angelegten<br />
Unternehmensstrategie.<br />
Welche Ziele gehören denn noch zu dieser<br />
offenbar recht umfassenden<br />
Gesamtstrategie?<br />
Unsere Gruppenstrategie ist tatsächlich<br />
umfassend und bündelt<br />
eine ganze Reihe von Maßnahmen<br />
und Zielsetzungen auf unterschiedlichen<br />
Ebenen. Einiges<br />
klang im Laufe des Gesprächs ja<br />
bereits an. Nicht unerwähnt möchte<br />
ich aber lassen, dass wir derzeit auch<br />
vielfältige Maßnahmen zur Effizienzsteigerung,<br />
zur Prozessoptimierung sowie<br />
zur strukturellen Modernisierung von<br />
Administration und Beschaffungswesen<br />
durchführen. Weitere Aktionsfelder sind<br />
die Weiterentwicklung unserer Branchenmanager,<br />
die über Spezial- und Detailwissen<br />
zu unseren Zielgruppen und<br />
Schlüsselmärkten verfügen, sowie die<br />
kontinuierliche Verbesserung der Mitarbeiterqualifikation<br />
– etwa mithilfe unserer<br />
Ringspann-Academy. Und nicht zuletzt<br />
gehört auch die konsequente Digitalisierung<br />
aller Unternehmensprozesse zu<br />
unserer Gesamtstrategie.<br />
Die Digitalisierung aller Unternehmensprozesse?<br />
Das klingt nach viel Arbeit …<br />
Das ist es in der Tat, zumal wir darunter<br />
nicht nur die unternehmensweite SAP-<br />
Einführung und die Integration neuer<br />
3-D-CAD- und CRM-Systeme verstehen,<br />
sondern auch die weitgehende Digitalisierung<br />
von Produktions- und Geschäftsprozessen.<br />
Die funktionelle Weiterentwicklung<br />
der Ringspann-Website mit interaktiven<br />
Tools für Einkäufer und Konstrukteure<br />
gehört ebenfalls dazu. Bei der Digitalisierung<br />
kooperieren wir übrigens eng mit<br />
den Spezialisten der CiP-Lernfabrik an der<br />
Technischen Universität Darmstadt. Von<br />
01 Neben Elektrobremsen sind zahlreiche<br />
Baureihen mit pneumatischen und hydraulischen<br />
Bremsen verfügbar: Das Bild zeigt den<br />
Bremssattel in einer Windkraftanlage<br />
dort beziehen wir eine ganze Reihe richtungsgebender<br />
Impulse.<br />
Welchen Zeitplan haben Sie sich denn für<br />
die Umsetzung Ihrer Strategieziele<br />
gesetzt?<br />
Die zahlreichen Maßnahmen der Gesamtstrategie<br />
wurden bereits 2014 auf<br />
kurz- und mittelfristige Einzelprojekte<br />
verteilt, von denen wir inzwischen viele<br />
abschließen konnten; einige später gestartete<br />
Vorhaben laufen noch. Insgesamt<br />
liegen wir gut im Zeitplan und wie eingangs<br />
erwähnt, haben wir ja mit der Inbetriebnahme<br />
unseres neuen Werks in Bad<br />
Homburg ein sehr wichtiges Etappenziel<br />
bereits umgesetzt. Einige darauf aufbauende<br />
Projekte sowie verschiedene längerfristig<br />
angelegte Vorhaben werden uns naturgemäß<br />
noch eine Weile begleiten. Wir rechnen<br />
damit, 2020 den Großteil der Maßnahmen<br />
und Zielsetzungen realisiert zu haben.<br />
Ich bin aber sicher, dass zu diesem Zeitpunkt<br />
längst wieder viele neue Ideen auf<br />
unserer To-do-Liste stehen.<br />
Fotos: Lindner-Recyclingtech, Ringspann und<br />
Pioneer Wincon<br />
www.ringspann.com<br />
02 Das Unternehmen<br />
hat sein Wellenkupplungs-Portfolio<br />
in den<br />
letzten Monaten<br />
ausgebaut<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 13
MAGAZIN<br />
Maccon vertreibt Produkte von<br />
Automationware<br />
Maccon hat eine Distributionspartnerschaft mit dem italienischen<br />
Antriebstechnik-Hersteller Automationware geschlossen. Der<br />
Anbieter von Elektromotoren, Antriebs- und Steuerelektronik erweitert<br />
mit den Produkten von Automationware in den Bereichen<br />
Andreas Ostermann von Roth verstärkt<br />
Aventics-Geschäftsführung<br />
Mit der Berufung von Andreas Ostermann von Roth komplettiert<br />
Aventics seine Geschäftsführung. Als Chief Operating Officer<br />
(COO) leitet er seit 1. Januar <strong>2018</strong> gemeinsam mit Paul Cleaver,<br />
Chief Executive Officer (CEO), und Marcus Mayer, Chief Financial<br />
Antriebstechnik, Robotik und Handling sein Angebot an langzeitverfügbaren<br />
Lösungen für Industriekunden. Als ersten Schritt bietet<br />
Maccon das Diagnosesystem Awarevu von Automationware an.<br />
Dieses ermöglicht eine vorausschauende Übersicht über mögliche<br />
Ausfälle von Komponenten. Für das laufende Jahr werden weitere<br />
Produkte und kundenspezifische Lösungen im Bereich Antriebstechnik,<br />
Robotik und Handling aufgenommen. „Durch die Distributionspartnerschaft<br />
können wir den Kunden im deutschsprachigen<br />
Raum mit noch kürzeren Reaktionszeiten einen schnelleren<br />
Service und Support bieten“, erklärte Fabio Rossi (Bild r.), Geschäftsführer<br />
von Automationware, beim Treffen mit Maccon-<br />
Geschäftsführer Edward Hopper (l.).<br />
www.maccon.de<br />
Deutsche Werkzeugmaschinenindustrie<br />
schafft erneut Rekord<br />
Die deutschen Werkzeugmaschinenbauer haben 2017 ihr Produktionsvolumen<br />
um 4 % auf 15,7 Mrd. EUR gesteigert – so viel wie noch<br />
nie. Für das laufende Jahr werde ein erneuter Zuwachs von rund<br />
5 % erwartet, berichtet Heinz-Jürgen Prokop, Vorsitzender des Vereins<br />
Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW). Zuletzt war<br />
erneut der Export, Treiber der Entwicklung. 71 % der deutschen<br />
Werkzeugmaschinen wurden im Ausland verkauft. Die Ausfuhren<br />
zogen um 8 % auf 10,1 Mrd. EUR an. Der Inlandsabsatz schrumpfte<br />
im gleichen Zeitraum um 3 %. Weit überproportional legten Brasilien<br />
und Mexiko zu, erfreulich entwickelte sich auch der zweitwichtigste<br />
Werkzeugmaschinenmarkt USA mit einem Fünftel Zuwachs.<br />
Die Ausfuhren nach Asien haben sich erholt, insbesondere<br />
nach China. Die angesprungene Nachfrage sorgte auch hier für<br />
einen Exportzuwachs von nahezu einem Fünftel. In dem Sektor<br />
waren im Dezember fast 72 000 Mitarbeiter und damit 2,7 % mehr<br />
als im Vorjahr beschäftigt.<br />
www.vdw.de<br />
Officer (CFO), die Geschicke des Unternehmens. In seiner neuen<br />
Position übernimmt Ostermann von Roth die Verantwortung für<br />
die Aventics-Werke in Laatzen, Bonneville (Frankreich), Eger (Ungarn),<br />
Lexington (USA) und Changzhou (China) sowie für die Bereiche<br />
Einkauf, Logistik und Qualitätsmanagement. „Wir freuen<br />
uns, dass wir Herrn Ostermann von Roth für Aventics gewinnen<br />
konnten“, so Dr. Cletus von Pichler, Aufsichtsratsvorsitzender bei<br />
Aventics. „Sein Know-how im Bereich Supply-Chain-Management<br />
wird Aventics weiter stärken.“ Andreas Ostermann von Roth verfügt<br />
u. a. über langjährige Erfahrung in den Bereichen Produktion, Einkauf<br />
und Logistik. Zuletzt verantwortete er als Leiter Operations bei<br />
Kuka die gesamte Lieferkette.<br />
www.aventics.com<br />
Dr. Manfred Wittenstein erhält<br />
German Leadership Award <strong>2018</strong><br />
Einmal im Jahr prämieren<br />
junge Ingenieure<br />
– Absolventen<br />
des Collège des Ingenieurs<br />
– vorbildliche<br />
Unternehmensführung<br />
mit dem „German<br />
Leadership<br />
Award“. In diesem<br />
Jahr hat Dr. Manfred<br />
Wittenstein, Aufsichtsratsvorsitzender<br />
der Wittenstein SE,<br />
die Auszeichnung<br />
erhalten. Überzeugt<br />
hat die Jury die Kombination aus unternehmerischer Vision<br />
und neuen Führungs- und Managementansätzen, die Manfred<br />
Wittensteins unternehmerisches Lebenswerk prägt: „Dr. Manfred<br />
Wittenstein hat sich sowohl als Industrie-4.0-Vordenker wie auch<br />
als Leadership-4.0-Wegbereiter einen Namen gemacht. Er setzt<br />
mutige Ideen in Produkte um. Sein Blick für Innovation ist eine<br />
Inspiration für die kommende Generation an Managern“, so Lars<br />
Wagner, Jury-Vorsitzender und Vorstand bei MTU Aero Engines, bei<br />
der Preisverleihung Ende Februar in Baden-Baden.<br />
www.wittenstein.de<br />
14 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
PDMD-A10097-00-7600<br />
flender.com
MAGAZIN<br />
Jochen Heier wird Chief Operating Officer<br />
bei Lenze<br />
Lenze erweitert den Vorstand von derzeit drei auf vier Mitglieder.<br />
Mit dieser Entscheidung stellt das Unternehmen die Weichen, um<br />
seine strategischen Prioritäten und Ziele bis 2020 und darüber<br />
hinaus, konsequent umsetzen zu können. Das neu geschaffene<br />
Vorstandsressort Operations wird ab<br />
1. Januar <strong>2018</strong> von Jochen Heier als<br />
Chief Operating Officer (COO) geführt.<br />
Heier zeichnete zuletzt bei Yanfeng<br />
Automotive Interiors, dem weltweit<br />
größten Automobilzulieferer für Interiors,<br />
als Vice President und General<br />
Manager Europa und Südafrika für die<br />
Leitung, strategische Entwicklung und<br />
den Ausbau des Geschäfts verantwortlich.<br />
Zuvor war Jochen Heier in verschiedenen<br />
Führungspositionen u. a. bei Johnson Controls, Exide<br />
Technologies oder der Frauenthal Holding AG tätig. Christian<br />
Wendler, Vorsitzender des Vorstands, sagte: „Wir freuen uns, unsere<br />
Wachstumsstrategie 2020+ weiter mit Leben zu füllen und haben<br />
mit Jochen Heier einen international erfahrenen Top-Manager mit<br />
umfassenden Kompetenzen in Produktion, Supply-Chain-, Technologie-,<br />
Internationalisierungs- und Strategieumsetzungsthemen<br />
für Lenze gewinnen können.“<br />
www.lenze.com<br />
WEG eröffnet zweites Werk in Portugal für<br />
Niederspannungsmotoren<br />
WEG hat ein zweites Werk in Portugal eröffnet. Die Fertigungsstätte<br />
in Santo Tirso, nur wenige Kilometer vom ersten Werk in Maia entfernt,<br />
ist mit einem Investitionsumfang von mehr als 30 Mio. EUR<br />
das größte Werk des brasilianischen Unternehmens in Europa. Damit<br />
erhöht der Hersteller<br />
seine Produktionskapazitäten<br />
von Niederspannungsmotoren<br />
bei<br />
kürzeren Lieferzeiten<br />
und bietet dabei<br />
eine hohe Fertigungstiefe.<br />
Das bedeutet,<br />
dass sowohl<br />
eine rationelle Serienfertigung<br />
als auch eine flexible Einzelfertigung möglich sind.<br />
Das Prüffeld macht alle erforderlichen Normtests möglich und<br />
kann auch die meisten Sonderwünsche erfüllen. Das Werk konzentriert<br />
sich auf die Herstellung von Mittel- und Hochspannungsmotoren<br />
mit Schwerpunkt auf explosionsgeschützte Lösungen.<br />
Derzeit beschäftigt WEG in seinen Produktionsstätten in Portugal<br />
über 600 Mitarbeiter. Die neue Produktionsstätte verfügt über ca.<br />
45 000 m² Fläche, Erweiterungen auf bis zu 100 000 m² sind möglich.<br />
www.weg.net<br />
Demcon übernimmt Systec<br />
Der niederländische Technologieentwickler Demcon hat die Systec<br />
GmbH aus Münster übernommen. Damit hat der westfälische<br />
Mechatronik-Spezialist die Weichen für die Zukunft gestellt. Das<br />
vor 38 Jahren gegründete Unternehmen wird als eigenständiger<br />
KEB Automation: Aus Partner wird Tochter<br />
Demcon-Unternehmensteil künftig den Namen „Systec Industrial<br />
Systems GmbH“ führen. Geschäftsführer wird Demcon-Gründer<br />
Denis Schipper, Niederlassungsleiter in Münster Jan Leideman. Die<br />
Systec-Gründer Tilmann Wolter und Klaus-Gerd Schoeler treten<br />
aus der ersten Reihe zurück. Die Systec GmbH wird mit allen Mitarbeiterinnen<br />
und Mitarbeitern Münster treu bleiben. Kurz- und<br />
mittelfristig soll der Standort sogar noch gestärkt werden. „Von der<br />
Eingliederung der Systec GmbH in die Demcon-Unternehmensfamilie<br />
können beide Seiten profitieren“, hebt Niederlassungsleiter<br />
Jan Leideman hervor. „Es gibt bei unseren Kundenprojekten immer<br />
wieder Einsatzfelder für Systec-Standardprodukte wie Drive Sets oder<br />
Xemo. Gleichermaßen können wir den Systec-Kunden mit zusätzlichen<br />
Demcon-Leistungen wie Vision-Systeme oder Simulationssoftware<br />
noch umfassendere Lösungen anbieten“, so Leideman weiter.<br />
www.systec.de<br />
Aus der schweizerischen Stamm Industrieprodukte AG wird <strong>2018</strong><br />
die KEB Automation AG. Die langjährige Partnerfirma von KEB<br />
Automation ist die zehnte Tochtergesellschaft, Geschäftsführer<br />
bleibt der bisherige Inhaber Samuel Stamm. Die Übernahme besiegelten<br />
die KEB-Geschäftsführer Vittorio Tavella und Curt Bauer gemeinsam<br />
mit Samuel Stamm Ende 2017. „Durch die Übernahme<br />
können wir unser breites Produktangebot der Automation und Antriebstechnik<br />
direkt in den Schweizer Markt einbringen und die<br />
Branchenschwerpunkte im Land noch intensiver bearbeiten“, so<br />
Curt Bauer. Das Angebot der elektrischen Antriebe bis aktuell<br />
800 kW werde gezielt ausgebaut. Dies umfasse etwa IPC-basierte<br />
Steuerungstechnik für SPS, CNC und Motion-Control-Aufgaben,<br />
passende Visualisierung, leistungsfähige Fernwartung und eine<br />
komplette Softwarelösung. Eckpunkte im Lösungspaket bilden die<br />
IEC 61131-Programmierung, Echtzeitkommunikation mit Ether-<br />
CAT sowie integrierte Sicherheitstechnik.<br />
www.keb.de<br />
16 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
MAGAZIN<br />
Aus Desch DPC wird<br />
Tecnamic<br />
Mit Jahresbeginn <strong>2018</strong> ist Desch<br />
DPC ein vollwertiges und ausschließliches<br />
Mitglied der Arntz<br />
Optibelt Gruppe geworden. Damit<br />
einher geht eine Umbenennung<br />
von Desch DPC in Tecnamic. „Wir<br />
vereinen mit der Neubenennung<br />
die Begrifflichkeiten Technik und<br />
Dynamik und charakterisieren<br />
damit das Selbstverständnis unseres<br />
Unternehmens“, sagt Tecnamic-Geschäftsführer<br />
Martin<br />
Hammerschmidt. Die Unternehmensgruppe<br />
Desch hat mehr als<br />
100 Jahre Erfahrung im Bereich<br />
Antriebstechnik. 2010 wurde<br />
Desch DPC gegründet und ist seit<br />
2016 mit der Arntz Optibelt Gruppe<br />
durch ein Joint Venture verbunden.<br />
Die Produktpalette beinhaltet<br />
Kupplungstechnologien,<br />
kundenspezifische Lösungen im<br />
Bereich Riementriebe und Antriebselemente.<br />
Der kundenorientierte<br />
Service umfasst die technische<br />
Beratung und Auslegung<br />
von Antriebslösungen, ein flexibles<br />
Logistikkonzept sowie ein internationales<br />
Vertriebsnetz.<br />
www.optibelt.com<br />
www.tecnamic.com<br />
Schaltanlagensystem<br />
für Wasserversorgung<br />
Igel Electric hat sein Mittelspannungs-Schaltanlagensystem<br />
MV-<br />
CW mit dem Draw-out-Modul<br />
zum ersten Mal ausgeliefert. Empfänger<br />
ist das Nationalbüro für die<br />
zentrale Wasserversorgung in<br />
Marokko (ONEP). Dieses stellt mit<br />
insgesamt acht Igel-Sanftanlassern<br />
die Wasserversorgung in den<br />
Städten Fès und Meknès sicher.<br />
Jeder Sanftanlasser startet den<br />
Motor für jeweils eine Wasserpumpe.<br />
ONEP suchte nach einer<br />
Lösung, die dem Betreiber einen<br />
umfangreichen Service inkl. einer<br />
leichten Bedienbarkeit ermöglicht.<br />
Das Draw-out-Modul lässt<br />
sich mit einem Trolley herausziehen,<br />
auf dem sich alle elektrotechnisch<br />
relevanten Komponenten<br />
befinden. So erhält das Servicepersonal<br />
einen einfachen Zugriff<br />
für Reparatur und Wartung.<br />
www.igelelectric.de<br />
Antriebstechnik für Messe-Partnerland<br />
„Made for Mexico“ heißt die Einladungskampagne von Michael Koch für Gäste aus dem diesjährigen<br />
Partnerland der Hannover Messe. Auf der eigens eingerichteten Website www.made-for-mexico.com<br />
zeigt das Unternehmen, warum seine Produkte gerade auch für Anwendungen der elektrischen Antriebstechnik<br />
in Mexiko hilfreich sind. Seine Energiemanagementlösungen und sicheren Bremswiderstände<br />
ermöglichen einen smarten, effizienten Umgang mit Antriebsenergie<br />
in vielen Branchen, z. B. der Lebensmittel- und Getränkeindustrie,<br />
der Automobil- und Verpackungsindustrie, Kunststoff-, Textil-, Druckgussmaschinen<br />
oder Windenergieanlagen. Die Energiemanagementsysteme<br />
für Drive Controller sind als Plug-&-Play-Lösungen einfach zu<br />
installieren und können sowohl in neuen Maschinen und Anlagen als<br />
auch für den Retrofit genutzt werden. Zudem zeigt das Unternehmen seine<br />
neuesten Systeme für Umrichter im Leistungsbereich bis über 100 kW.<br />
www.bremsenergie.de<br />
Automation<br />
wird blau.<br />
Und Ihre Maschine ist fit für die Smart Factory.<br />
Skalierbare Hardware. Modulare Software.<br />
Und ganz viel Brainware: die Menschen bei Lenze.<br />
Wie wir auch Ihre Maschine flexibel, vernetzt und sicher automatisieren?<br />
Das und vieles mehr präsentieren wir Ihnen auf der Hannover Messe <strong>2018</strong><br />
in Halle 14, Stand H22 und auf www.Lenze.com<br />
So einfach ist das.
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Globaler Hotspot für Industrie 4.0<br />
Hannover Messe zeigt Antriebstechnik als wichtigen<br />
Teil der Fabrik der Zukunft<br />
Die digitale Vernetzung von<br />
Industrie, Energie und Logistik<br />
nimmt Fahrt auf. Branchengrenzen<br />
verschwimmen, die Produktivität<br />
steigt, neue Geschäftsmodelle<br />
entstehen. Wenn im April <strong>2018</strong> die<br />
Hannover Messe und parallel die<br />
CeMAT die nächste Stufe von<br />
Industrie 4.0 zünden, ist auch die<br />
Antriebstechnik wieder dabei. Denn<br />
die neue Leitmesse Integrated<br />
Automation, Motion & Drives<br />
(IAMD) bildet zum ersten Mal das<br />
gesamte Spektrum der industriellen<br />
Automation, IT, Antriebs- und<br />
Fluidtechnik ab.<br />
D<br />
er Mensch und die Maschine – das sind<br />
die Grundpfeiler der Fabrik der Zukunft.<br />
Ihr ganzes Potenzial spielen sie allerdings<br />
erst mit der Vernetzung aus. „Das Zusammenspiel<br />
von Automatisierungstechnik,<br />
Plattformen und maschinellem Lernen hebt<br />
Industrie 4.0 auf die nächste Stufe“, sagt<br />
Dr. Jochen Köckler, Vorsitzender des Vorstands<br />
der Deutsche Messe AG. „Unter dem<br />
Leitthema ‚Integrated Industry – Connect &<br />
Collaborate‘ erleben die Besucher aus aller<br />
Welt, wie die Vernetzung in der Industrie<br />
ganz neue Formen des Wirtschaftens, des<br />
Arbeitens und der Kollaboration schafft. Das<br />
Ergebnis: Mehr Produktivität, zukunftsfähige<br />
Arbeitsplätze und neue Geschäftsmodelle.“<br />
Machine Learning für die Industrie<br />
Die Fabriktechnik wird immer leistungsfähiger,<br />
industrielle IT-Plattformen drängen auf<br />
den Markt, Zulieferunternehmen sind mit<br />
ihren Kunden digital verbunden. Hinzu<br />
kommen Machine-Learning-Ansätze, die<br />
Maschinen und Roboter in die Lage versetzen,<br />
Entscheidungen zu treffen. „Die<br />
Hannover Messe ist der Ort, um die rasante<br />
Entwicklung von Industrie 4.0 und ihren<br />
Nutzen zu erleben“, betont Köckler. „Die<br />
führenden Hersteller von Automatisierungstechnik,<br />
die wichtigsten Antriebstechnik-Unternehmen<br />
sowie globale IT- und<br />
Software-Konzerne machen Hannover zum<br />
globalen Hotspot für Industrie 4.0.“<br />
Der Logik des Marktes folgen<br />
Industrie 4.0 lässt also Branchengrenzen<br />
verschwinden. Innovationszyklen werden<br />
kürzer. Darauf müssen nicht nur Industrieunternehmen<br />
reagieren. Auch die Hannover<br />
Messe passt sich den neuen Realitäten an.<br />
Auf der Weltleitmesse der Industrie waren<br />
Unternehmen aus dem Bereich der Antriebs-<br />
und Fluidtechnik bislang alle zwei<br />
Jahre präsent. „Die Anforderungen des<br />
Marktes haben sich jedoch geändert“, sagt<br />
Krister Sandvoss, bei der Deutsche Messe<br />
AG verantwortlich für die ab diesem Jahr<br />
erstmals stattfindende Leitmesse IAMD, die<br />
die beiden Leitmessen Industrial Automation<br />
(IA) und Motion, Drive & Automation<br />
(MDA) nun verbindet. „Wir folgen konsequent<br />
der Logik eines Marktes, der immer<br />
mehr branchen- und systemübergreifende<br />
Lösungen sowie vernetzte Produkte anbietet<br />
und nachfragt. Im Zeitalter der Digitalisierung<br />
kommen Produkte immer<br />
schneller zur Marktreife. Dementsprechend<br />
wollen die Unternehmen ihre Innovationen<br />
jährlich zeigen. Das betrifft insbesondere<br />
die Unternehmen der Antriebs- und Fluidtechnik,<br />
die mit der Digitalisierung ihrer<br />
Produkte entscheidende Datenquellen für<br />
Industrie-4.0-Anwendungen liefern“, erklärt<br />
Sandvoss.<br />
Besucher und Aussteller dürfen also gespannt<br />
sein, was auf der neuen Leitmesse<br />
IAMD in Sachen Antriebstechnik geboten<br />
wird. Fest steht bereits, dass es in Halle 23<br />
ein Forum Motion & Drives mit folgenden<br />
Themenschwerpunkten geben wird: Predictive<br />
Maintenance, Industrie 4.0/Smart Manufacturing,<br />
Antriebstechnik für Windkraftanlagen,<br />
Nachhaltigkeit/Energieeffizienz,<br />
Dichtungstechnik und Development of the<br />
Indian Market. Neben dem 3. VDMA-Kongress<br />
„Predictive Maintenance 4.0“ gibt es<br />
die Sonderschau „Smart Power Transmission<br />
and Fluid Power Solutions“ – ebenfalls<br />
in Halle 23. Hier belegen die Demonstratoren<br />
der Firmen Aventics, Bosch Rexroth,<br />
Schaeffler, Bucher Hydraulik, Linde Hydraulics,<br />
Moog und Argo Hytos, dass nicht nur<br />
Indus trie 4.0, sondern auch die kontinuierliche<br />
Weiterentwicklung vorhandener Systeme<br />
zu intelligenten Lösungen führen kann.<br />
Alle wichtigen Neuheiten und Trends zur<br />
Messe haben wir bereits für Sie aufbereitet.<br />
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HANNOVER MESSE I TITEL<br />
Auch unter widrigen Bedingungen<br />
Steilgewindetriebe aus dem Konstruktionsbaukasten ermöglichen<br />
schnellen und vibrationsfreien Lauf<br />
Ein Steilgewinde mit<br />
besonderer Geometrie und<br />
eine Kunststoffmutter aus<br />
Hochleistungspolymer mit<br />
inkorporiertem Schmierstoff: Diese<br />
beiden Komponenten bilden einen<br />
effizienten und langlebig trocken<br />
laufenden Dryspin-Linearantrieb<br />
von Igus, der sich an die<br />
individuellen Anforderungen<br />
anpassen lässt und auch für<br />
Hygiene-Anwendungen geeignet ist.<br />
Stefan Niermann ist Leiter des<br />
Geschäfts bereichs Drylin Linear- und<br />
Antriebstechnik der Igus GmbH in Köln<br />
Gewindetriebe von Igus kommen überall<br />
dort zum Einsatz wo Effizienz, Präzision,<br />
Schmiermittelfreiheit und eine<br />
schnelle Linearbewegung gefordert sind.<br />
Sei es in Kettenbearbeitungsmaschinen, in<br />
der Holzindustrie, in herausfahrbaren Trittstufen,<br />
in Zügen und S-Bahnen, oder in<br />
Stellantrieben von Ventilen und Armaturen<br />
in der Chemie- und Verfahrenstechnik. Für<br />
diese unterschiedlichen Einsatzszenarien<br />
kann sich der Konstrukteur bei Igus zwischen<br />
verschiedenen Antriebssystemen<br />
und -technologien entscheiden. Zur Wahl<br />
stehen neben Kugelgewindetrieben auch<br />
Trapez- und Steilgewindetriebe aus dem<br />
Drylin-Programm.<br />
Gut bei Hygiene-Anwendungen<br />
und Verschmutzung<br />
Der Vorteil von Trapez und Steilgewindetrieben<br />
von Igus besteht darin, dass sie<br />
ohne Schmiermittel auskommen. Die gerollte<br />
Spindel wird aus Stahl, Edelstahl oder<br />
aus hartanodisiertem Aluminium gefertigt.<br />
Die Mutter besteht aus einem Iglidur-Hochleistungspolymeren,<br />
in die Festschmierstoffe<br />
dauerhaft inkorporiert sind. Somit<br />
kann auf externe Schmierstoffe wie Öle und<br />
Fette verzichtet werden. Das bedeutet:<br />
Diese Lösung ist geeignet für beide Extreme<br />
auf der „Reinheitsskala“. Für hygienesen-<br />
sible Anwendungen z. B. in der Lebensmittelindustrie<br />
und in der Medizintechnik sind<br />
die trocken laufenden Gewindetriebe gut<br />
geeignet, da sie keine Schmierstoffe in die<br />
Umgebung abgeben. Und auch in extrem<br />
verschmutzten Bereichen arbeiten sie<br />
zuverlässig, weil trockener Schmutz und<br />
Staub nicht an Schmierstoffen kleben<br />
bleiben. Die Bewegung wird also unter<br />
diesen Bedingungen nicht beeinträchtigt.<br />
Korrosionsfreiheit und chemische Beständigkeit<br />
der eingesetzten Werkstoffe eröffnen<br />
weitere Optionen für den Einsatz dieser<br />
Linearantriebe.<br />
Weiterentwicklung mit<br />
besonderer Geometrie<br />
Aus dem Grundkonzept der Drylin-Linearantriebe<br />
heraus hat sich inzwischen ein<br />
breites Programm der Gewindetechnik entwickelt,<br />
zu dem Trapez- und Steilgewindespindeln<br />
in unterschiedlichen Ausführungen<br />
und Werkstoffen gehören. Im Vergleich<br />
zur Drylin-Gewindetechnik zeichnet sich<br />
die Dryspin-Steilgewinde-Technologie<br />
durch eine veränderte Gewindegeometrie<br />
aus, die exakt auf die Igus-Werkstoffe und<br />
auf die Anwendungsbereiche der Spindeln<br />
abgestimmt wurde. Der Flankenwinkel der<br />
Dryspin-Spindeln ist flacher als der von<br />
Standard-Steilgewindespindeln. Das hat<br />
zur Folge, dass die eingeleitete Kraft effizienter<br />
in eine translatorische Bewegung umgesetzt<br />
wird. Zudem wird durch eine abgerundete<br />
Zahnflankengeometrie die Kontaktfläche<br />
zwischen der Gewindemutter<br />
und der Spindel reduziert. Deshalb verfahren<br />
Dryspin-Gewindemuttern vibrationsfrei<br />
und nahezu geräuschlos. Ein drittes Merkmal<br />
der eigens entwickelten Geometrie ist<br />
die Asymmetrie: Die Zähne der (Kunststoff-)Mutter<br />
sind um den Faktor 1,3 breiter<br />
als die des Metallspindelgewindes. Deshalb<br />
ist der Anteil des tribologisch optimierten<br />
Polymers höher. Dieses konstruktive Detail<br />
trägt ebenfalls zu höherem Wirkungsgrad<br />
und ruhigerem Lauf bei. Es bewirkt, dass<br />
weniger Antriebskraft für die Bewegung benötigt<br />
wird. Vor allem aber erhöht es die<br />
Lebensdauer, die bis zu fünfmal höher ist<br />
als die von Standard-Steilgewinden. Die<br />
Dryspin-Gewindespindeln werden in zahlreichen<br />
Baugrößen und Varianten angeboten.<br />
Bei den Muttern kann sich der Anwender<br />
neben dem Steilgewinde auch für andere<br />
Gewindeformen (metrisch, Trapez, ACME),<br />
Bauformen (zylindrisch, mit Flansch, mit<br />
Schlüsselfläche) und unterschiedlichem<br />
Axialspiel entscheiden. Bei den Gewinden<br />
stehen Links- und Rechtsgewinde aus hartanodisiertem<br />
Aluminium und Edelstahl<br />
(V2A) sowie Varianten mit kombiniertem<br />
Links-Rechts-Lauf zur Auswahl.<br />
20 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
02<br />
Halle 22,Stand B 39<br />
01<br />
03<br />
01 Für präzise Positionieraufgaben<br />
stehen Gewindemuttern mit<br />
Anti-Backlash-Funktion zur Verfügung<br />
02 Zum Dryspin-Programm gehören<br />
auch Varianten mit Vorspannung<br />
03 Dem Konstrukteur wird die<br />
Auswahl durch Online-Tools (Gewinde-<br />
Finder und Konfigurator) erleichtert<br />
Gewindemuttern aus vier<br />
Werkstoffen<br />
Bei der Entscheidung für die „richtige“<br />
Dryspin-Gewindemutter profitiert der Konstrukteur<br />
davon, dass die Muttern 1:1 aus<br />
dem Programm verwendet werden können.<br />
Sie stehen in vier Werkstoffen aus dem<br />
Sortiment der Iglidur-Hochleistungspolymere<br />
zur Verfügung. Der thermoplastische<br />
Werkstoff bildet die stabile Matrix als Basis.<br />
Darin sind in der Regel Verstärkungsfasern<br />
zur Erhöhung der Druckfestigkeit eingebettet.<br />
Hinzu kommen Festschmierstoffe,<br />
die sich millionenfach in winzigen Kammern<br />
befinden. Sie schmieren jeweils ihre<br />
unmittelbare Umgebung auf der Oberfläche,<br />
sobald sich Lager oder Welle in Bewegung<br />
setzen. Standardwerkstoff ist Iglidur J, der<br />
bei allen Geschwindigkeiten einen hohen<br />
Wirkungsgrad gewährleistet. Bei höheren<br />
Temperaturen (bis 150 °C) empfiehlt sich<br />
Iglidur J350. Iglidur R ist die beste Wahl für<br />
preissensible Anwendungen. Und mit Iglidur<br />
A180 steht auch ein FDA-konformer Werkstoff<br />
für die Lebensmittel- und Pharmaindustrie<br />
zur Verfügung.<br />
Mit Vorspannung und ohne<br />
Umkehrspiel<br />
Zum Baukasten des Dryspin-Programms<br />
gehören ebenfalls Gewindemuttern mit<br />
Radialvorspannung, die spielarm verfahren.<br />
Die Vorspannung wird über O-Ringe gewährleistet,<br />
die am Schaft der Mutter angebracht<br />
sind und die Anpressdruck auf die Spindel<br />
erzeugen. Auf diese Weise wird nochmals<br />
die Laufruhe gesteigert. Eine weitere Variante<br />
sind die Dryspin-„Zero backlash“-Gewindemuttern<br />
mit minimalem Umkehrspiel. Eine<br />
integrierte Feder bewirkt hier eine Vorspannung<br />
in axialer Richtung und, im Ergebnis,<br />
eine Reduzierung des Umkehrspiels. Diese<br />
Baureihe kommt zum Einsatz, wenn hohe<br />
Positioniergenauigkeit gewünscht oder benötigt<br />
wird. Über die zahlreichen Katalogvarianten<br />
hinaus bietet Igus auch die Anpassung<br />
der Steilgewindetriebe an kundenspezifische<br />
Anforderungen an. Das gilt z. B.<br />
für die individuelle Zapfenbearbeitung mit<br />
engen Toleranzen sowie für individuelle,<br />
per Spritzguss hergestellte Mutterbauformen.<br />
Für Prototypen oder Kleinserien<br />
ausgefallener Sonderkonstruktionen bietet<br />
Igus außerdem an, Teile aus Iglidur-Materialien<br />
im 3-D-Druckservice per FDM- oder<br />
SLS-Verfahren herzustellen und das innerhalb<br />
weniger Tage.<br />
Einfache Auswahl und<br />
Konfiguration<br />
Je größer das Programm, desto schwerer<br />
fällt die Auswahl. Mit dem „Gewinde-Finder“<br />
auf der Igus-Website kann der Konstrukteur<br />
in wenigen Schritten die geeignete Abmessung<br />
des benötigten Gewindetriebs finden<br />
und alle relevanten Daten wie Drehmoment,<br />
Lebensdauer etc. ermitteln. Die Suchkriterien<br />
sind vielfältig, auch Alternativen lassen<br />
sich anzeigen und vergleichen. Bei Auswahl<br />
des gewünschten Produktes, reicht<br />
ein Tastendruck, und der Preis sowie die<br />
Lieferzeit werden angezeigt und die CAD-<br />
Daten übermittelt. Ebenso einfach ist der<br />
Igus-Konfigurator für Gewindetriebe. Auf<br />
der Basis der gewünschten Abmessungen<br />
ermittelt er ebenfalls online die passenden<br />
Gewindemuttern und -spindeln. Dieses<br />
Antriebssystem kann dann abgefragt und<br />
bei Bedarf auch direkt bestellt werden.<br />
Auch die dazugehörige Montageanleitung<br />
ist online abrufbar.<br />
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HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Für schonende Mischprozesse<br />
Nord Drivesystems liefert Industriegetriebe für Bouillon-Mischer<br />
Das Unternehmen Gebrüder Lödige Maschinenbau hat sich auf die Fertigung und<br />
Entwicklung anwendungsspezifischer Prozesstechnik spezialisiert und gehört zu den<br />
Experten für verfahrenstechnische Grundoperationen wie das Mischen, Trocknen und<br />
Granulieren von Schüttgütern. Für einen Großauftrag aus der Lebensmittelindustrie<br />
setzte Lödige Industriegetriebe von Nord Drivesystems ein.<br />
79 Jahre verfahrenstechnische Erfahrung<br />
stecken in jedem der applikationsspezifisch<br />
konzipierten Mischer, Trockner oder Reaktoren,<br />
über die Lödige weltweit von der Lebensmittel-<br />
und Pharmaindustrie bis in die<br />
Chemie- und Baustoffindustrie verfügt. Mit<br />
der Entwicklung des Pflugscharmischers<br />
gelang den Lödige-Ingenieuren 1949 eine<br />
Revolution in der Mischtechnik. Pflugscharmischer<br />
erreichen eine hohe Mischgüte<br />
bei kurzen Mischzeiten und idealer<br />
Produktschonung. Die Maschinen arbeiten<br />
nach dem von Lödige entwickelten Schleuder-<br />
und Wirbelverfahren. Das Mischgut<br />
wird dabei von den Schaufeln immer komplett<br />
erfasst, sodass es keine bewegungs<br />
armen Zonen gibt. Mit dieser Technologie<br />
lassen sich verschiedene Verfahrensschritte<br />
kombinieren, z. B. das Mischen, Granulieren<br />
und Trocknen eines Produktes.<br />
Pflugscharmischer vielseitig<br />
einsetzbar<br />
Die Pflugscharmischer der Baureihe FKM<br />
arbeiten chargenweise und kommen in<br />
nahezu allen Industrien für die unterschiedlichsten<br />
Mischaufgaben zum Einsatz.<br />
Aufgebaut sind sie aus einer horizontalen<br />
zylindrischen Trommel, in der die<br />
zentrisch gelagerte, mit Pflugscharschaufeln<br />
versehene Welle das Produkt in ein<br />
mechanisch erzeugtes Wirbelbett versetzt.<br />
Durch die intensive Vermischung und den<br />
dadurch bedingten häufigen Kontakt der<br />
Partikel mit der optional beheizbaren<br />
Apparatewand kann eine hohe Wärmeübertragung<br />
ohne örtliche Überhitzung<br />
erzielt werden. Die Intensität der Partikelbewegung<br />
nimmt während der Trocknung<br />
mit sinkender Feuchte und Viskosität des<br />
Mischgutes zu.<br />
Vermischen, was sich nicht gut<br />
mischen lässt<br />
Für einen Lebensmittelhersteller in Westafrika<br />
baute der Hersteller in einem Groß<br />
22 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
ZAHNRAD | GETRIEBE | HÄRTEREI<br />
Hochwertige Materialien,<br />
modernste Technologien<br />
und optimale Arbeitsprozesse<br />
sind die Basis<br />
unserer Arbeit.<br />
Sensibilität und Erfahrung<br />
das Geheimnis unseres<br />
Erfolgs.<br />
01 Die fünf Pflugscharmischer ausgestattet mit den Flachgetrieben sollen entlang der<br />
Prozesskette trockene Premixe vorproduzieren, die dann in den großen Mischern weiterverarbeitet<br />
werden<br />
auftrag acht große und zehn kleinere<br />
Mischer, die in einem komplett neu errichteten<br />
Produktionswerk u. a. Instantsuppen<br />
und Bouillon-Mischungen für den<br />
westafrikanischen Markt herstellen sollen.<br />
Nord Drivesystems aus Bargteheide lieferte<br />
die nötigen Antriebe für alle 18 Pflugschar-<br />
Chargenmischer der Baureihe FKM.<br />
Dass die vielseitige Ma schine im Lödige-<br />
Programm von trockenen Pulvern<br />
bis hin zu klebrigen und teils<br />
flüssigen Substanzen Produkte<br />
nahezu jeder Konsistenz verarbeiten<br />
kann, ist vor allem für die<br />
Bouillon-Produk tion wichtig:<br />
Für verschiedene Rezepturen<br />
müssen Pulver mit hohem Salzund<br />
Zuckeranteil, farbgebende<br />
Substanzen, Aromaöle,<br />
Gewürze, geschmolzene<br />
Fette<br />
wie Palm- und<br />
Hühnerfett sowie<br />
weitere Flüssigkeiten<br />
zu einer möglichst<br />
homogenen<br />
Mischung verarbeitet<br />
werden. Das ist<br />
aufgrund der unterschiedlichen<br />
Löslichkeiten<br />
der Rezepturbestandteile<br />
in Fett<br />
und Wasser eine<br />
anspruchsvolle Aufgabe.<br />
Außerdem soll eine definierte Quellung<br />
trockener Stärkeanteile in den nassen<br />
Phasen erreicht werden. Die fertige Bouillon<br />
wird dann zu Suppenwürfeln gepresst,<br />
die in Folie eingeschlagen und umverpackt<br />
an den Handel geliefert werden. Instantsuppen<br />
oder gekörnte Brühen werden in<br />
Gläser, Stickpacks, Standbodenbeutel oder<br />
Schlauchbeutel abgefüllt. Dabei kommt es<br />
auf die Rieselfähigkeit und Dosierbarkeit<br />
des Produktes an. Die Pflugschar-Chargenmischer<br />
müssen für jede Rezeptur und jede<br />
Charge schnell, genau und reproduzierbar<br />
die gewünschten<br />
Eigenschaften erzeugen.<br />
02 Der Pflug <br />
scharmischer wird<br />
von platzsparenden<br />
15-kW-Flachgetriebemotoren<br />
mit Hohlwelle<br />
angetrieben, die<br />
1 061 Nm Drehmoment<br />
an die Antriebswelle<br />
liefern<br />
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TANDLER Zahnrad- und<br />
Getriebefabrik GmbH & Co. KG<br />
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HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
keit und einen geräuscharmen ruhigen<br />
Lauf, sondern auch für eine längere Lebensdauer<br />
bei geringerem Wartungsaufwand.<br />
So gibt es bei einem einteiligen<br />
Industriegetriebe z. B. keine Trennfuge im<br />
Gehäuse und damit auch keine drehmomentbeaufschlagten<br />
Dichtflächen. Nicht<br />
zuletzt hinsichtlich des geplanten Rundum-die-Uhr-Betriebs<br />
des neuen Produktionswerkes<br />
ist ein zuverlässiger und wartungsarmer<br />
Betrieb essenziell.<br />
03 Die je 30-kW-Motorleistung der vier Pflugscharmischer werden mit zweistufigen Stirnradgetrieben<br />
auf die Antriebswelle übertragen<br />
Der richtige Dreh an der<br />
Antriebswelle<br />
Herzstück des Mischers ist die Antriebswelle,<br />
auf der die präzise berechneten und<br />
ausgerichteten Schaufeln des Mischwerks<br />
sitzen und die erforderliche mechanische<br />
Energie mit der richtigen Geschwindigkeit<br />
schonend in das Mischgut einbringen. Die<br />
Industriegetriebe von Nord Drivesystems<br />
übertragen die bis zu 110-kW-Motorleistung<br />
auf die Antriebswellen der Mischer.<br />
Christian Schilken arbeitet seit dreieinhalb<br />
Jahren bei Gebrüder Lödige und ist für<br />
den Vertrieb von Maschinen für die Lebensmittelbranche<br />
sowie die Kosmetik- und<br />
Pharmaindustrie verantwortlich. „Einen so<br />
großen internationalen Auftrag wickeln wir<br />
auch nicht jeden Tag ab. Da ist es wichtig,<br />
dass mit den Zulieferern alles problemlos<br />
läuft und man sich auf bedingungslose<br />
Qualität und den weltweiten Service verlassen<br />
kann. Bei Nord Drivesystems hat das<br />
Gesamtpaket gestimmt und wir sind mit der<br />
Durchführung des Projektes zufrieden“, so<br />
Schilken über die Projektzusammenarbeit.<br />
Die Getriebeexperten von Nord Drivesystems<br />
standen seit Ende 2015 wegen des<br />
Mischerprojektes mit den Projektverantwortlichen<br />
bei Lödige in Kontakt, um die<br />
präzise Auslegung aller Getriebe und Getriebemotoren<br />
für die Anforderungen des<br />
Anwenders vorzunehmen. Die passenden<br />
Serienprodukte und die erforderlichen Ausstattungsmerkmale<br />
mussten detailliert ermittelt<br />
werden, um eine präzise Auslegung<br />
sicherstellen zu können. Aufgrund der<br />
schnellen Lieferfähigkeit des Unternehmens<br />
fand bereits im April 2016 die Abnahme<br />
durch Lödige im Nord-Stammsitz in Bargteheide<br />
mit anschließender Auslieferung nach<br />
Paderborn statt. Schilken erinnert sich: „Die<br />
Zusammenarbeit lief effizient und problemlos.<br />
Wir mussten die Teile nur an die 18 Mischer<br />
montieren und konnten die Geräte<br />
nach kurzen Tests ohne Probleme für die Inbetriebnahme<br />
nach Westafrika verschiffen.“<br />
Getriebe-Höchstleistungen<br />
in Serie<br />
Die acht großen Mischer haben ein Bruttovolumen<br />
von jeweils 3 000 l und können<br />
eine Tonne Produkt pro Charge erzeugen.<br />
Der Hersteller lieferte dafür acht Stirnradgetriebe<br />
nebst Kupplungen vom Typ<br />
SK7207V mit einer 140 × 250 mm Vollwelle,<br />
die mit einer Übersetzung von 14,20:1 und<br />
bis zu 1 480 min −1 ein Abtriebsdrehmoment<br />
von 10 078 Nm zur Verfügung stellen. Die<br />
486 kg schweren zweistufigen Getriebe<br />
liegen bei den elf Baugrößen der Nord<br />
Industriegetriebe im Mittelfeld. Das Unternehmen<br />
baut diesen Getriebetyp auch für<br />
Drehmomente von bis zu 250 000 Nm als<br />
Blockgetriebe. Die Fertigung aller Lagerstellen<br />
und Dichtflächen in einer Aufspannung<br />
sorgt nicht nur für eine hohe Achsgenauig<br />
Großes Moment auch für<br />
kleine Mischer<br />
Vier weitere Chargenmischer mit je 1 200 l<br />
Produktionsvolumen bestückte Nord mit<br />
kompletten zweistufigen Stirnradgetriebemotoren,<br />
die mit 30-kW-Motorleistung und<br />
einem Übersetzungsverhältnis von 12,52:1<br />
bis zu 2 415 Nm Drehmoment an die Antriebswellen<br />
liefern.<br />
Fünf kleinere Chargenmischer mit 15-kW-<br />
Flachgetriebemotoren mit Hohlwelle und<br />
Abtriebsmomenten von 1 061 Nm produzieren<br />
entlang der Prozesskette trockene Premixe<br />
vor, die dann in den großen Chargenmischern<br />
weiterverarbeitet werden. Für die<br />
Produktentwicklung orderte der Auftraggeber<br />
noch einen 130-l-Labormischer mit 7,5-kW-<br />
Stirnradgetriebemotor dazu. Die Getriebemotoren<br />
liefert der Hersteller montagefertig<br />
und betriebsbereit befüllt mit lebensmitteltauglichem<br />
Öl der Klasse CLP PG H1 220.<br />
Die Anschluss-Stutzen und Anbauteile der<br />
Mischer baute Lödige auf Wunsch der zukünftigen<br />
Betreiber bei allen Produktionsmischern<br />
einheitlich dimensioniert und austauschbar.<br />
So auch bei 3 000-l-Mischern, die<br />
aufgrund unterschiedlicher Raum höhen<br />
beim Anwender in zwei unterschiedlichen<br />
Geometrien angefertigt werden mussten: Sowohl<br />
kurze dicke, als auch lange dünne Typen<br />
wurden vom gleichen Mischer gebaut. Trotzdem<br />
haben beide Varianten exakt die gleichen<br />
Mischeigenschaften und das gleiche<br />
Nord-Industriegetriebe an der Antriebswelle.<br />
Schilken resümiert: „Knapp 80 Jahre<br />
Know-how im Mischerbau machen Vieles<br />
möglich. Aber ohne zuverlässige Antriebskomponenten<br />
wie die Nord-Industriegetriebe<br />
läuft auch unsere Prozesstechnik nicht. Deshalb<br />
sind zuverlässige und professionelle<br />
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24 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
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ruhigen und vibrationsarmen Lauf bei<br />
geringen Lasten und hoher Drehzahl.<br />
In den Werkstoff sind Festschmierstoffe<br />
dauerhaft inkorporiert, sodass keine<br />
externen Schmierstoffe nötig sind. Im<br />
Test des Herstellers zeigte sich, dass die<br />
Gewindemutter aus dem Werkstoff bei<br />
135 min -1 und einer Last von 100 N eine<br />
vierfach höhere Verschleißfestigkeit an einer Steilgewindespindel und eine 19 Mal<br />
bessere Verschleißfestigkeit an einer Trapezgewindespindel besitzt als der<br />
Standardwerkstoff.<br />
www.igus.de<br />
Modular zur Fabrik der Zukunft<br />
Pilz präsentiert den Energiespeicher PMCenergy SD. Sein Einsatz in Verbindung<br />
mit den Servoverstärkern PMCprotego D oder PMCtendo DD5 spart Energie. Der<br />
Energiespeicher nimmt vorhandene Bremsenergie auf und speichert sie zwischen –<br />
ohne Rückwirkungen an das Netz. Da sich die Zwischenkreise der Servoverstärker<br />
einfach miteinander verbinden lassen, genügt ein Energiespeicher pro Achsgruppe.<br />
Auch stehen für den PMCenergy SD zusätzlich Module zur Verfügung,<br />
mit denen das Speichervolumen erweitert werden kann.<br />
Zudem stellt Pilz für die konfigurierbaren, sicheren Kleinsteuerungen PNOZmulti 2<br />
zwei neue Module vor: Bei dem zweipoligen Halbleiterausgangsmodul PNOZ m EF<br />
8DI2DOT für die sichere Überwachung mechanischer Pressen lässt sich ein eigenständiges<br />
Modulprogramm (mIQ) konfigurieren, das lokal mit kürzeren Zykluszeiten<br />
auf dem Pressenmodul ausgeführt wird. Das Analogeingangsmodul PNOZ m<br />
EF 4AI dient hingegen der sicheren Überwachung von Prozesswerten. Arithmetische<br />
Funktionen wie Mittelwertbildung und Differenzdruckberechnung erleichtern<br />
den Einsatz und ermöglichen eine eindeutigere Diagnose.<br />
www.pilz.com<br />
Rauchgastemperatur-Messung mit fokussierter Optik<br />
Der Einsatz von Strahlungsthermometern zur Messung der Rauchgastemperatur im<br />
Brennraum erfordert einen Messkanal mit einem Querschnitt, der größer ist als der<br />
des Messstrahls. Dazu müssen oftmals in<br />
der Flossenwand Ausbiegungen der<br />
Kühlrohre vorgenommen werden. Der<br />
Einsatz einer fokussierten Optik erfordert<br />
nur ein Loch mit einem Durchmesser von<br />
10 mm zwischen den Stegen. Ausbiegungen<br />
in der Flossenwand entfallen. Weitere<br />
Vorteile der Heitronics-Instrumente sind<br />
eine vereinfachte Montage, ein kompakter<br />
Aufbau, ein geringer Wartungs- und<br />
Kalibrieraufwand sowie eine Langzeitstabilität.<br />
Zu den kundenseitigen Installationsvoraussetzungen<br />
zählen ein Loch in der Flossenwand mit einem Durchmesser<br />
> 10 mm sowie ein Flansch DIN 2573 PN6 NW65 im Abstand von 240 mm zum Loch.<br />
www.heitronics.com
Hannover Messe<br />
Intelligent bremsen<br />
Sicherheitsbremsen von Mayr sind gerüstet<br />
für die Industrie 4.0. Das Modul<br />
Roba-brake-checker etwa erkennt<br />
durch die Analyse von Strom und<br />
Spannung die Bewegung der Ankerscheibe<br />
und weiß, in welchem Zustand<br />
sich die Bremse befindet. Neben dem<br />
Schaltzustand kann das Modul auch<br />
rückschließen auf Temperatur, Verschleiß<br />
und Zugweg- oder Zugkraftreserve,<br />
d. h. ob der Magnet noch<br />
genügend Kraft hat, die Ankerscheibe<br />
anzuziehen. Bei Erreichen der Zugkraftreserve<br />
sendet der Roba-brake-checker<br />
frühzeitig ein Warnsignal, dass noch<br />
eine bestimmte Betriebszeit der Bremse<br />
möglich ist. In dieser Zeit kann der Maschinenbetreiber die<br />
Wartung gezielt und abgestimmt auf seinen Arbeitsprozess<br />
vornehmen. Für Anwendungen, die zusätzlich eine Bremsmomentregelung<br />
erfordern, gibt es das Bremsmoment-Steuermodul<br />
Roba-torqcontrol. Es kann auch durch gezielte Beeinflussung von<br />
Strom und Spannung die Höhe des Bremsmoments im Betrieb<br />
verändern. Geräte und Maschinen lassen sich so gleichmäßig und<br />
sanft verzögern. Dieses Modul bietet die Möglichkeit, Regelkreise<br />
aufzubauen und Bewegungen intelligent zu bremsen. Die sichere<br />
Bremsenansteuerung Roba-SBCplus bietet Sicherheitsbremsen<br />
und sichere Bremsenansteuerung im Komplettpaket. Entwickelt<br />
wurde sie mit Pilz für Anwendungen, die Normen zur funktionalen<br />
Sicherheit erfüllen müssen. Das Modul muss beim Abschalten der<br />
Bremse den Strom in der Magnetspule sicher unterbrechen.<br />
Dazu arbeitet es mit verschleißfreien elektronischen Halbleitern<br />
und erreicht praktisch unbegrenzte Schalthäufigkeit und<br />
Schaltzuverlässigkeit.<br />
www.mayr.com<br />
Neue Baureihe elektrischer Linearantriebe<br />
Im Zeichen von Industrie 4.0 zeigt IMI Precision Engineering<br />
seine neuen kommunikationsfähigen Produkte. Zu den Highlights<br />
zählt die neue Baureihe elektrischer Linearantriebe,<br />
welche neben Pneumatikventilen, Geräten für die Druckluftaufbereitung<br />
und Drucküberwachung sowie Zylindern auf der Messe<br />
vorgestellt werden. Ein interaktives Display zeigt die Möglichkeiten<br />
digital vernetzter Produkte mit Industrial Ethernet und<br />
IO-Link-Technologie. Darüber hinaus wird gezeigt, wie sich<br />
Serviceleistungen mit digitalen Angeboten erweitern und verbessern<br />
lassen. Der 24/7-Webstore bietet neben Online-Bestellmöglichkeiten<br />
auch Echtzeitinformationen über Preise und<br />
Produktverfügbarkeiten. Online-Konfiguratoren helfen bei der<br />
Auswahl der für die Anwendung geeigneten Produkte, detaillierte<br />
technische Informationen, Broschüren und Kataloge stehen zum<br />
Download bereit. Unterwegs können Ingenieure die benötigten<br />
Produkte mit der Express-App des Herstellers auch mobil identifizieren,<br />
online bestellen oder den nächstgelegenen Händler mit<br />
Bestand lokalisieren.<br />
www.imi-precision.com<br />
PRECISION GEARS<br />
Seit 50 Jahren führend in hochpräzisen Verzahnungen<br />
Zahnräder und verzahnte Wellen 100 – 2.000mm<br />
Alle Fertigungsschritte im Haus<br />
28.000 m² Produktionsfläche<br />
Eigene Härterei<br />
ZWP Zahnradwerk Pritzwalk GmbH<br />
Freyensteiner Chaussee 15<br />
www.zahnradwerk.com<br />
D-16928 Pritzwalk
Shuttlewechsel im Betrieb<br />
Neue Servomotoren und Mehrachsregler<br />
Neuheiten aus dem Bereich der<br />
Antriebstechnik stellt Baumüller auf<br />
der Hannover Messe vor. Die Servomotoren<br />
DSH1 sind für Anwendungen<br />
entwickelt, die höchste Präzision<br />
erfordern. Das neueste Modell erreicht<br />
dank eines sehr niedrigen Rastmoments<br />
eine hohe Regelgüte und eignet sich<br />
damit für Anwendungen, die hohe<br />
Laufruhe erfordern. Die Servomotoren<br />
sind in den Baugrößen 45–100 verfügbar<br />
und decken damit einen Drehzahlbereich<br />
von bis zu 5 000 min -1 ab. Der<br />
Mehrachsregler b maXX 5800 eignet<br />
sich zur Regelung von bis zu sechs<br />
Antriebsachsen und kann frei konfiguriert<br />
werden. Das kompakte System verringert den Verdrahtungsaufwand<br />
und bietet eine schnellere Kommunikation, da<br />
Totzeiten durch die Feldbuskommunikation<br />
von einem Regler zum anderen entfallen.<br />
Neue Geräte gibt es auch bei den klassischen<br />
Anreihsystemen, wo die<br />
Achseinheiten b maXX<br />
5300 jetzt für Spitzenströme<br />
bis 430 A und<br />
damit auch für höhere<br />
Nennströme bis ca.<br />
180 A geeignet sind.<br />
www.baumueller.de<br />
Absolute Gestaltungsfreiheit<br />
Hochgeschwindigkeitsweiche<br />
ACOPOStrak<br />
Höchste Effektivität<br />
in der Produktion<br />
www.br-automation.com/ACOPOStrak<br />
Virtuelle Sensorik für<br />
Predictive Maintenance<br />
Nord Drivesystems arbeitet an der Entwicklung effizienter und<br />
zuverlässiger Funktionen zur Zustandsüberwachung mit virtueller<br />
Sensorik. Was virtuelle Sensorik bedeutet, wird am Beispiel<br />
der Öllebensdauer erläutert. Die Antriebstechnik wird damit<br />
befähigt, rein rechnerisch und ohne Hardwarekosten für Sen-<br />
soren vorausschauend Wartungstermine zu ermitteln. Die<br />
integrierte PLC wertet Betriebsdaten wie Strom, Spannung und<br />
Drehzahl aus. Daraus wird die aktuelle Öltemperatur indirekt<br />
berechnet. Unter Berücksichtigung der produktspezifischen<br />
Eigenschaften des verwendeten Schmiermittels wird die Ölalterung<br />
ermittelt. Die Schmierstofflebensdauer kann damit optimal<br />
ausgenutzt werden. Nord hat durch Versuche validiert, dass<br />
die berechnete Öltemperaturkurve der realen, gemessenen<br />
Temperaturkurve nahezu deckungsgleich folgt. Der Hersteller<br />
bereitet derzeit eine serienreife Lösung vor. Dabei ist die Validierung<br />
der Temperaturverläufe unter verschiedenen Belastungszuständen<br />
geplant. Funktionen zur vorausschauenden Wartung<br />
werden voraussichtlich ab Ende <strong>2018</strong> in allen Nord-Antriebselektronikeinheiten<br />
mit PLC zur Verfügung stehen.<br />
23. -27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 9<br />
Stand D26<br />
BesuchenSie uns!<br />
Antriebstechnik für die adaptive Maschine.<br />
Flexibler.Schneller.Produktiver.<br />
www.nord.com
Für anspruchsvolle Aufgaben<br />
Kompakte Umrichter vereinfachen Installation und optimieren Betriebseigenschaften<br />
Jede große Veränderung beginnt<br />
mit dem ersten Schritt. Diesen hat<br />
Siemens nun mit der Entwicklung<br />
von Motor-Modulen im<br />
Leistungsbereich von 500 bis<br />
630 Kilowatt getan. Diese neuen<br />
Leistungsteile Sinamics S120<br />
Chassis-2 kündigen die neue<br />
Umrichtergeneration an und sind<br />
der Startschuss zur kompletten<br />
Gerätemodernisierung im hohen<br />
Leistungsbereich. Lesen Sie, was<br />
diese können und warum das die<br />
Lösung für anspruchsvolle<br />
Antriebsaufgaben ist.<br />
Siemens steigt mit den neuen Frequenzumrichtern<br />
Sinamics S120 Chassis-2 in<br />
den Aufbau einer neuen Gerätereihe im<br />
oberen Leistungsbereich ein, die noch besser<br />
auf die Wünsche der Anwender zugeschnitten<br />
sind als bisher. Gleichzeitig bleibt<br />
das bisherige Portfolio der Sinamics S120<br />
Reihe verfügbar, sodass Anwender den Investitionsschutz<br />
genießen. Im ersten Schritt<br />
werden nun die neuen Umrichter im Leistungsbereich<br />
von 500 bis 630 kW auf der<br />
Hannover Messe <strong>2018</strong> vorgestellt. In weiteren<br />
Schritten kommen dann die neuen Geräte<br />
im Leistungsbereich von 315 bis 800 kW<br />
hinzu. Ab April <strong>2018</strong> werden auch die be-<br />
Manuel Huck und Doris Busse sind<br />
Produkt manager PD Large Drives<br />
bei der Siemens AG in Nürnberg<br />
währten Standardschränke Sinamics S120<br />
Cabinet Modules mit den neuen Motor-<br />
Modulen erhältlich sein<br />
Vereinfachte Integration<br />
Auf den ersten Blick erkennt man die kompakte<br />
Baugröße der neuen Leistungsteile.<br />
Durch konstruktive Optimierungen hat es<br />
Siemens geschafft, den Footprint der neuen<br />
Geräte je nach Baugröße zwischen 30 und<br />
60 % gegenüber den bekannten Sinamics-<br />
Geräten zu verkleinern und einheitlich im<br />
Design über den kompletten Bereich aufzubauen.<br />
Das bedeutet z. B., dass alle<br />
Anschlüsse identisch ausgeführt sind. Die<br />
Vorteile für Anwender: Einfacheres Engineering,<br />
Handhabung und vereinfachte<br />
Montage. Durch die ein fache Bestellbarkeit<br />
von Einbaukits wird der Aufbau von eigenen<br />
Schränken unterstützt.<br />
Reduzierte Derating-Faktoren<br />
sparen Kosten<br />
In die neu entwickelten Geräten der Sinamics<br />
S120 Chassis-2-Reihe wird nicht nur<br />
die neueste Halbleitergeneration eingesetzt,<br />
auch wurde besonderes Augenmerk<br />
auf Robustheit gelegt. So lässt sich das<br />
Derating halbieren und dadurch spürbar<br />
Kosten sparen, da Anwender keine unnötigen<br />
Überdimensionierungen mehr in Kauf<br />
nehmen müssen. Typischerweise kennt<br />
man das bei niedrigen Drehzahlen unter<br />
10 Hz oder bei Applikationen mit häufig<br />
auftretenden Überlastspielen.<br />
Ein weiterer Vorteil des Einsatzes der<br />
neuesten Halbleitergeneration zeigt sich<br />
bei Applikationen, die eine hohe Wechsellastfähigkeit<br />
benötigen, wie z. B. bei Zentrifugen,<br />
Prüfständen oder Pressen. Gerade<br />
bei solchen High-Performance-Applikatio-<br />
30 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE<br />
nen kommt es physikalisch bedingt zur<br />
Alterung der Halbleiter. Durch den Einsatz<br />
der neuesten Halbleiter in Verbindung mit<br />
einer robusten Auslegung kann nun bei<br />
diesen Applikationen die Lebensdauer der<br />
Geräte erhöht werden.<br />
Kühlkonzept bringt Vorteile<br />
Die Frequenzumrichter bieten Anwendern<br />
eine weitere Reihe von Optimierungen, die<br />
sich in der Praxis als vorteilhaft erweisen.<br />
Eine Verbesserung stellt z. B. das neu entwickelte<br />
Kühlkonzept dar. Die Ge räte besitzen<br />
nun einen geschlossenen Kühlkanal.<br />
Dieser Kanal ist von der Elektronik<br />
getrennt, Schmutzverteilungen im Geräteinneren<br />
können so nahezu ausgeschlossen<br />
und ungeplante Stillstände damit vermieden<br />
werden. Auch die Gefahr des ungewollten<br />
Einbringens leitfähiger Ob jekte wie<br />
Schrauben die herabfallen und eventuell<br />
mit Strom tragenden Bauteilen in Berührung<br />
kommen könnten, wird dadurch ausgeschlossen.<br />
Ein weiterer Vorteil ist der<br />
reduzierte Luftstrom wodurch sich die Luftführung<br />
im Schaltschrank verein fachen<br />
lässt, was den Aufwand für Schaltschrankbauer<br />
und Anlagenbetreiber reduziert.<br />
Durch den erweiterten Temperaturbereich<br />
von – 10 bis + 60 °C sinkt auch der Aufwand<br />
für Heizung oder Klimatisierung.<br />
In Verbindung mit einem integrierten<br />
Condition Monitoring lassen sich auf diese<br />
Weise Stillstandzeiten reduzieren. Entsprechende<br />
Lüftermodelle ermitteln anhand<br />
von Parametern wie Strom, Drehzahl,<br />
Temperatur die theoretische Lüfterlebensdauer.<br />
Anders als bisher, wo Lüfter nach<br />
einer vorgegebenen Betriebsstundenzahl<br />
getauscht werden sollten, kennen Anwender<br />
nun die Restlebensdauer des drehzahlgeregelten<br />
Lüfters und können künftig das<br />
Gerät zustandsorientiert instand halten.<br />
Die in den Sinamics S120 Chassis-2 integrierten,<br />
drehzahlveränderbaren Lüfter<br />
steigern nicht nur die Energieeffizienz,<br />
auch die Lebensdauer des Lüfters selbst<br />
wird verdreifacht. Die Lüftereinheit ist in<br />
einer Schublade montiert, durch Lösen von<br />
nur zwei Schrauben lässt sie sich in weniger<br />
als zwei Minuten tauschen.<br />
Doppelte Pulsfrequenz<br />
01 Siemens stellt<br />
die ersten Geräte<br />
der Frequenzumrichtergeneration<br />
Sinamics S120<br />
Innovation vor<br />
02 Die Lüftereinheit<br />
ist in<br />
einer Schublade<br />
montiert, durch<br />
Lösen von nur zwei<br />
Schrauben lässt sie<br />
sich in weniger als<br />
zwei Minuten<br />
tauschen<br />
Die neuen Geräte takten mit doppelter<br />
Pulsfrequenz, was positive Auswirkungen<br />
auf den Antriebsstrang hat. Durch eine<br />
höhere Pulsfrequenz können höhere Ausgangsfrequenzen<br />
und somit höhere Motordrehzahlen<br />
bedient werden. Trotz Verdoppelung<br />
der Taktfrequenz hat Siemens<br />
es geschafft, den Wirkungsgrad der Motor-<br />
Module bei dem jetzt schon hohen Wirkungsgrad<br />
von über<br />
98 % zu halten. Die<br />
Stromaufnahme im<br />
Motor sinkt spürbar –<br />
die Wicklungstemperatur<br />
steigt weniger an,<br />
was in einer Erhöhung<br />
der Energieeffizienz von<br />
bis zu 10 % resultiert<br />
und so die Öko bilanz<br />
des gesamten Antriebsstrangs<br />
positiv beeinflusst.<br />
Das Gerät kann ein erweitertes Spektrum<br />
von Applikationen kostengünstiger<br />
und einfacher bedienen.<br />
Fertig für die Digitalisierung<br />
Die Zielsetzung von Siemens: Neben hoher<br />
Langlebigkeit auch zukunftssichere<br />
Frequenzumrichter zu entwickeln. Im<br />
ersten Entwicklungsschritt ist eine Condition-Monitoring-Funktion<br />
für den Lüfter<br />
integriert. Der Anwender hat so die<br />
Möglichkeit, das einzige Verschleißteil<br />
des Umrichters wirklich bedarfsgerecht<br />
zu tauschen und damit unnötige Stillstandzeiten<br />
zu vermeiden. Die neuen<br />
Leistungsteile zeichnen sich also nicht<br />
durch eine Menge technischer Verbesse<br />
01 02<br />
Wir haben unsere Kunden<br />
gefragt, was können wir<br />
verbessern. Das Ergebnis: Ein<br />
zuverlässiges Produkt, einfach<br />
handhabbar und flexibel an die<br />
Marktanforderungen angepasst.<br />
Manuel Huck<br />
rungen aus, sondern sind bereits standardmäßig<br />
„ready for digitalization“.<br />
Die Sinamics 120 Chassis-2-Leistungs teile<br />
sind zu den bekannten Siemens-Frequenzumrichterreihen<br />
kompatibel und können<br />
einfach in bestehende Masterdrives- oder<br />
Sinamics-Anlagen integriert werden. So<br />
können z. B. auch Anlagen, die seit 25 Jahren<br />
in Betrieb sind, einfach sich ändernden<br />
Anforderungen angepasst werden. In der<br />
Praxis bedeutet das, dass sie ohne Mehraufwände<br />
in den gleichen Zwischenkreisverbund<br />
integriert werden können.<br />
Aber nicht nur bei den Chassis, auch<br />
bei den standardisierten Sinamics S120<br />
Cabinet-Modulen-2 wird die Funktionskompatibilität<br />
zur Verfügung stehen. Alt<br />
und neu lässt sich auf diese Weise bei<br />
beiden Ausführungen einfach miteinander<br />
kombinieren.<br />
www.siemens.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 31
Logarithmische Spirale<br />
revolutioniert Getriebebau<br />
Galaxie: Erste Getriebegattung mit flächigem Zahneingriff und mathematisch exaktem Gleichlauf<br />
Allgemein verfügbares Wissen oder Erfahrungswerte sind bei neuen Technologien zu Beginn einer<br />
Markteinführung in der Regel Mangelware. Bei dem Antriebssystem vom Typ Galaxie war dies nicht<br />
ganz der Fall, denn Wittenstein hatte das System bereits seit 2011 zusammen mit Lead-Kunden in<br />
konkreten Maschinenanwendungen eingesetzt und ständig weiterentwickelt. In den drei Jahren seit<br />
der Markteinführung von Galaxie sind jedoch weitere wichtige Erkenntnisse hinzugekommen.<br />
Das Antriebssystem Galaxie ist bereits am<br />
Markt anerkannt. Zu den Produktmerkmalen<br />
zählen neben dynamisierten Einzelzähnen<br />
– statt starren Zahnrädern – ein<br />
vollflächiger, hydrodynamischer Kontakt<br />
beim Zahneingriff – statt weniger tragfähiger<br />
Wälzpunkt-Linienkontakte – sowie die<br />
neue Lagerart mit segmentiertem Außenring.<br />
So bietet Galaxie optimale Leistungen<br />
in den Bereichen Spielfreiheit, Gleichlauf,<br />
Steifigkeit, Drehmomentdichte und Überlastsicherheit.<br />
Bereits in den ersten Pilotprojekten<br />
beim Einsatz in diversen Fertigungsanlagen<br />
führte dies nach Angabe der<br />
Anwender zu Produktivitätssteigerungen<br />
von rd. 40 % und mehr.<br />
Aufbau und Funktionsweise<br />
Die patentierte Getriebe-Kinematik verzichtet,<br />
im Gegensatz zu anderen Gattungen,<br />
auf ein starres Zahnrad. Stattdessen<br />
Dipl.-Ing. (FH) Thomas Bayer ist Leiter des<br />
Innovation Lab der Wittenstein SE in Igersheim<br />
findet die Drehmomentwandlung über<br />
dynamisierte Einzelzähne statt, die um ein<br />
unrundes Antriebspolygon mit Nadellagerung<br />
herum gruppiert sind und radial gleitend<br />
entlang der Innenverzahnung des<br />
Hohlrades geführt werden. Dieses Prinzip<br />
führt dazu, dass fast alle Zähne gleichzeitig<br />
am Zahneingriff beteiligt sind, während bei<br />
anderen Getriebeausführungen nur wenige<br />
Zähne gleichzeitig eingreifen. Hinzu kommt,<br />
dass die Zahnflanken der Einzelzähne sowie<br />
des Hohlrades erstmals als Logarithmische<br />
Spirale ausgeführt sind, wodurch der Zahneingriff<br />
nicht mehr wie bei Getrieben mit<br />
Zahnrädern als Linienkontakt stattfindet,<br />
sondern als Flächenkontakt mit hohem<br />
Traganteil. Der Kontakt beim Zahneingriff<br />
baut einen hydrodynamischen Schmierfilm<br />
auf, der mechanischen Verschleiß und Abrieb<br />
minimiert. Dadurch bleibt ein einmal<br />
eingestelltes Verdrehspiel oder Nullspiel<br />
über die komplette Lebensdauer konstant.<br />
Logarithmische Spirale als mathematische<br />
Funktion im Getriebebau<br />
Die universitäre Forschung hat den wissenschaftlichen<br />
Nachweis erbracht, dass Galaxie<br />
aufgrund seiner besonderen Kinematik eine<br />
eigenständige Gattung koaxialer Hohlwellengetriebe<br />
darstellt. So fand im September<br />
2017 die „International Conference on Gears“<br />
des Lehrstuhls für Maschinen elemente der<br />
Technischen Universität München/Forschungsstelle<br />
für Zahnräder und Getriebe<br />
FZG statt – die weltweit bedeutendste, wissenschaftliche<br />
Konferenz über Getriebeentwicklung<br />
mit über 700 Teilnehmern. Auf<br />
dieser Veranstaltung wurden zwei von Professoren<br />
begutachtete und freigegebene<br />
Vorträge über das Galaxie-System gehalten<br />
– in deren Rahmen mithilfe wissenschaftlicher<br />
Abstraktion nachgewiesen<br />
worden ist, dass es sich bei Galaxie um eine<br />
neue Getriebegattung handelt.<br />
Wegweisend für die Beweisführung war<br />
dabei, dass mit Galaxie die mathematische<br />
Funktion der Logarithmischen Spirale als<br />
Neuigkeit in den Getriebebau eingeführt<br />
wurde. Als Verzahnungsform von Polygon<br />
und Einzelzähnen führt sie zum flächigen<br />
Zahneingriff und zu einem mathematisch<br />
exakten Gleichlauf. Folgerichtig sind sowohl<br />
die theoretische Funktionsfähigkeit<br />
als auch die technischen Leistungsmerkmale<br />
und Vorteile von Galaxie innerhalb<br />
32 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE<br />
01<br />
02<br />
03<br />
01 Dynamisierte Zähne, die um ein Polygon<br />
herum gruppiert sind, kennzeichnen die<br />
Getriebe-Kinematik<br />
02 Die Natur zum Vorbild: Neben Evolvente<br />
und Zykloide ist die Logarithmische Spirale<br />
eine neue Funktion im Getriebebau<br />
03 Das modulare Portfolio erschließt durch<br />
verschiedene Bauformen und Varianten neue<br />
Anwendungen mit besonderen Leistungsoder<br />
Einbauanforderungen<br />
der Wissenschaft inzwischen anerkannt –<br />
was sich in der Aufnahme der neuen Getriebegattung<br />
in Standardwerke z. B. des<br />
Werkzeugmaschinenbaus dokumentiert.<br />
Gleichzeitig handelt es sich bei der im<br />
Galaxie-Getriebe verwendeten Logarithmischen<br />
Spirale um ein Phänomen, das<br />
sich auch in der Mathematik der Natur als<br />
effizient für den Material- und Energieeinsatz<br />
herausgebildet hat. So findet sich<br />
die Logarithmische Spirale als Vorbild in<br />
Bezug auf Effektivität und Design an<br />
Schneckenhäusern, bei der Anordnung von<br />
Kernen in Sonnenblumen oder auch in<br />
Spiralgala xien – die der Getriebegattung<br />
den Namen gegeben haben.<br />
Galaxie im Einsatz<br />
So auch bei Profiroll Technologies aus Bad<br />
Düben. Die Profilierung rotationssymmetrischer<br />
Werkstücke ist eine der Kernkompetenzen<br />
des Unternehmens. Mit der Integration<br />
des Antriebssystems vom Typ<br />
Galaxie D von Wittenstein in die Rollex<br />
Verzahnungswalzmaschinen konnte das<br />
Unternehmen die Bearbeitungsgeschwindigkeit<br />
erhöhen, gleichzeitig die Prozessqualität<br />
bei kritischen Bauteilen verbessern<br />
und so die Produktivität steigern. Maßgeblich<br />
für diesen Leistungs-, Qualitäts- und<br />
Effizienzsprung ist die hohe Verdrehsteifigkeit<br />
und dämpfende Eigenschaft des Antriebssystems.<br />
Ferner ermöglicht die hohe<br />
Verdrehsteifigkeit bei voller Maschinengeschwindigkeit<br />
ein vibrationsfreies Walzen<br />
von Kerb- oder Steckverzahnungen auf<br />
symmetrischen Wellen.<br />
Die Serien- und Sondermaschinen der DMT<br />
Drehmaschinen GmbH werden dort bevorzugt,<br />
wo Einzelteile und Kleinserien – auch<br />
mit komplizierten Konturen – schnell und<br />
mit hoher Präzision gefertigt werden müssen.<br />
Das Unternehmen setzt daher an der<br />
C-Achse ihrer Drehmaschinen auf das Antriebssystem<br />
vom Typ Galaxie G mit seiner<br />
Drehsteife und auch über die komplette Betriebsdauer<br />
spielfreien Getriebe-Kinematik.<br />
Hieraus ergeben sich bei Fräsbearbeitungen<br />
kürzere Bearbeitungszeiten und höhere Zerspanungsleistungen<br />
bei einer verbesserten<br />
Bearbeitungsqualität. Der Wegfall von Umspannvorgängen<br />
auch bei größeren Werkstücken<br />
vermeidet Rüstzeiten und schafft die<br />
Voraussetzung für eine bessere Formtreue,<br />
die bei einem erneuten Aufspannen schwerer<br />
zu erreichen ist. Die längeren Werkzeugstandzeiten<br />
wirken sich zudem positiv auf<br />
die Verfügbarkeit der Drehmaschinen aus.<br />
Spielfreiheit auch bei einem Flankenwechsel<br />
durch Umkehr der Bewegungsrichtung<br />
sowie hohe Drehsteifigkeit sind für<br />
die Broetje-Automation GmbH wichtige<br />
Eigenschaften, mit denen das Antriebssystem<br />
Galaxie GH das Regelverhalten der<br />
MPAC-Nietmaschinen optimiert und so<br />
deren Produktivität um bis zu 20 % verbessert.<br />
Die Maschinen verlangen eine hohe<br />
Präzision in der Bewegungsführung und<br />
Positionierung, denn diese verbinden vollautomatisch<br />
mit zehntausenden von Nieten<br />
Flugzeug-Rumpfsegmente und Verstrebungen<br />
von Flugzeugteilen, z. B. für den Airbus<br />
A380 oder den Boeing 787 Dreamliner.<br />
Als Winkelgetriebe an der prozessführenden<br />
Achse der MPAC-Nietmaschinen mon<br />
tiert, ermöglicht Galaxie GH dem komplexen<br />
Endeffektor mit seinen je fünf Positionierachsen<br />
für Unterwerkzeug und<br />
Nietkopf beim Bohren, Dichtmittel applizieren,<br />
Nieten setzen und Stauchen eine<br />
elektronisch geregelte und sensorüberwachte<br />
Genauigkeit von ± 0,1 mm. Zudem<br />
hat sich die Produktivität verbessert, weil<br />
sich durch das Galaxie GH die Bewegungsgeschwindigkeit<br />
der Achse verdoppelt hat.<br />
Galaxie vor wachsender<br />
Marktdurchdringung<br />
Experten von Hochschulen wie der RWTH<br />
Aachen wie auch in der Industrie sehen<br />
die Galaxie-Technologie mittlerweile am<br />
Beginn einer exponentiellen Marktdurchdringung.<br />
„Der Galaxie-Zug fährt“, lautet<br />
der Tenor, „für Maschinenbauer ist es<br />
höchste Zeit aufzuspringen, will man den<br />
technologischen Anschluss nicht verpassen.<br />
Jedes Zögern vergrößert den Rückstand.“<br />
Bei Wittenstein sieht man dies genauso<br />
– und hat daher eigens eine Fertigung<br />
mit leistungsfähigen Präzisionsmaschinen<br />
aufgebaut. Gleichzeitig hat die<br />
Erfahrung der zurückliegenden Phase der<br />
Marktreife die Grundlagen für den Aufbau<br />
eines modu laren Galaxie-Portfolios geschaffen,<br />
das durch verschiedene Bauformen<br />
und Varianten neue Anwendungen<br />
mit besonderen Leistungs- oder Einbauanforderungen<br />
erschließt – und so zur erwarteten,<br />
exponentiellen Marktdurchdringung<br />
beitragen wird.<br />
www.wittenstein.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 33
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Digitalisierung on Track<br />
Intelligentes Transportsystem für höchste Effektivität in der Produktion<br />
Die Digitalisierung reicht nicht aus,<br />
um Losgröße 1 und die<br />
individualisierte Massenproduktion<br />
umzusetzen. Es sind auch<br />
innovative Ansätze in Mechanik<br />
und Antriebstechnik nötig. Genau<br />
die bilden den Kern eines neuen,<br />
intelligenten Transportsystems, mit<br />
dessen Konzeption sich adaptive<br />
Maschinen und Anlagen für eine<br />
flexible und wirtschaftliche<br />
Produktion bauen lassen.<br />
Carmen Klingler-Deiseroth ist freie<br />
Fachjournalistin aus München<br />
Produzierende Unternehmen suchen<br />
nach Lösungen, um neue Produkte<br />
immer schneller auf den Markt zu bringen<br />
und wettbewerbsfähig zu bleiben. Die<br />
He rausforderung dabei ist: Eine möglichst<br />
hohe Gesamtanlageneffektivität – auch<br />
Overall Equipment Effectiveness (OEE) genannt<br />
– und Produktivität selbst bei der<br />
individualisierten Massenproduktion in<br />
Losgröße 1 zu erreichen. „Die viel diskutierte<br />
Digitalisierung auf der Basis von Kommunikationstechnologien<br />
und Software reicht<br />
dazu nicht aus“, sagt Robert Kickinger, Manager<br />
Mechatronic Technologies bei B&R.<br />
Auch der Transport der Produkte in Maschinen<br />
und Anlagen muss auf die neuen<br />
Anforderungen hin optimiert werden, was<br />
B&R getan hat: „Mit der Entwicklung des<br />
intelligenten Transportsystems AcopoStrak<br />
haben wir revolutionäre Möglichkeiten für<br />
wegweisende neue Maschinenkonzepte geschaffen“,<br />
sagt Kickinger.<br />
Weiche maximiert OEE<br />
Welche Eigenschaften machen das intelligente<br />
Transportsystem für die Automatisierung<br />
von Prozessen nun so einzigartig? „Da<br />
ist zum einen die Weiche. Sie funktioniert<br />
rein elektromagnetisch und damit völlig<br />
verschleißfrei“, so Kickinger. Wie bei einer<br />
Weggabelung lassen sich mit der Weiche<br />
des AcopoStrak nicht Autos, sondern Produktströme<br />
zusammenführen oder trennen.<br />
„Die Weiche löst bei voller Geschwindigkeit<br />
der Shuttles aus und beeinträchtigt<br />
damit nicht die Produktionsgeschwindigkeit“,<br />
hebt Kickinger hervor.<br />
Die Weiche ermöglicht es, Massenprodukte<br />
wie einen Sechserpack mit Getränken<br />
individuell mit unterschiedlichen<br />
Geschmacksrichtungen in Echtzeit zusammenzustellen<br />
– drei hiervon, zwei davon<br />
und eins davon – und zwar ohne Umbaumaßnahmen<br />
an der Hardware. Auch lassen<br />
sich mit der Weiche nach einer Qualitätskontrolle<br />
fehlerhafte Produkte an Ort und<br />
Stelle aussortieren. Das wirkt sich im<br />
Gegensatz zu herkömmlichen Maschinen<br />
oder Anlagen, bei denen mangelhafte Produkte<br />
meist bis zum Ende durch die Produktion<br />
geschleust und erst dann entnommen<br />
werden, positiv auf die Gesamtproduktivität<br />
aus.<br />
Parallele Bearbeitung<br />
Die Möglichkeit, mit dem Transportsystem<br />
parallel produzieren zu können, steigert<br />
ebenso die Produktivität. Mithilfe von<br />
34 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE<br />
Weichen lässt sich ein Produktstrom auf<br />
mehrere Bearbeitungsstationen verteilen<br />
und anschließend wieder zusammenführen.<br />
Einzelne Bearbeitungsschritte, die länger<br />
dauern, verlangsamen nicht mehr die<br />
Geschwindigkeit der Produktion. „Damit<br />
braucht der Endkunde für einen höheren<br />
Output keine proportional größere Maschinenstellfläche<br />
mehr“, sagt Kickinger. Der<br />
AcopoStrak führt also zu einer höheren<br />
Produktivität pro Fläche, was letztendlich<br />
zu einem höheren ROI beiträgt. Maschinen<br />
oder Anlagen, die auf dem intelligenten<br />
Transportsystem basieren, können bei<br />
Bedarf modular und flexibel um einzelne<br />
Trackelemente und Bearbeitungsstationen<br />
erweitert werden, um die Produktivität zu<br />
steigern. Damit wird die skalierbare Maschine<br />
Realität.<br />
Ebenso lassen sich mit AcopoStrak Maschinen<br />
und Anlagen bauen, die hochflexibel<br />
auf Fehler reagieren. Tritt z. B. bei einem<br />
Ventil einer Abfüllanlage ein Fehler auf,<br />
wird dieses Ventil nicht mehr angefahren.<br />
Es entsteht kein Ausschuss durch das<br />
de fekte Ventil – der Qualitätsfaktor der<br />
OEE-Kennzahl steigt.<br />
Umrüstung bei voller<br />
Geschwindigkeit<br />
Eine weitere Eigenschaft des Transportsystems<br />
ist, dass sich die Shuttles im laufenden<br />
Betrieb und ohne Werkzeug tauschen lassen.<br />
Das sorgt für eine hohe Verfügbarkeit.<br />
Beim Produktwechsel muss der Bediener<br />
lediglich die Räder der gerüsteten Shuttles<br />
auf die Führungen setzen. Durch Permanentmagnetkraft<br />
werden die Shuttles dann<br />
am Track gehalten. Noch effizienter wird<br />
die Umrüstung, wenn eine Servicelinie am<br />
Track vorhanden ist. „Wir können uns das<br />
wie bei einer Wechselbank beim Eishockey<br />
vorstellen“, erklärt Kickinger. Auf der Servicelinie<br />
werden die neuen Shuttles angebracht<br />
und über eine Weiche in die Produktivlinien<br />
des Tracks eingeschleust. Zeitgleich<br />
werden die nicht mehr benötigten<br />
Shuttles auf die Servicelinie umgeleitet.<br />
„All das passiert bei voller Produktionsgeschwindigkeit“,<br />
betont Kickinger.<br />
Das flexible Design des AcopoStrak erlaubt<br />
es, alle möglichen offenen und geschlossenen<br />
Formen auf der Basis einer<br />
Gitterstruktur zu bauen und miteinander zu<br />
kombinieren. Das Track-System ist im Kern<br />
ein Linearmotor, der modular aus vier Elementen<br />
aufgebaut wird: ein Geraden-Element,<br />
ein 45°-Element und zwei 22,5°-Elemente,<br />
eins nach rechts und eins nach links gebogen.<br />
„Der AcopoStrak passt sich optimal an<br />
die Gegebenheiten der Produktionsanlagen<br />
an“, sagt Kickinger und ergänzt: „Zudem ermöglicht<br />
er neue Maschinendesigns, die<br />
bisher nicht umsetzbar waren.“<br />
Hochdynamisch und flexibel<br />
Das intelligente Transportsystem ist nicht<br />
nur flexibel, sondern auch hoch performant.<br />
Es verfügt über eine Beschleunigung<br />
von mehr als 5 g und erreicht eine Maximalgeschwindigkeit<br />
von 4 m/s. Der minimale<br />
Produktabstand liegt bei 50 mm. Kickinger<br />
unterstreicht: „Ein System mit diesen Performancedaten<br />
in Kombination mit Weichen<br />
und der weitreichenden Designflexibilität<br />
ist ein Novum am Markt.“ Dadurch<br />
lässt sich die Produktivität steigern und der<br />
ROI maximieren, ist sich der Mechatronikspezialist<br />
sicher.<br />
Damit der AcopoStrak in kurzer Zeit zum<br />
Laufen kommt, stellt B&R umfangreiche<br />
Software-Funktionen zur Verfügung. Der<br />
Applikationscode ist in der Simulation<br />
ebenso wie auf der realen Hardware uneingeschränkt<br />
lauffähig. „Der Anwender kann<br />
während der Entwicklung beliebig zwischen<br />
Simulation und realer Hardware<br />
wechseln“, sagt Kickinger. Das verkürzt Entwicklung<br />
und Inbetriebnahme erheblich.<br />
Die Programmierung des Tracks erfolgt<br />
prozessorientiert. Der Programmierer beschreibt<br />
Regeln, die den Produktfluss am<br />
Track definieren. Das geht schneller, als<br />
eine hohe Anzahl an Achsen oder Shuttles<br />
einzeln zu programmieren. Der Entwickler<br />
der Applikations-Software wird zudem<br />
durch eine integrierte Kollisionsvermeidung<br />
entlastet, die für einen reibungslosen<br />
Fluss der Produktion sorgt.<br />
Mit dem AcopoStrak hat B&R eine Lösung<br />
geschaffen, mit der sich flexible und<br />
modulare Anlagen hochrentabel betreiben<br />
lassen. „Mit unserem System ermöglichen<br />
wir eine hohe Gesamtanlageneffektivität,<br />
eine hohe Rendite und kurze Time-to-market“,<br />
sagt Kickinger. Damit rückt die individuelle<br />
Massenproduktion in großem Stil in<br />
greifbare Nähe.<br />
www.br-automation.com/de<br />
01 Das intelligente Transportsystem<br />
AcopoStrak erreicht Beschleunigungen von<br />
mehr als 5 g und eine Maximalgeschwindigkeit<br />
von 4 m/s<br />
02 Durch die elektromagnetische Weiche<br />
können Produktströme bei voller Geschwindigkeit<br />
getrennt und wieder zusammengeführt<br />
werden<br />
03 Beim Produktwechsel setzt der Bediener<br />
nur die Räder der gerüsteten Shuttles auf die<br />
Führungen, auf den restlichen Linien läuft die<br />
Produktion in voller Geschwindigkeit weiter<br />
04 Das flexible Design des AcopoStrak<br />
erlaubt es, alle offenen und geschlossenen<br />
Formen auf Basis einer Gitterstruktur zu<br />
bauen und miteinander zu kombinieren<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 35
Hannover Messe<br />
Industrial-Ethernet-Leitung für die<br />
bewegte Applikation<br />
Lütze erweitert mit der Leitung Superflex Ethernet Bus (C)<br />
Pur Cat.6a sein Programm im Bereich Industrial Ethernet. Die<br />
torsionsfähige Leitung bietet eine Übertragungsrate bis 500 MHz<br />
und ist für den nordamerikanischen Markt zugelassen.<br />
Die Leitung war ursprünglich für die linearbewegte<br />
Anwendung geplant und wurde mit einer<br />
optimierten 4-paarigen Verseilung mit Kreuzelement<br />
als Kern realisiert und besticht mit ihren guten<br />
mechanischen Eigenschaften. Dadurch kann ein<br />
Einsatz mit Torsion bis ± 180° auf 1 m realisiert<br />
werden. Der halogenfreie, flammwidrige PUR-Außenmantel<br />
rundet die Einsatzfähigkeit in bewegten<br />
Maschinen- und Anlagenteilen ab.<br />
www.luetze.de<br />
Universaldrehgeber in<br />
sicherheitsrelevanten Anwendungen<br />
FSG präsentiert seinen neuen Multiturn-Drehgeber der Baureihe<br />
MH64-II-CAN(MU). Das 160 g leichte Gerät im Aluminiumgehäuse<br />
ist mit einem redundanten Hallsensor ausgestattet, der<br />
bis zu 64 Umdrehungen erfassen kann. Dank der kompakten<br />
Bauform eignet sich der Sensor für Anwendungen in Baumaschinen,<br />
mobilen Hubarbeitsbühnen und als Drehgeber für<br />
Seilzugsysteme zur Längenmessung. Die Signalausgabe erfolgt<br />
über eine CAN-Bus-Schnittstelle mittels CANopen oder CANopensafety-Protokoll.<br />
Mit seiner internen Signalüberwachung und<br />
Fehlererkennung ist der Sensor auch für sicherheitsrelevante<br />
Anwendungen der Kategorie PLd geeignet. Alternativ steht eine<br />
4–20-mA-Schnittstelle zur Verfügung, mit der der Sensor die<br />
Kategorie PLc erreicht. Der Drehgeber in Schutzart<br />
IP67 ist für einen Temperaturbereich von – 30 bis<br />
+ 80 °C ausgelegt und verfügt über eine<br />
Schockfestigkeit von 25 g sowie eine<br />
Vibrationsfestigkeit von 4 g. Der Drehgeber<br />
kann auch als Singleturn-Variante<br />
ausgeführt werden. Der elektrische<br />
Anschluss erfolgt wahlweise über einen<br />
M12-Stecker oder Kabel.<br />
www.fernsteuergeraete.de<br />
ndd 1 18.04.2017 14:40:18<br />
Die Benchmark bei<br />
integrierten Schrittmotoren<br />
diw Quickstep MIS Serie<br />
Halle 015<br />
Stand H43<br />
Hygienische Stirnradgetriebe für hohe<br />
Drehzahlen<br />
Nord Drivesystems hat seine Nordbloc.1-Reihe um einstufige<br />
Getriebe für Anwendungen mit hohen Drehzahlen und Drehmomenten<br />
erweitert. Das FEM-optimierte Blockgehäuse der<br />
Getriebe sorgt für Festigkeit und Steifigkeit. Der Aufbau mit<br />
Integrierter Schrittmotoren 0,1 bis 28 Nm<br />
Integrierte Servomotoren 50 W bis 3 kW<br />
Alle Industrial Ethernet und Standard Feldbusse<br />
Einzigartig durch Modulkonzept<br />
„nanoPLC“ on Board<br />
Closed Loop und verschiedene Encoder<br />
JVL Industri Elektronik A/S<br />
+49 7121– 1377260<br />
jvldrives@jvl.dk www.jvldrives.de<br />
internen Verstärkungen sowie die Steifigkeitserhöhung des<br />
Getriebegehäuses sorgen für einen geräuscharmen Lauf. Alle<br />
Lager- und Dichtungssitze sind im Gussteil enthalten. So entfallen<br />
Trennfugen, die das Gehäuse schwächen können und Ölleckagen<br />
begünstigen. Das Gehäuse ist aus Aluminium und damit leicht<br />
und robust. Zusätzlichen Schutz bietet die optionale Oberflächenveredelung<br />
NSD TUPH. Die Lager sind großzügig dimensioniert<br />
und können hohe axiale und radiale Kräfte aufnehmen. Durch die<br />
glatte, leicht zu reinigende Gehäuse-Oberfläche eignen sich die<br />
Getriebe für hygienekritische Branchen wie der Lebensmitteloder<br />
Pharmaindustrie. Typische Einsatzgebiete sind Pumpen,<br />
Mischer und Lüfter sowie Fördertechnik-Anwendungen.<br />
www.nord.com
Skalierbare Angebote an<br />
Industrie-4.0-Paketen<br />
Schaeffler bietet OEMs, Anlagenbetreibern und Industrieservice-<br />
Unternehmen spezielle Industrie-4.0-Lösungspakete. Mit diesen<br />
skalierbaren Angeboten lassen sich die Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit<br />
erhöhen und Prozesse optimieren. Das Smart<br />
EcoSystem dient dabei<br />
als IT-Infrastruktur für<br />
die Integration von<br />
smarten Komponenten,<br />
bewährten Visualisierungs-<br />
und Analysetools<br />
sowie digitalen Services.<br />
Das Unternehmen zeigt<br />
verfügbare Lösungspakete<br />
für ausgewählte<br />
Branchen und Geschäftsmodelle<br />
und<br />
stellt darüber hinaus<br />
neue und weiterentwickelte „Enabler“ für Industrie-4.0-Anwendungen<br />
vor. Mit einer Komplettlösung zur Überwachung und<br />
Schmierung der versorgungsrelevanten Aggregate sorgt der<br />
Hersteller bspw. in einem Wasserwerk für einen störungsfreien<br />
und zuverlässigen Betrieb. Um dem Ausfall von Kreiselpumpen<br />
vorzubeugen, nutzt der Trinkwasserversorger eine Gesamtlösung<br />
aus Condition-Monitoring-System SmartQB und Schmierstoffgeber<br />
Concept8. Der vorkonfigurierte SmartQB erkennt<br />
Unregelmäßigkeiten im Schwingungsverhalten der Aggregate,<br />
identifiziert mögliche Ursachen und gibt anschließend eine<br />
Klartextmeldung aus.<br />
www.schaeffler.com<br />
Servomotoren automatisieren die<br />
Lagerlogistik<br />
Ihre zündende Idee<br />
Unsere Lösung nach Mass<br />
Kugelgewindetriebe<br />
nach Mass<br />
beliebige Mutternform<br />
gerollte Präzision<br />
leistungsstark<br />
hoher Wirkungsgrad<br />
auch mit Steilgewinde<br />
zuverlässig<br />
preiswert<br />
100% Swiss made<br />
Heidrive stellt ihre HeiMotion Servomotoren vor, denn die<br />
hoch-performanten, kompakten Geräte werden durch direkt<br />
angebaute Planeten- oder Cycloidengetriebe mit integrierter<br />
Elektronik zur perfekten Antriebseinheit für fahrerlose Transportsysteme<br />
für die<br />
Logistik 4.0. Durch ihren<br />
hohen Wirkungsgrad<br />
erreichen sie eine hohe<br />
Abgabeleistung von bis<br />
zu 1 800 W bei einer<br />
Niederspannung von<br />
48 V und Flanschabmessungen<br />
von 80 × 80 mm.<br />
Für entsprechend hohe<br />
Lastströme bis 50 A erhält der Kunde Antriebe mit den passend<br />
dafür zugeschnittenen Kabeln – sowohl in radialer Richtung<br />
als auch als Winkelverschraubung oder axial aus dem Motor<br />
heraus. Die Signalleitung ist dazu steckbar oder auch in passender<br />
Länge als Kabel erhältlich. Die Baureihe mit integrierter<br />
oder aufgesetzter Elektronik ist in den Flanschmaßen 40, 60 und<br />
80 mm erhältlich. Autonom-navigierende Fahrzeuge revolutionieren<br />
aktuell die Lagerlogistik und werden auch weiterhin eine<br />
wichtige Rolle spielen. Bereits umgesetzte Kundenprojekte<br />
sprechen für einen hohen Bedarf an Antrieben für dieses<br />
Marktsegment.<br />
www.heidrive.de<br />
DE--Hannover<br />
23. bis 27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 16, Stand F04<br />
Eichenberger Gewinde AG<br />
5736 Burg · Schweiz<br />
T: +41 62765 10 10<br />
www.gewinde.ch<br />
wir bewegen. weltweit<br />
Ein Unternehmen der Festo Gruppe
HANNOVER MESSE I INTERVIEW<br />
Antriebstechnik –<br />
Branchen und Trends<br />
Im Interview: Wolfgang Pflug, Vorstand der Groschopp AG<br />
Die elektrische Antriebstechnik<br />
entwickelt sich rasant.<br />
Ob in der Lebensmittel- und<br />
Getränkeindustrie, in<br />
Dosiersystemen für die<br />
Kunststoffverarbeitung oder im<br />
Bereich E-Mobility – oft sind in<br />
verschiedenen Branchen innovative<br />
Sonderlösungen gefragt, die vor<br />
allem Hersteller von mittleren und<br />
Kleinserien, wie die Groschopp AG,<br />
mit individuellen Antriebskonzepten<br />
bedienen können. Welchen<br />
Anforderungen und Trends diese<br />
gerecht werden, berichtet<br />
Wolfgang Pflug, Vorstand der<br />
Groschopp AG.<br />
Herr Pflug, wie hat sich der Umsatz bei<br />
Groschopp im letzten Jahr entwickelt und<br />
wie schätzen Sie die Entwicklung für <strong>2018</strong><br />
ein?<br />
2017 hat sich unser Umsatz etwa den Vorgaben<br />
entsprechend entwickelt. Allerdings<br />
gab es bei der Zulieferung der Bauteile für<br />
unsere Produktion einige Verzögerungen<br />
aufgrund der hohen Nachfrage größerer<br />
Unternehmen. Nichts desto trotz sind wir<br />
auf dem guten Umsatzniveau des Vorjahres<br />
geblieben und erwarten für <strong>2018</strong> eine<br />
deutliche Steigerung um etwa acht Prozent<br />
basierend auf vielen neuen Projekten.<br />
In welchen Branchen erzielt Groschopp<br />
mit Motoren, Getrieben und Reglern<br />
prozentual gesehen die höchsten<br />
Umsätze?<br />
Der seit vielen Jahren umsatzstärkste<br />
Bereich ist bei Groschopp der Schalterbau.<br />
Wir beliefern weltweit Hersteller von<br />
Nieder-, Mittel- und Hochspannungsschaltern<br />
sowie Vakuum- oder Stufenschalter<br />
für Trafos, die zum Beispiel in der<br />
Energie verteilung zum Einsatz kommen.<br />
An zweiter Stelle steht die Medizintechnik,<br />
die wir beispielsweise mit Motoren und<br />
Getrieben für Zentrifugen, Mischer, Röntgengeräte<br />
oder Magnetresonanz-Tomographen<br />
beliefern. Rechnet man die Umsätze<br />
aus beiden Branchen zusammen,<br />
macht das knapp 40 Prozent unseres<br />
Geschäftes aus.<br />
Herr Pflug, in welchen Branchen möchten<br />
Sie das Unternehmen in der Zukunft<br />
stärker positionieren?<br />
Wir möchten uns zum einen noch stärker<br />
in der Medizintechnik positionieren, zum<br />
anderen möchten wir unsere Marktposition<br />
mit den Hygieneantrieben für Maschinen<br />
und An lagen in der Verpackungs-,<br />
Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie<br />
weiter aus bauen. Ein wichtiger Schritt in<br />
diese Richtung ist zum Beispiel die Weiterentwicklung<br />
unserer ESKH-Baureihe um<br />
Edelstahlmotoren mit Planetengetrieben<br />
sowie integrierbaren Servoreglern. Diese<br />
wollen wir zukünftig in verschiedenen<br />
Baugrößen anbieten.<br />
Den Bereich der Regeltechnik für unsere<br />
Antriebslösungen planen wir sogar noch<br />
weiter zu vertiefen, entweder mit Projekt-<br />
Partnern oder anhand eigener Produkte.<br />
Denn dezentral gesteuerte Antriebe mit<br />
integrierten Reglern werden in verschiedenen<br />
Anwendungen, zum Beispiel in<br />
der Dosiertechnik von Kunststoffgranulat
INTERVIEW I HANNOVER MESSE<br />
01 Das Basis-Konzept des ESKAM-Projekts<br />
ist ein mit einer Achse verbundener<br />
Elektroantrieb von Groschopp<br />
02 Für Bereiche mit hohen Hygieneanforderungen<br />
hat Groschopp neue<br />
Edelstahl-Motoren mit integriertem<br />
Planetengetriebe entwickelt<br />
in Kunststoffmaschinen oder auch im<br />
Bereich E-Mobility eine immer größere<br />
Rolle spielen.<br />
Auch im Bereich Motoren für elektrische<br />
Fahrzeuge sind wir derzeit wieder aktiv:<br />
Auf der Hannover Messe <strong>2018</strong> werden wir<br />
auf dem Gemeinschaftsstand des Ministeriums<br />
für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung<br />
und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen<br />
ein innovatives Antriebskonzept<br />
präsentieren, das wir im Rahmen<br />
des ESKAM-Projekts mit verschiedenen<br />
Partnern entwickelt haben. Die flexibel<br />
skalierbaren Achsantriebsmodule eignen<br />
sich zum Beispiel für den Einsatz in Sonder-<br />
und Nutzfahrzeugen im innerstädtischen<br />
Nahverkehr.<br />
In welchen Anwendungsbereichen sehen<br />
Sie noch Entwicklungspotenzial hinsichtlich<br />
innovativer Antriebslösungen?<br />
Wir möchten nicht nur im Bereich der<br />
Antriebssteuerung, sondern auch bei den<br />
Getrieben zukünftig neue innovative<br />
Lösungen anbieten: Zum einen mit Partnern,<br />
zum anderen bei unseren eigenen<br />
Produkten, gegebenenfalls auch mit<br />
neuen Baureihen. Wir beteiligen uns<br />
derzeit bereits an einem weitreichenden<br />
Forschungsprojekt, bei dem es um Weiterentwicklungen<br />
im Bereich der Stirnradund<br />
Planetengetriebe geht, die in Projekte<br />
für Industrie 4.0 eingesetzt werden sollen.<br />
Welche Anforderungen und Trends<br />
bestimmen derzeit den Markt?<br />
In der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie<br />
sind vor allem leicht zu reinigende<br />
Antriebe für die Anlagen gefragt.<br />
Viele Maschinenhersteller setzen deshalb<br />
vermehrt auf Hygieneantriebe, obwohl<br />
es immer noch keine international verbindlichen<br />
Vorschriften, Regelungen oder<br />
Definitionen zu diesem Thema gibt.<br />
Woran sich Hersteller technischer Komponenten<br />
für die Lebensmittelindustrie<br />
orientieren können, sind Zertifizierungen<br />
im Sinne des Hygienic Designs z. B. durch<br />
Organisationen wie EHEDG oder 3-A.<br />
Beim Export in das außereuropäische<br />
Ausland spielen zudem Anforderungen<br />
wie UL-/CSA-/CCC-Standards eine wichtige<br />
Rolle, denn die USA, Kanada und auch<br />
China erwarten Produkte, die ihren Vorschriften<br />
entsprechen.<br />
Werden Sie diesen Trends mit Ihrem<br />
Produktportfolio/Dienstleistungsspektrum<br />
gerecht?<br />
Ja, denn wir stellen mehr und mehr Produkte<br />
auf diese Standards um und haben<br />
so eine große Anzahl an Produkten, das<br />
heißt wir setzen auf Materialien, die diesen<br />
Anforderungen entsprechen. Die einzelnen<br />
Zulassungen wurden bei vielen Antrieben<br />
bereits durchgeführt und teilweise<br />
werden noch weitere folgen, je nachdem<br />
in welchen Applikationen unsere Produkte<br />
zum Einsatz kommen. Dies ist um so wichtiger,<br />
wenn der Kunde seine komplette<br />
Anlage prüfen lassen muss.<br />
Was bietet Groschopp an Technologien/<br />
Service-Leistungen, die andere Antriebshersteller<br />
nicht bedienen?<br />
Wir bieten kundenspezifische Antriebslösungen<br />
für kleine und mittlere Serien.<br />
Außerdem entwickeln wir unsere Projekte<br />
stets gemeinsam mit unseren Kunden.<br />
Das ist von Vorteil, weil wir dadurch die<br />
Antriebstechnologie bereits in einem<br />
frühen Entwicklungsstadium entsprechend<br />
anpassen beziehungsweise einbringen<br />
können.<br />
Was zeichnet das Unternehmen<br />
Groschopp besonders aus?<br />
Wir sind stets an verschiedensten Forschungsprojekten<br />
beteiligt und arbeiten<br />
eng mit Universitäten und öffentlichen<br />
Trägern zusammen: Zum Beispiel bei der<br />
Weiterentwicklung von Getrieben, Synchronmotoren<br />
sowie im Bereich E-Mobility.<br />
Herr Pflug, welche Meilensteine möchten<br />
Sie in den nächsten 5 Jahren technologisch<br />
gesehen erreichen?<br />
Wir möchten vermehrt integrierte Antriebe<br />
weiterentwickeln, um einen höheren<br />
Automatisierungsgrad zu erreichen. Das<br />
Zusammenspiel aus Motor, Getriebe und<br />
der dazugehörigen Steuerung ist dabei ein<br />
wichtiger Faktor.<br />
Außerdem setzen wir auf einen Durchbruch<br />
im Hygienic Design: Das heißt, dass<br />
sich allgemeingültige Regelwerke etablieren<br />
und entsprechende Lösungen wie<br />
unsere Edelstahlantriebe mehr Verbreitung<br />
finden, sodass wir in diesem Bereich<br />
weitere Marktanteile hinzugewinnen können.<br />
Im Zuge unserer Forschung gehen<br />
wir davon aus, dass sich zum Beispiel im<br />
Bereich E-Mobility entsprechende Lieferund<br />
Nutzfahrzeuge für den innerstädtischen<br />
Betrieb zunehmend durchsetzen<br />
werden und die öffentliche Hand auch<br />
verschiedenste Antriebe elektrifizieren<br />
wird, die ja oftmals noch mit 2-Takt-Verbrennungsmotoren<br />
betrieben werden.<br />
Entsprechende Reglements können wir<br />
dann mit unseren innovativen Antriebslösungen<br />
bedienen.<br />
Fotos: Hochschule Aalen, Groschopp AG und<br />
Fotolia (toeytoey)<br />
www.groschopp.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 39
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Präzision – eine Spezialität<br />
aus der Schweiz<br />
Dynamischer Kleinbetrieb mit umfassender Erfahrung im High-Tech-Bereich<br />
Wenn sich Satelliten um die<br />
Sonne drehen, dann denken<br />
Antriebstechniker und<br />
Maschinenbauer unweigerlich<br />
an Planetengetriebe – jene<br />
Einheiten, mit denen sich die<br />
Drehzahl-Drehmoment-<br />
Wandlung präzise erledigen<br />
lässt. Innerhalb der Faulhaber-<br />
Gruppe zählt bei der<br />
Herstellung aller<br />
Verzahnungsteile Schweizer<br />
Wertarbeit. Lesen Sie mehr.<br />
Michaël Raymond ist COO und Werkleiter<br />
der Rolla Microgear AG in Grenchen, Schweiz<br />
Zahnräder, Abtriebswellen, Zwischentriebe<br />
oder Ritzel aus unterschiedlichen<br />
Werkstoffen stellt die Rolla Microgear AG<br />
am Standort Grenchen her. Die Region<br />
am Bieler See wird aus gutem Grund als<br />
„Pre cision Valley“ bezeichnet. Sie ist das<br />
Zen trum für Uhren und Feinwerktechnik<br />
in der Schweiz. Das Unternehmen gehört<br />
seit 2007 zur Faulhaber-Gruppe und gilt<br />
dabei mit mehr als 50 Jahren Erfahrung als<br />
Ex perte in allen Verzahnungsfragen. „Wir<br />
liefern einerseits die Feinwerkteile für die<br />
Faulhaber-Getriebe und sind andererseits<br />
Partner für andere Kunden. Hier produzieren<br />
wir beispielsweise Zahnräder, die<br />
die Verbindung zwischen den Motoren<br />
und ihrer Applikation herstellen“, erklärt<br />
Michaël Raymond, COO und Werkleiter bei<br />
Rolla Microgear.<br />
Technisch auf dem<br />
neuesten Stand<br />
Die Praxis sieht häufig so aus, dass passend<br />
zur Applikation ausgelegte Getriebemotoren<br />
bestellt und einbaufertig von Faulhaber<br />
geliefert werden. „Das Ritzel als Schnittstelle<br />
zur Maschine/Applikation müssen viele<br />
Anwender dann aber noch selbst beschaffen<br />
und auf die Welle montieren“, berichtet<br />
Raymond aus Erfahrung. „Hier wollen wir<br />
uns in Zukunft noch mehr als Komplettanbieter<br />
empfehlen und liefern gemeinsam<br />
mit Faulhaber wirklich den kompletten Antriebsstrang<br />
inklusive der mechanischen<br />
Schnittstelle.“ Für diese individuellen<br />
Zahnrad- und Ritzelanpassungen ist Rolla<br />
Microgear bestens gerüstet. Die Schweizer<br />
produzieren immerhin mehr als zehn Millionen<br />
Bauteile allein für die Getriebe von<br />
Faulhaber. Typische Zahnradserien haben<br />
dabei eine Auflage zwischen 1 000 und<br />
einer Million Stück mit Durchmessern zwischen<br />
einem und 15 mm. Den exzellenten<br />
Maschinenpark hält Rolla Microgear ständig<br />
auf dem neuesten technischen Stand,<br />
was letztlich die Grundlage bildet, um kleine<br />
Bauteile aus Messing, gehärtetem Stahl<br />
oder auch Inox mit maximaler Präzision<br />
und Wiederholgenauigkeit herzustellen.<br />
40 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Das komplette<br />
Leistungsspektrum für Ihre<br />
Automatisierungslösung<br />
b maXX HMIs<br />
und Ubiquity<br />
Integrierte Fernwartungslösung<br />
ohne separate<br />
Hardware<br />
b maXX PCC-04<br />
Leistungsstarke<br />
Steuerungsplattform<br />
01 Rolla Microgear AG, Standort Grenchen<br />
b maXX 5800<br />
Kompakter und<br />
offener Umrichter<br />
02 Abtriebswellen mit Verzahnungen<br />
03 Planetengetriebe<br />
DSH1-Serie<br />
Hochpräzise<br />
Servomotoren<br />
„Mikroverzahnungen sind eine Schweizer<br />
Spezialität“, merkt Raymond an. Der damit<br />
ver bundene Anspruch reicht weiter von<br />
der Fertigung zur Prüfung. Im „Precision<br />
„Unsere Stärken liegen nicht nur in der Präzision, wir sind<br />
auch in der Lage, spezifische Kundenwünsche zu realisieren.“<br />
www.baumueller.de<br />
Valley“ überwacht die hunderprozentige<br />
Faulhaber-Tochter die Produkte nicht nur<br />
optisch, sondern mit präzisen Messverfahren<br />
wie der Zweiflankenwälzprüfung.<br />
Einhaltung strenger<br />
Toleranznormen<br />
Auch bei der Auswahl der Werkstoffe<br />
für die hochpräzisen Verzahnungsteile<br />
überlässt das Unternehmen nichts dem<br />
Zufall. Die Rohlinge, die in den Verzahnungs<br />
maschinen ihre endgültige<br />
Zahnradform erhalten, kommen ebenfalls<br />
aus der Faulhaber-Gruppe und werden<br />
aus Metallstangen mit Langdrehautomaten<br />
hergestellt, sogenannte „Schweizer<br />
Drehmaschinen.“ Nach dem Drehen<br />
des Rohlings und anschließendem Fräsen<br />
der Zahnradgeometrie sind die Teile<br />
für ein Faulhaber-Getriebe noch lange<br />
nicht einbaufertig. Zum Angebotsspektrum<br />
gehört bei Rolla Microgear ebenfalls<br />
die Wärmebehandlung der Bauteile, sowie<br />
Oberflächenbeschichtungsverfahren.<br />
In den Versand kommen die Teile erst<br />
dann, wenn sich die Profile innerhalb der<br />
strengen Toleranznormen bewegen. „Die<br />
Ansprüche von Faulhaber sind hoch“,<br />
meint der COO und will deshalb auch das<br />
Know-how seines Unternehmens weiter<br />
in zusätzliche Märkte tragen.<br />
www.faulhaber.com<br />
Besuchen Sie uns auf<br />
der Hannover Messe:<br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 14, Stand H12<br />
be in motion
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Vom Motor zum Antriebssystem<br />
Urs Kafader skizziert verschiedene Aspekte einer<br />
kundenspezifischen Motorentwicklung<br />
Warum bieten komplette<br />
mechatronische Antriebslösungen<br />
viele Vorteile gegenüber<br />
einzelnen Komponenten? Um<br />
ans Ziel zu gelangen, müssen<br />
zuerst einige wichtige Fragen<br />
beantwortet werden.<br />
Urs Kafader, technischer<br />
Ausbildungsleiter bei der Maxon<br />
Motor AG beschreibt die<br />
Entwicklung eines<br />
applikationsspezifischen Motors<br />
am Beispiel eines Hüftgelenks für<br />
einen Roboter. Erhalten Sie einen<br />
spannenden Einblick…<br />
BLDC Motor<br />
Housing<br />
Gearbox<br />
Smart Connectors<br />
Control Electronics<br />
Software<br />
with Sensor<br />
Das Unternehmen Maxon entwickelt sich<br />
immer stärker vom Komponenten- zum<br />
Systemlieferanten. Als Komponenten sind<br />
Motoren, Getriebe, Encoder sowie Kontroller<br />
zur Drehzahl- und Positionsregelung zu<br />
verstehen. Ein System dagegen ist hier eine<br />
komplette Antriebslösung, die als mechatronische<br />
Einheit und Subsystem in einen<br />
größeren Kontext eingebunden wird. Der<br />
Fokus liegt auf der zu erfüllenden Gesamtfunktion<br />
und nicht mehr auf den im Detail<br />
verwendeten Komponenten.<br />
Beispiel: Hüftgelenk für einen<br />
Roboter<br />
Ausgangslage ist eine kundenspezifisch angepasste<br />
Komponente, genauer ein Flachmotor.<br />
Zur besseren Kühlung ist der Rotor<br />
mit Löchern versehen. Zudem ist ein spezieller<br />
Kabelanschluss mit Stecker gefordert,<br />
um die vom Anwender beigestellte Motorsteuerung<br />
einzubinden. Die genaue Funktion<br />
des Motors und seine mechanischen<br />
und elektrischen Schnittstellen sind zunächst<br />
nicht bekannt. Erst intensivere Kontakte<br />
mit dem Kunden ergeben, dass der<br />
Motor ein Robotergelenk über ein Getriebe<br />
antreibt. Hier bietet sich eine stärker integrierte<br />
Gesamtlösung an, denn es herrschen<br />
stark eingeschränkte Platzverhältnisse, die<br />
Montagesituation der bestehenden Lösung<br />
ist komplex und mehrere Zusatzfunktionen<br />
werden benötigt.<br />
Mechanische Anforderungen<br />
Kleine Drehzahlen und hohe Drehmomente<br />
verlangen eine Motor-Getriebelösung:<br />
n Bewegungsumfang am Getriebeabgang<br />
ca. 120°<br />
n Blockieren des Gelenks bei Stromausfall<br />
(Haltebremse)<br />
n Möglichkeit, die Blockade zu lösen; System<br />
darf nicht selbsthemmend sein<br />
n Kabeldurchführung für Leitungen, die<br />
durch die Hüfte gehen<br />
n Elektrische und elektronische Anforderungen<br />
n Ansteuerung des bürstenlosen Motors<br />
(Kommutierung, Strom- und Drehzahlregelung)<br />
n Kommunikation mit übergeordneter<br />
Steuerung<br />
n Winkelsensor im Motor und am Getriebeabgang,<br />
Positionsinformation geht an<br />
übergeordnete Steuerung<br />
All dies findet im Kontext eingeschränkter,<br />
vorgegebener Abmessungen und Gewichtsverhältnisse<br />
statt. Des Weiteren sind die<br />
Emissionen (Temperatur, Vibrationen, Geräusche)<br />
gering zu halten. Da der Antrieb<br />
batteriebetrieben ist, soll dieser möglichst<br />
energieeffizient arbeiten.<br />
Diese Anforderungsliste zeigt exemplarisch<br />
die Aspekte, die es bei einer integrierten<br />
Lösung zu beachten gilt und die nur mit<br />
intensivem und offenem Gedankenaustausch<br />
zwischen Kunde und Systemlieferant<br />
geklärt werden können.<br />
Systemabgrenzung<br />
Zunächst stellt sich die Frage, was alles zum<br />
System gehören soll. Wo sind sinnvolle Sys-<br />
Übrigens …<br />
Die vorgeschlagene Lösung für das<br />
Roboter-Hüftgelenk besteht aus dem<br />
ursprünglich gewählten Flachmotor –<br />
allerdings mit integrierter elektronischer<br />
Ansteuerung (auf Basis eines Maxon-<br />
Escon-Kontrollers) und kombiniert mit<br />
einem Sondergetriebe. Motor- und<br />
Getriebepositionen werden über integrierte<br />
Encoder ermittelt. Die speziell<br />
konstruierte Haltebremse wirkt direkt<br />
auf den Rotor des Motors und ist im kompakten<br />
Gehäuse untergebracht. Für den<br />
Kunden vereinfacht und verkürzt sich die<br />
Montage erheblich gegenüber der vorherigen<br />
Lösung aus Einzelkomponenten.<br />
42 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
INTERVIEW I HANNOVER MESSE<br />
01<br />
Black Box<br />
Skizzierte Black-Box-Betrachtung<br />
02<br />
Kundenspezifische Systemlösung<br />
Kundenspezifische Systemlösung<br />
Spannung<br />
Strom<br />
Befehle<br />
Gewicht Abmessungen<br />
Hüftgelenk<br />
Motor Getriebe Encoder Bremse<br />
Rückdrehbarkeit, Bremse lösen<br />
Drehmoment<br />
Drehzahl<br />
Motorposition<br />
Gelenkstellung<br />
Kabeldurchführung<br />
Motor mit integriertem<br />
Kontroller und<br />
Positionssensor<br />
Sondergetriebe mit 120°<br />
Abgang und Encoder<br />
Kabeldurchführung<br />
Temperatur Geräusch Vibrationen<br />
Abmessungen Wirkungsgrad<br />
Spezielle Bremse mit<br />
separatem Mechanismus<br />
zum Lösen<br />
temgrenzen anzusetzen unter Berücksichtigung<br />
der zu erreichenden Funktionalität?<br />
Wie sieht die Systemumgebung, wie die<br />
elektrischen, mechanischen Schnittstellen<br />
aus? Wie werden die Informationen ausgetauscht<br />
und wie kommuniziert der Endbenutzer<br />
bei Gesamtsystemen?<br />
Sichtweisen auf Systeme<br />
Bei der Entwicklung von komplexeren Systemen<br />
sind meist Personen mit unterschiedlichen<br />
Sichtweisen und unterschiedlichem<br />
Wissenshintergrund beteiligt. Wie<br />
kann man die Kommunikation optimal gestalten,<br />
sodass alle dasselbe verstehen und<br />
dieselben Ziele verfolgen? Eine Black-Box-<br />
Betrachtung, wie skizziert, kann helfen.<br />
Sinnvoll ist auch eine Top-down-Herangehensweise,<br />
die sich nicht in Details verliert.<br />
Ein weiterer Aspekt, der häufig bei Gesamtsystemen<br />
vernachlässigt wird: Wie können<br />
die Bedürfnisse des Endanwenders berücksichtigt<br />
werden?<br />
Systeme spezifizieren<br />
Der Auslöser für eine Systementwicklung<br />
kann wichtige Hinweise zur Formulierung<br />
des Zielkatalogs enthalten. Ist es eine<br />
Neuentwicklung? Geht es um die Verbesserung<br />
einer bestehenden Lösung? Warum<br />
ist die bestehende Lösung unbefriedigend?<br />
Grundlage einer Spezifikation ist immer<br />
eine Situationsanalyse: Worum geht es und<br />
welche Ziele sollen erreicht werden? Wie<br />
sieht der Systemkontext aus? Wichtig ist,<br />
dass der Zielkatalog lösungsneutral formuliert<br />
wird. Zum Beispiel kann man sich<br />
im obigen Beispiel fragen, ob das Blockieren<br />
bei Stromausfall nur mithilfe einer<br />
Haltebremse erreicht werden kann oder<br />
vielleicht auch durch ein selbsthemmendes<br />
Getriebe.<br />
Lösungen<br />
Systemintegration bedeutet,<br />
verschiedene Fachrichtungen unter<br />
einen Hut zu bringen. Bei Antriebssystemen<br />
sind dies Mechanik,<br />
Elektrotechnik, Sensorik und Regeltechnik<br />
sowie Programmierung.<br />
Dr. sc. Nat. Urs Kafader,<br />
Ausbildungsleiter, Maxon Motor AG<br />
Der Zielkatalog dient als Basis, um Lösungsvarianten<br />
zu erarbeiten, die dann auf<br />
ihre Tauglichkeit beurteilt werden. Mögliche<br />
Lösungen basieren häufig auf bestehenden<br />
Produkten. In diesem Zusammenhang<br />
sind die von Maxon entwickelten<br />
Produktplattformen wichtig. Sie erlauben<br />
bei der Systementwicklung einen Rückgriff<br />
auf bestehende und erprobte Komponenten,<br />
die zudem rasch angepasst werden<br />
können. Dies verkleinert das Entwicklungsrisiko<br />
in technischer, zeitlicher und ökonomischer<br />
Hinsicht.<br />
Systeme von Maxon Motor sind meist im<br />
mechatronischen Umfeld zu Hause. Sie<br />
verbinden mechanische und elektronische<br />
Komponenten: Mechanik, Aktuatoren, Sensoren<br />
und Kontroller. Dabei spielt Software<br />
eine immer wichtigere Rolle, z. B. in Form<br />
von Kontroller-Firmware<br />
oder als Programm,<br />
das eine ganze<br />
Anlage steuert.<br />
Bei der Beurteilung<br />
von Lösungsvarianten<br />
ist sicherzustellen, dass<br />
Gleiches mit Gleichem<br />
verglichen wird. Zum<br />
Beispiel sind für den<br />
Kunden die Kosten für<br />
ein Gesamtsystem im<br />
Vergleich zu den Kosten für individuelle<br />
Komponenten unter Berücksichtigung der<br />
Mehraufwände für Schnittstellen und Montage<br />
aufzurechnen.<br />
Ökonomische Randbedingungen<br />
Integraler Bestandteil der Situationsanalyse<br />
ist, ob und wann sich eine Neuentwicklung<br />
lohnt. Welche Stückzahlen sind in welcher<br />
Zeit zu erwarten? Dazu sind realistische<br />
Marktabschätzungen nötig. Es muss geklärt<br />
werden, ob die Entwicklungs- und Werkzeugkosten<br />
auf den Produktpreis geschlagen<br />
oder separat als einmalige Fixkosten<br />
(NRE-Kosten/non recurring engineering<br />
costs) abgerechnet werden. Grundsätzlich<br />
kann eine Wirtschaftlichkeitsberechnung<br />
(NPV/net present value) als Basis zur ökonomischen<br />
Projektbeurteilung dienen.<br />
Weitere Kriterien sind aber auch der strategische<br />
Fit und eine Risikoabschätzung.<br />
www.maxonmotor.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 43
Hannover Messe<br />
Frequenzumrichter für Schwerlast-<br />
Anwendungen mit hoher Überlastbarkeit<br />
Yılmaz Redüktör präsentiert einen neuen Umrichter unter dem<br />
Namen YI-Integrated Serie. Die YI sind für den Betrieb von<br />
Motoren in den Leistungsstufen von 0,25 bis 7,5 kW erhältlich.<br />
Geeignet sind sie für Schwerlast-Anwendungen mit hoher<br />
Überlastbarkeit (150 % 60 s). Beschichtete Leiterplatten bieten<br />
Schutz gegen raue Umgebungen. Das robuste Gehäuse mit<br />
Schutzart IP65 kann direkt auf dem Motorklemmenkasten<br />
montiert werden, um vollintegrierte Antriebseinheiten<br />
und dezentrale Antriebslösungen<br />
für den Einsatz im Feld zu schaffen.<br />
Schließlich verhindert ein eingebauter<br />
EMV-Filter die leitungsgebundene und<br />
über die Felder abgestrahlten Störungen und<br />
sorgt somit für eine allgemeine störungsfreie<br />
Funktion aller elektrischen und elektronischen<br />
Komponenten.<br />
www.yilmazreduktor.de<br />
Schneller Profinet-Drehgeber mit neuem<br />
Encoder-Profil<br />
Nach Veröffentlichung der neuen Version 4.2 des Profidrive/<br />
Encoder-Profils hat TWK seinen Profinet-Drehgeber überarbeitet.<br />
Die neue Version 4.2 des Encoder-Profils beinhaltet jetzt neben<br />
den Class3- und Class4-Encoder-Application-Classes auch die<br />
älteren Class1 und Class2. Die in der alten Version definierten,<br />
einfacheren Telegramme wurden dafür in die neue Profil-Version<br />
übernommen. Dadurch sind die Geräte kompatibel zu alten<br />
Profibus- oder Profinet-Geräten. Die neue Version des Profinet-<br />
Drehgebers TRT unterstützt nun die Application Classes 1 bis 4<br />
und erreicht durch das Upgrade Sensorik-Zykluszeiten von<br />
< 250 µs. Damit ist er für zeitkritische und taktsynchrone<br />
Anwendungen geeignet. Die Auflösung des Positionssignals<br />
beträgt nun 16 Bit. Das gleichzeitig ausgegebene Geschwindigkeitssignal<br />
hat die gleiche Aktualisierungsrate wie der Positionswert.<br />
Neu ist außerdem der optionale Inkrementalausgang mit bis<br />
zu 65 535 Impulsen.<br />
www.twk.de<br />
Spielarme Planetengetriebe<br />
Dunkermotoren bringt mit der Getriebe-Baureihe PLG 40 LB,<br />
PLG 60 LB und PLG 80 LB drei neue spielarme Planetengetrieben<br />
auf den Markt. Das maximale Umkehrspiel liegt je nach Baugröße<br />
und Untersetzung zwischen 7 und 19 arcmin und es können Nennmomente<br />
bis zu 92 Nm sowie Beschleunigungsmomente bis zu<br />
184 Nm übertragen werden. Diese werden in Anwendungen eingesetzt,<br />
bei denen ein geringes Spiel erforderlich ist. Dies ist z. B.<br />
bei Positionieraufgaben der Fall. Da die Getriebebaureihe neben<br />
dem geringen Spiel über ganzzahlige Untersetzungen und eine<br />
hohe Lebensdauer verfügt, wird sie den Servogetrieben zugeordnet.<br />
Die Getriebe eignen sich daher für Kombinationen mit den<br />
dynamischen Motoren der Baureihe BG<br />
mit integriertem Controller dPro<br />
und Sinuskommutierung.<br />
Lebenserwartung weit übertroffen<br />
Die Dünnringlager von Nachi, die im Mars-Rover Curiosity der<br />
Nasa verbaut sind, erweisen sich als langlebiger denn erwartet.<br />
Die Gebrauchsdauer war ursprünglich auf zwei Jahre datiert, nun<br />
www.dunkermotoren.de<br />
Skarke Ventilsysteme<br />
Ihr starker Partner für Öl-Service und Entlüftung.<br />
Auf der Rut 4<br />
64668 Rimbach-Mitlechtern<br />
Tel. 06253 - 80 62-0<br />
Fax 06253 - 80 62-22<br />
E-Mail info@skarke.de<br />
Web www.skarke.de<br />
dauert die Marsmission schon mehr als fünf Jahre an. Die leichten<br />
Lager befinden sich im Antriebssystem des Rovers und arbeiten<br />
dort unter widrigen Bedingungen des Weltraums wie z. B. Temperaturen<br />
zwischen – 120 und 0 °C. Eine hohe Zuverlässigkeit<br />
bei langer Gebrauchsdauer weist der Hersteller auch für seine<br />
Standardwälzlager aus, z. B. für die universell einsetzbaren Rillenkugellager,<br />
Axialkugellager in Varianten für ein- oder beidseitige<br />
Lastaufnahme, Schrägkugellager, ein- und zweireihige Zylinderrollenlager,<br />
radiale und axiale Pendelrollenlager oder Kegelrollenlager.<br />
Ergänzend zu den Standardwälzlagern gibt es auch hochgenaue<br />
Präzisionslager mit minimiertem Lagerspiel, planparallel<br />
geschliffene, axial spielfrei gepaarte Wälzlager sowie Gehäuse-<br />
Wälzlager-Einheiten.<br />
www.nachi.de<br />
44 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong><br />
Starke.indd 1 26.06.2017 11:20:34
Vereinfachte Konfektion<br />
Eine Hochgeschwindigkeitsleitung, die einfach und schnell zu<br />
montieren ist, ist die Etherline PN CAT.6A Fast Connect von Lapp.<br />
Sie eignet sich für Anwendungen, bei denen große Datenmengen<br />
übertragen werden müssen, etwa in der Industrie- und Gebäudevernetzung.<br />
Mit einem<br />
Trennkreuz, das die vier<br />
Aderpaare trennt, und<br />
einem Innenmantel kommt<br />
die Leitung ohne Paarschirmung<br />
aus. Das passende<br />
Werkzeug des Herstellers,<br />
das in einem Arbeitsgang die<br />
Leitung für eine Steckerkonfektion<br />
aufbereitet, verringert den Zeitaufwand zusätzlich. Die<br />
neue Schirmung verspricht zudem eine lange Gebrauchsdauer.<br />
Die Leitung erreicht mit 10 Gbit/s die gegenwärtig maximale<br />
Übertragungsrate bei Kupferverkabelungen im industriellen<br />
Umfeld. Alle Profinet-Leitungen des Herstellers sind sowohl<br />
untereinander kompatibel als auch mit denen anderer Hersteller.<br />
Neben der Konformität zum Profinet-Standard ist die Leitung<br />
zudem für den nordamerikanischen Markt UL-zertifiziert.<br />
www.lappkabel.de<br />
Lineartechnik in vielen Einsatzbereichen<br />
Rodriguez bietet für nahezu jede Bewegungsaufgabe die passende<br />
Lineartechnik: Im Portfolio finden sich neben komplett bearbeiteten<br />
Führungswellen inkl. Zubehör bspw. auch Kugelumlaufführungen<br />
und Kugel- sowie Trapezgewindetriebe. Rodriguez bietet<br />
beide Arten der Gewindespindeln sowohl in metrischen als auch<br />
in zölligen Abmessungen in allen gängigen Industrienormen an.<br />
Kugel- und Trapezgewindetriebe werden quer durch alle industriellen<br />
Branchen eingesetzt, z. B. in Verstell-, Verfahr- und Klemmeinrichtungen<br />
für Produktions- und Werkzeugmaschinen, aber<br />
auch in Roboteranwendungen, der Medizintechnik oder der<br />
Halbleiterproduktion. Auch maßgeschneiderte Ausführungen<br />
für spezielle Anwendungen sind möglich. Darüber hinaus bietet<br />
Rodriguez ein umfangreiches Produktportfolio im Bereich der<br />
Präzisionslager an: Mit<br />
Kaydon Dünnringlagern,<br />
Kugeldrehverbindungen,<br />
Großwälzlagern und vielen<br />
anderen hochqualitativen<br />
Komponenten lässt sich<br />
eine große Bandbreite an<br />
Applikationen abdecken.<br />
www.rodriguez.de<br />
Positionssensoren mit SSI-Schnittstelle<br />
Die Temposonics T-Serie von MTS Sensors wurde um eine SSI-Schnittstelle erweitert, welche auch entsprechend der NEC-Standards<br />
500, 505 und 506 sowie CEC und auch ATEX und IECEx zertifiziert ist. Zudem sind die Sensoren auch für die russischen und japanischen<br />
Märkte zugelassen. Durch die Schnittstellenerweiterung wird eine deutliche Erweiterung der Funktionalität ermöglicht. Die nun<br />
verfügbare SSI-Schnittstelle bietet den Vorteil, dass außer den Positionsdaten, weitere Informationen bis zu 0,5 μm digital übertragen<br />
werden können. So können die Statusinformationen im Betrieb überwacht werden und im Fehlerfall stehen umfangreiche<br />
Diagnosemöglichkeiten zur Verfügung. Die magnetostriktiven linearen Positionssensoren der T-Serie wurden speziell<br />
für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen entwickelt, in denen sie bspw. Flammen oder<br />
ätzenden Stoffen ausgesetzt sind. Das extrem genaue, berührungslose Messverfahren ist<br />
besonders für anspruchsvolle Applikationen geeignet. Aufgrund der Technologie sind die<br />
Sensoren druckfest und unempfindlich gegen Vibrationen und Schock.<br />
www.mtssensors.com<br />
Encoder für Motorfeedback – linear und lagerlos rotativ<br />
HMI <strong>2018</strong><br />
Halle: 9, Stand: F82<br />
Messung magnetisch absolut und inkrementell<br />
Berührungslos und völlig verschleiß- und wartungsfrei<br />
Extrem präzise, auch bei Verschmutzung des Maßstabs<br />
Flexible Dimensionierung von Messlängen und Durchmessern<br />
Einfaches Handling, hohe Positionsgenauigkeit bei hochdynamischen Prozessen<br />
Safety SIL2 zertifiziert (optional)<br />
SIKO GmbH,Tel.+49 7661 394-0,www.siko-global.com
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Tradition gepaart mit Innovation<br />
Wie eine erfolgreiche Implementierung der Servotechnik in eine<br />
Großflächenstanze gelingt<br />
Die Unternehmen Schoen+Sandt und Voith verbindet eine langjährige<br />
Zusammenarbeit. Das jüngste Projekt ist eine Großflächenstanzmaschine.<br />
Hierbei hat Voith Schoen+Sandt im großen Rahmen unterstützt und somit<br />
zur erfolgreichen Integration des Antriebs beigetragen.<br />
Heinz Becker ist Sales Manager bei der<br />
Voith Turbo H+L Hydraulic GmbH & Co. KG<br />
in Rutesheim<br />
Schoen+Sandt blickt auf eine lange Tradition<br />
und eine 150 Jahre alte Geschichte<br />
zurück. Heute arbeiten rund 250 Mitarbeiter<br />
weltweit an der Produktion präziser<br />
Maschinen zur Bearbeitung nichtmetallischer<br />
Materialien. Die Fabrikate kommen<br />
in der Automobilindustrie, aber auch beim<br />
Stanzen von Bodenbelägen oder Puzzles<br />
zum Einsatz.<br />
Für Kunden des Maschinenbauers sind<br />
besonders die Taktzahl, Geschwindigkeit,<br />
Stanzschnittqualität und Genauigkeit von<br />
Bedeutung. Hohe Ansprüche bei stets individueller<br />
werdenden Maschinen – hierfür<br />
bietet das Unternehmen passende<br />
Lösungen und behält dabei die Energieeffizienz<br />
im Auge. Diese Prinzipien gelten<br />
auch für verwendete Maschinenkomponenten.<br />
Bei der Auswahl der Zulieferer<br />
wird Wert auf Qualität und Energieeffizienz<br />
gelegt. Der Partner muss die Anwendung<br />
des Endkunden kennen und mit
Besonders wichtig ist<br />
die Anpassung der<br />
Teilsysteme an die<br />
Gesamtkonzeption der<br />
Anlage. Zusammen mit<br />
Voith wurde der<br />
Servopumpenantrieb<br />
optimal in die<br />
Großflächenstanze von<br />
Schoen+Sandt<br />
integriert<br />
innovativer Herangehensweise an modernen<br />
Lösungen arbeiten.<br />
Voith erfüllt diese Bedingungen. Seit<br />
mehr als 30 Jahren arbeitet man mit Voith<br />
Turbo H + L Hydraulic zusammen. Das Produktportfolio<br />
umfasst Hydrauliksysteme,<br />
Innenzahnradpumpen, Servopumpen und<br />
Hydraulikaggregate. Mit Schoen+Sandt<br />
kann man sich bei Voith identifizieren,<br />
denn das Unternehmen blickt selbst auf<br />
eine 150 Jahre alte Geschichte zurück.<br />
Intelligente Systeme<br />
Jüngstes Beispiel für die Zusammenarbeit<br />
ist eine 240-t-Großflächenstanze. Die Großflächenstanzmaschine<br />
Typ 5050 für Bodenbeläge<br />
hat eine Stanzfläche von 2 200 mm<br />
auf 1 600 mm und einen Stanzhub von<br />
165 mm – bei einer Stanzkraft von 2 400 kN.<br />
Zudem besitzt sie ein automatisches Werkzeugklemmsystem,<br />
Anlegeleisten zum manuellen<br />
Werkzeugwechsel und mechanische<br />
Anschläge zur Stanztiefenbegrenzung.<br />
Weitere Features sind die Zentriervorrichtung<br />
zur Positionierung des Bogenmaterials<br />
auf dem Rollengang und die<br />
doppelte Ausführung der Materialanlegevorrichtung,<br />
durch die Fertigungsstillstandzeiten<br />
beim Palettenwechsel vermieden<br />
werden. Auch die Stanzbandanlage<br />
ist ein intelligentes System: Sobald das<br />
Bogenmaterial auf dieser positioniert ist,<br />
wird es zum Stanzvorgang mittig unter<br />
die Großflächenstanzanlage getaktet. Die<br />
Stanzbandverschiebevorrichtung dient zur<br />
besseren Ausnutzung des Stanzbandes.<br />
Zur Bandreinigung ist eine Walzenbürste<br />
integriert. Zudem ist dem Stanzband ein<br />
Beschleunigungsband nachgeschaltet, mit<br />
dessen Hilfe der entstehende Stanzabfall<br />
abgeführt werden kann.<br />
Energieeinsparung von<br />
bis zu 70 %<br />
Jede Baugruppe der Maschine hat es in<br />
sich, denn komplexe Hydrauliksysteme<br />
haben hohe regelungstechnische Anforderungen.<br />
Drehzahlvariable Antriebe sind<br />
hierfür die Lösung. Sie regeln den Druck<br />
oder den Volumenstrom und wandeln die<br />
elektrische Energie in hydraulische um, die<br />
tatsächlich im System gebraucht wird. Im<br />
Teillastbereich und außerhalb des Maschinenzyklus<br />
arbeitet der Antrieb mit niedrigeren<br />
Drehzahlen oder steht still und führt<br />
zu einer Energieeinsparung von bis zu 70 %,<br />
wodurch auch die Kühlleistung reduziert<br />
wird. Zudem entfällt die klassische Ventiltechnik<br />
für die Regelung des Stanzhubes –<br />
das komplette Hydrauliksystem wird so erheblich<br />
vereinfacht. „Von der Bestimmung<br />
der technischen Parameter bis zur Implementierung<br />
der Servotechnik – Voith hat<br />
uns während des ganzen Projekts unterstützt<br />
und zur erfolgreichen Integration des<br />
Antriebs in unserer Großflächenstanze beigetragen“,<br />
sagt Ronald Michels, Leiter der<br />
Konstruktion bei Schoen+Sandt. „Die Abstimmung<br />
mit den übrigen Komponenten<br />
ist dabei sehr wichtig.“ Neben der Servopumpentechnologie<br />
wird auch konventionelle<br />
Hydraulik, bspw. für den Antrieb von<br />
Sekundäraktuatoren, auf dem Aggregat<br />
angewendet. Die klassische Hydraulik wird<br />
durch die intelligente und energetisch<br />
optimierte Speicherladetechnologie von<br />
Voith betrieben. Anwender schätzen vor<br />
allem die Produktivitätssteigerung, die mit<br />
den Innovationen beider Firmen einhergehen<br />
und gleichzeitig Ressourcen und<br />
Energie sparen.<br />
www.voith.de<br />
[<br />
]<br />
... das man kaum sieht
HANNOVER MESSE I SPECIAL<br />
Mehr Effizienz mit<br />
Hybridleitungen<br />
Schnittstellen-Lösungen für Drehgeber ermöglichen<br />
bessere Kommunikation von Servoantrieben<br />
Ohne die Digitalisierung wäre in der Fabrik die Vision „Industrie 4.0“,<br />
die maximale Flexibilität und wirtschaftliche Fertigung bei Losgröße 1<br />
anstrebt, nicht realisierbar. Eine solche intelligente Fabrik kann nur<br />
funktionieren, wenn Maschinen und Teile zunehmend unabhängig<br />
agieren und dabei über das Netzwerk miteinander kommunizieren.<br />
Eine wichtige Rolle übernehmen dabei Servoantriebe. Mit innovativen<br />
Schnittstellen-Lösungen im Bereich der Drehgeber werden<br />
Servomotoren noch effizienter, kompakter und zukunftssicherer.<br />
Servomotoren sind in vernetzten und<br />
flexiblen Produktionsbedingungen nicht<br />
mehr wegzudenken. Mithilfe digitaler<br />
Schnittstellen für die Motor-Regler-Kommunikation<br />
können wichtige Kenngrößen<br />
wie Position, Geschwindigkeit, Vibration<br />
oder Temperatur übertragen werden. Für<br />
Anwender sind Kosten- und Platzreduzierung,<br />
einfache Implementierung und<br />
höchste Performance besonders wichtig.<br />
Hengstler, Hersteller industrieller Zählund<br />
Steuerungskomponenten, nennt seine<br />
Technologie Single Cable Solution. Dabei<br />
handelt es sich um eine innovative Kombination<br />
des hoch performanten Acuro AD37<br />
Drehgebers und der offenen Schnittstelle<br />
SCS open link, die auf Acurolink basiert.<br />
Damit sind laut Hengstler eine Einsparung<br />
von mindestens 50 % des Steckplatzes, verringerte<br />
Rüstkosten und eine hohe Maschinensicherheit<br />
garantiert. Die gesamte Motor-Feedback-Kommunikation<br />
wird über<br />
zwei von der Lapp Gruppe entwickelte Hybridkabel<br />
realisiert, die passgenau auf die<br />
digitale Schnittstelle Acurolink abgestimmt<br />
sind. Bei den beiden Hybridleitungen Ölflex<br />
Servo FD 7DSL und Ölflex Servo 7DSL werden<br />
sowohl Leistung als auch Daten über<br />
eine gemeinsame Leitung übertragen. Dies<br />
gilt auch für die Signale weiterer Sensoren,<br />
z. B. des Temperaturfühlers, die in das digitale<br />
Motor-Feedback-Protokoll integriert werden.<br />
Dämpfungsarme Leitungen<br />
Die FD-Variante besitzt einen hochstrapazierfähigen<br />
PUR-Mantel und ist somit für<br />
den Einsatz in Führungsketten geeignet.<br />
Wer hingegen die Leitung fest verlegt einsetzt,<br />
kann auch auf die PVC-Version zurückgreifen.<br />
Als Isolationsmaterial der Leiter<br />
wird durchgängig PP (Polypropylen) verwendet.<br />
Somit wird einerseits dem Wunsch nach<br />
kapazitäts- bzw. dämpfungsarmen Leitungen<br />
Rechnung getragen und andererseits<br />
die Problematik störender Ableitströme auf<br />
dem Schirmgeflecht minimiert. Zudem sind<br />
mit PP geringere Wandstärken realisierbar<br />
als mit PVC. Daraus ergibt sich auch ein<br />
geringerer Außendurchmesser. Bis zu 20 %<br />
kann hier durch PP im Vergleich zu PVC<br />
eingespart werden. Für das Datenpaar werden<br />
derzeit üblicherweise 7- oder 19-drähtige<br />
verzinnte Kupferleiter verwendet. Die<br />
Verzinnung dient als Schutz des Isolationsmaterials<br />
vor direktem Kontakt mit Kupfer<br />
(Wärmealterung) und als Oxidationsschutz<br />
(Basis für Langlebigkeit).<br />
Da neben Leistung und Steuersignalen<br />
bei Hybridleitungen auch Daten übertragen<br />
werden sollen, sind elektrische Parameter<br />
wie der charakteristische Wellenwiderstand,<br />
Lucas Kehl ist Leiter Produktmanagement Kabel<br />
bei der U.I. Lapp GmbH in Stuttgart<br />
48 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
01 Die Servo-Motor-Feedback-Drehgeber-<br />
Serie von Hengstler ist konzipiert für anspruchsvolle<br />
Anwendungen<br />
02 Typischer Leitungsaufbau: drei schwarze Leistungsadern,<br />
GN/GE-Schutzleiter, optionales Steuerpaar mit<br />
Abschirmgeflecht (schwarz), Signalpaar mit alukaschierter<br />
Folie und Abschirmgeflecht (weiß/blau)<br />
Dämpfungswerte, aber auch Kapazitäts-,<br />
Induktivitäts- und Widerstandsbeläge sowie<br />
Laufzeiten und Wellenimpedanzen im definierten<br />
Frequenzbereich von großer Bedeutung.<br />
Für SCS open link ist z. B. der Wellenwiderstand<br />
mit 110 ± 10 Ω angegeben.<br />
Durch den verringerten Komponenten-Verkabelungsaufwand<br />
ergeben sich nämlich<br />
deutliche Kostenvorteile. Allein der Wegfall<br />
der Drehgeberleitung führt zu Ersparnissen<br />
von rd. 10 %. Hinzu kommen verringerte<br />
Montage- und Instandhaltungszeiten.<br />
Verringerter Platzbedarf<br />
Acurolink unterstützt High-Performance-<br />
Bewegungssteuerung dank einer hohen<br />
Übertragungsrate bis zu 10 MBaud, einem<br />
Datenaustausch von bis zu 32 KHz und ist<br />
dank der Übertragung kompletter Positionsdaten<br />
für eine hohe elektromagnetische<br />
Verträglichkeit (EMV) ausgelegt. Zudem<br />
besteht die Möglichkeit, bis zu 100 m lange<br />
Motorleitungen zu integrieren.<br />
Gerade bei kleineren Antrieben sind die<br />
Einsparpotenziale für eine Feedbackleitung<br />
und einen M23-Steckverbinder nicht zu<br />
unterschätzen. Auch die Installation wird<br />
einfacher. Ein weiteres Kriterium bei den<br />
energieführungskettentauglichen und auch<br />
robotertauglichen Leitungen ist der verringerte<br />
Platzbedarf, denn konventionelle<br />
Servo- und Drehgeberleitungen müssen<br />
aus EMV-technischen Aspekten einen gewissen<br />
Mindestabstand zueinander haben.<br />
Der Drehgeber von Hengstler enthält sowohl<br />
einen internen Temperatursensor als<br />
auch einen separaten Anschluss für den<br />
Wicklungstemperatursensor des Motors<br />
und ermöglicht es somit, diese Informationen<br />
direkt im Drehgeber zu erfassen. Ein<br />
standardisiertes Electronic Data Sheet<br />
(EDS) im Drehgeber speichert spezifische<br />
Geberdaten und kann jederzeit abgerufen<br />
werden. Im Encoder selbst können Motorund<br />
Antriebsdaten in einem internen OEM-<br />
Speicher hinterlegt werden.<br />
Signifikante Effizienzsteigerung<br />
Die zusätzlichen Monitorfunktionen zur<br />
Erfassung von Betriebsdaten bilden einen<br />
wichtigen Beitrag zur Realisierung von<br />
I-4.0-Szenarien. Vor allem bei kompakten<br />
Servomotoren bietet Acurolink Vorteile.<br />
Durch die Bereitstellung der Motorleistung<br />
und der Motor-Feedback-Signale über eine<br />
Ein-Kabel-Lösung wird die Effizienz signifikant<br />
erhöht. Insbesondere bei größeren<br />
Anlagen spürt man hier einen bedeutenden<br />
Raumgewinn und Gewichtsverlust.<br />
Laut Lapp wären technisch auch alternative<br />
Hybridlösungen möglich, die z. B. auf<br />
Industrial Ethernet basieren oder auf einer<br />
Verwendung optischer Datenübertragungssysteme<br />
wie POF (optische Polymerfaser)<br />
oder PCF (kunststoffummantelte Glasfaser).<br />
Gerade in Hinblick auf die elektromagnetische<br />
Verträglichkeit ist die Verwendung von<br />
optischen Datenübertragungssystemen eine<br />
Überlegung wert, zumal die Gefahr von Störungen<br />
oder Ausfällen elektrischer Systeme,<br />
die auf elektromagnetische Ursachen zurückzuführen<br />
sind, stark zugenommen hat.<br />
www.lappkabel.de<br />
[UNNACHGIEBIG<br />
KRAFTPAKET ]<br />
BRECOFLEXmove<br />
+ BRECOmove<br />
Beste Zahnriemenqualität aus<br />
Porta Westfalica, verbaut in<br />
Ihrer Anlage.<br />
Das ist Bewegung.<br />
das man kaum sieht
Sicherheit im<br />
Hochspannungsbereich<br />
Wenn der kaltgerollte Kugelgewindetrieb<br />
den Lichtbogen beherrscht<br />
Strom ist, im wahrsten Sinne des<br />
Wortes, das Lebenselixier unserer<br />
modernen Gesellschaft und<br />
Wirtschaft. Denn ohne ihn geht gar<br />
nichts mehr. Für den sicheren<br />
Betrieb unseres Stromnetzes sind<br />
Leistungsschalter von<br />
entscheidender Bedeutung. Die<br />
gesamte Leistung eines Kraftwerks<br />
ein- und auszuschalten und<br />
Spannungen bis 1 500 kV zu lenken,<br />
ist ihr Auftrag. Eine bedeutende<br />
Schlüsselfunktion dabei tragen<br />
kaltgerollte Kugelgewindetriebe<br />
aus der Schweiz.<br />
Die elektrische Energie wird vom Stromerzeuger,<br />
z. B. vom Kraftwerk, zum<br />
Stromnutzer transportiert. Um Verluste und<br />
damit Kosten bei der Elektrizitäts-Übertragung<br />
zu sparen, will man möglichst geringe<br />
Stromstärken erzielen. Um trotzdem viel<br />
Leistung übertragen zu können, wird mit<br />
hohen Spannungen gearbeitet. Hier kommen<br />
Hoch- und Höchstspannungen bis zu<br />
1 150 kV zum Einsatz. Das gesamte europäische<br />
Stromnetz hat eine Länge von etwa<br />
1,8 Mio. Kilometern.<br />
Herausforderung eines<br />
Leistungsschalters<br />
Unabhängig von seiner Position im Netz hat<br />
ein Leistungsschalter zwei Aufgaben: Das<br />
tägliche Schalten von Leitungen im normalen<br />
Betrieb und die Unterbrechung der<br />
Stromversorgung im Falle einer Überlastung<br />
oder eines Kurzschlusses. Ein Leistungsschalter<br />
ist ein mechanisches Schaltgerät<br />
und muss in der Lage sein, innerhalb<br />
von Sekundenbruchteilen Leistungen von<br />
mehreren GVA zu „bändigen“. Das Unterbrechen<br />
des Stromflusses führt bei jedem<br />
Schalter, zumindest kurzzeitig, zu einem<br />
Spannungsüberschlag zwischen den beiden<br />
Kontakten und es bildet sich eine sich<br />
selbsterhaltende Gasentladung, die Lichtbogen<br />
genannt wird. Lichtbögen haben<br />
eine enorme Energie. Bei Temperaturen<br />
von über 50 000 °C und einem Volumen von<br />
weniger als 1 l, können Drücke von bis zu<br />
100 MPa auftreten. Das ionisierte Gas<br />
(Plasma) leitet nicht nur weiterhin Strom,<br />
sondern reduziert die Lebensdauer des<br />
Bauteils. Bei starken Strömen kann es den<br />
Schalter sogar zerstören. Leistungsschalter<br />
sind so konstruiert, dass der beim Öffnen<br />
der Schaltkontakte entstehende Lichtbogen<br />
schnell und ohne Beschädigung des Schalters<br />
gelöscht und damit der Stromfluss<br />
unterbrochen wird.<br />
Ursula Schädeli, Marketing, bei der Eichenberger<br />
Gewinde AG in Burg, Schweiz<br />
01 Kaltumformung im Einstechverfahren:<br />
Der Gewinderoller lotet die Grenzen des<br />
Machbaren aus<br />
02 Kugelgewindetrieb Typ Carry mit<br />
Durchmesser 14 mm, Steigung p 4 mm und<br />
mit Kundeninterface in Mutternkörper<br />
50 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
SPECIAL I HANNOVER MESSE<br />
Einen Schritt voraus<br />
Ein global führendes Technologieunternehmen<br />
suchte die zuverlässige Antriebslösung<br />
um die schweren Metallkontakte in<br />
den Leistungsschaltern blitzschnell voneinander<br />
zu trennen. Bei der Eichenberger<br />
Gewinde AG wurde der Energietechnikkonzern<br />
fündig. Der Schweizer Gewindespezialist<br />
liefert seit Jahrzehnten Spindellösungen,<br />
die sich nicht nur hinsichtlich<br />
Performance, Qualität und Zuverlässigkeit<br />
auszeichnen, sondern den entscheidenden<br />
Innovationsvorsprung unterstützen. Wenn<br />
es um die Konstruktion spezifisch eingebundener<br />
Antriebskomponenten geht, profitieren<br />
die Anwender weltweit von den<br />
fundierten Kenntnissen und dem erstaunlichen<br />
Entwicklungs- und Fertigungspotenzial<br />
Eichenbergers.<br />
Der Gewinderoller fokussiert stets auf<br />
den bedarfsorientierten, konstruktiven<br />
Austausch mit seinen Partnern. Einerseits<br />
besteht die Kunst darin, außergewöhnliche<br />
Kundenlösungen zu entwickeln und andererseits<br />
leistungsfähige und fortschrittliche<br />
Produktionsverfahren sicher zu stellen.<br />
Zukunftweisendes, vitales Denken ist<br />
fest in Eichenbergers Firmenkultur verankert.<br />
Die ideale Unternehmensstruktur<br />
„Inhouse“ bedeutet, dass Entwicklung,<br />
Fertigung, Qualitätssicherung und eine<br />
agile Prototypen-Erstellung, inklusive<br />
Gewinderollwerkzeuge und Endenbearbeitung,<br />
gleichzeitig angeboten werden<br />
können. Dies setzt eine bemerkenswerte<br />
Dienstleister in der<br />
Entwicklung<br />
Die Notwendigkeit zur Lösung<br />
praktischer Aufgaben ist immerwährend.<br />
Die darin liegenden Chancen<br />
setzt die Eichenberger Gewinde AG<br />
erfolgreich um und es gelang, sich in<br />
der Nische Antriebstechnik mit den<br />
maßgeschneiderten gerollten<br />
Gewinde trieben zu etablieren. Der<br />
Schweizer Gewindespezialist hat klare<br />
Ziele: Das Rollen (Kaltverformen) von<br />
Gewinden und die Fertigung von<br />
Gewindetrieben (Spindel und Mutter).<br />
Unter Einsatz moderner Produktionsmethoden<br />
und durch die Entwicklung<br />
neuer Dimensionen unterstützt<br />
Eichenberger den Anwender in seiner<br />
Innovation.<br />
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit frei.<br />
Tiefgreifendes Qualitätsbewusstsein der<br />
Mitarbeiter ist gekoppelt mit einem entsprechend<br />
modernen Maschinenpark.<br />
Dank dieser Faktoren lässt sich besonders<br />
am Standort Schweiz viel bewegen. Das<br />
permanente Erarbeiten von praktischen<br />
Kundenlösungen ist Eichenbergers<br />
Leidenschaft. Gewindeformen,<br />
die sich<br />
außerhalb der Norm befinden,<br />
sind die gesuchten<br />
Aufgabenstellungen.<br />
Pluspunkt<br />
Gewinderollen<br />
Das Potenzial in dieser<br />
Tatkraft erkannt, setzte<br />
der Energietechnikhersteller<br />
auf die robusten<br />
kalt gewalzten Kugelgewindetriebe<br />
aus dem<br />
schweizerischen Burg,<br />
die im kostengünstigen<br />
Gewinderollverfahren in<br />
großen Serien hergestellt<br />
werden. Beim Gewinderollen<br />
werden die Längsfasern<br />
des Materials,<br />
anders als beim Schleifen, Fräsen oder<br />
Drehen, nicht zerschnitten, sondern umgelenkt.<br />
Es entsteht eine komprimierte, glatt<br />
rollierte, belastbare Oberfläche, welche für<br />
eine lange Lebensdauer der Spindel zwingend<br />
ist. Die Rauheitswerte um Rz 1.0 auf<br />
den Gewindeflanken und im Grundradius<br />
sowie eine verminderte Kerbempfindlichkeit<br />
bringen ebenfalls einen großen Vorteil.<br />
Der Rollreibungskoeffizient beträgt bei<br />
Stahlkugeln 0,003 bis 0,001 gegenüber von<br />
Gleitreibung Stahl auf Stahl (geschmiert)<br />
0,1 bis 0,05. Die guten Gleiteigenschaften<br />
des kaltgerollten Kugelgewindetriebs sorgen<br />
für minimalen Abrieb und bieten wenig<br />
Angriffsfläche für Verschmutzung. Das geräuscharme<br />
Abrollen der Kugeln wird dadurch<br />
leicht gemacht.<br />
Selten gefordert – aber dann in<br />
Nullkommanichts<br />
Ein Hochspannungs-Kurzschluss hat bereits<br />
nach 5 ms seinen maximalen Wert erreicht.<br />
Eine Unterbrechung der Stromversorgung<br />
im Falle eines Kurzschlusses wird<br />
zum Glück selten gefordert. Wenn dieser<br />
Fall aber unerwartet auftritt, ist die absolute<br />
Zuverlässigkeit der mechanischen Antriebselemente<br />
unabdingbar. Der Kugelgewindetrieb<br />
Typ Carry gewährleistet hohe<br />
Funktionssicherheit mit hoher Leistungskraft<br />
(Wirkungsgrad > 0,9) und Robustheit.<br />
Carry bereitet den mechanischen Ein- und<br />
Ausschaltvorgang beim Leistungsschalter<br />
mithilfe von Schraubenfedern vor. Zwei<br />
massive Schubstangen sind beidseitig fest<br />
mit der maßgefertigten Mutter, auch als<br />
Zuverlässigkeit und Kundennutzen<br />
waren in dieser<br />
Anwendung kein Zufall.<br />
Dirk Schaar,<br />
Chefredakteur<br />
Die Flexibilität von mechanisch-dynamischen Funktionselementen<br />
trägt erheblich zum Erfolg von Projekten<br />
in der Antriebstechnik bei. Maßgebend dabei<br />
ist die Erkenntnis, dass Qualität und Zuverlässigkeit in<br />
ein Produkt hineinentwickelt werden müssen.<br />
Nur wenn Spindeln, Muttern, Kugeln und Schmierung<br />
perfekt zusammenspielen, kann höchsten Ansprüchen<br />
Rechnung getragen werden – das hat die Eichenberger<br />
Gewinde AG in diesem Fall geschafft.<br />
Mitnehmer bezeichnet, verbunden. Diese<br />
beiden Hebel setzen die riesigen, unter<br />
Federdruck stehenden Schlaganker in<br />
Bewegung, die den Metallkontakt schnell<br />
trennen. Trotz widrigsten Wetterbedingungen<br />
und starken Temperaturunterschieden<br />
erfüllt der kaltgerollte, belastungsstarke<br />
Carry zuverlässig seinen Auftrag, unter<br />
wartungsfreiem Einsatz.<br />
Die kundenspezifischen Anforderungen<br />
an den Kugelgewindetrieb mit eingebautem<br />
Kundeninterface in der Mutter präsentierten<br />
sich gehaltvoll und vielfältig. In Bezug<br />
auf Axialkraft und Geometrie wurden<br />
höchste Ansprüche genannt. Die tribologischen<br />
Aspekte wie Reibung, Verschleiß und<br />
Schmierung wurden als wichtige Voraussetzungen<br />
aufgeführt, die es zu erfüllen<br />
galt. Die knifflige Aufgabe, das Äußere<br />
des Mutternkörpers den speziellen Schnittstellenanforderungen<br />
und den kinematischen<br />
Bedingungen anzupassen, stellte<br />
sich als anspruchsvoll heraus. Aufgrund<br />
der Gesamtheit der Forderungen wurden<br />
für den weltweiten Einsatz verschiedenste<br />
Di mensionen des Kugelgewindetriebs Carry<br />
bestehend aus der kaltgerollten Gewindespindel<br />
und der spezifischen Mitnehmer-<br />
Mutter entwickelt.<br />
www.gewinde.ch<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 51
Hannover Messe<br />
Industrieautomation auf Basis von<br />
Linearachsen<br />
Leistungsstarke und flexible<br />
Steuerung<br />
Mit der XC300 bietet Eaton eine leistungsstarke und flexible<br />
Steuerung an, die es Maschinen- und Anlagenbauern erlaubt, in<br />
Kombination mit dem kompakten I/O-System XN300 und dem<br />
Touchpanel XV300 ein schlankes und modernes Automatisierungskonzept<br />
zu realisieren. Der performante Prozessor des Systems<br />
ermöglicht geringe Zykluszeiten von unter 1 ms, sodass Anwender<br />
Mit dem Actuator-System-Line-Baukasten von Rollon können<br />
Roboteranwendungen um eine siebte Achse erweitert werden.<br />
Dabei bewegt sich der komplette Roboter auf einer bodennahen<br />
Linearachse und bedient ein kartesisches Linearachssystem mit<br />
Teleskop-Feeder. Verfahren werden können Roboter bis 2 t<br />
Eigengewicht. Prismatische Laufrollen- oder Profilschienenführungen<br />
in Kombination mit einem Zahnstangenantrieb sorgen<br />
für hohe Dynamiken und eine hohe Belastbarkeit. So kann der<br />
Knickarm-Roboter z. B. auf der Linearachse parallel zu einer<br />
Produktionsstraße mitlaufen und dabei Manipulationen<br />
vornehmen. Auch zum mobilen Feeder-Roboter, der mehrere<br />
Aufgabepunkte für Werkstücke bedient, lässt er sich erweitern.<br />
Für das Sammeln, Kommissionieren und Palettieren kann der<br />
Hersteller auf Basis der Actuator-System-Line-, der Linear-Lineund<br />
der Actuator-Line-Turnkey-Anlagen mit hoher Dynamik und<br />
geringer Durchbiegung der Lineareinheiten auch bei großer<br />
Spannweite bauen.<br />
www.rollon.de<br />
einen hohen Maschinentakt und damit eine hohe Produktivität<br />
erzielen können. Dank der Vielzahl an Schnittstellen eignet sich<br />
die Steuerung als universeller und flexibler Datenknoten für<br />
unterschiedlichste Anwendungen. Ein integrierter OPC-Server<br />
erlaubt die standardisierte Datenübertragung in der M2M-Kommunikation,<br />
sodass sich diese Steuerung nahtlos in Automatisierungsarchitekturen<br />
für Industrie 4.0 einbinden lässt. Das Linuxbasierte<br />
System wird mit Codesys 3 programmiert und unterstützt<br />
viele gängige Schnittstellen und Feldbusprotokolle. Dabei<br />
ermöglicht die Steuerung den Betrieb von drei verschiedenen<br />
Ethernet-Netzwerken mit unterschiedlichen Netzwerkadressen.<br />
www.eaton.de<br />
Magnetischer Zylindersensor zur Positionserfassung in Greiferanwendungen<br />
Der magnetische Zylindersensor MZCG<br />
von Sick dient zur Erfassung der Position<br />
in pneumatischen Greifern oder<br />
Miniatur-Pneumatikzylindern mit<br />
C-Nut. Mit einem nur 12,2 mm kurzen<br />
Gehäuse und einem um 90° gedrehten,<br />
radialen Leitungsanschluss ist er optimal<br />
für kleine Antriebe. Das Befestigungskonzept<br />
macht die Montage<br />
schnell und sicher: Einfach per Drop-in<br />
den Sensor in die C-Nut einsetzen und<br />
auf dem Zylinder fixieren. Der kurze<br />
Schaltpunkt des Zylindersensors, der für<br />
Greiferanwendungen optimiert wurde,<br />
ermöglicht höhere Zykluszeiten und erhöht die Effizienz der Prozesse. Das spezielle Kabel hält großen Torsionskräften sowie einer<br />
hohen Anzahl an schnellen Richtungsänderungen stand. Dies ist ideal für den Einsatz in hochdynamischen Anwendungen wie Robotik,<br />
Handling, Montage und der Elektronikindustrie.<br />
www.sick.de<br />
52 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Encoder für eine hochpräzise<br />
Positionierung<br />
Anforderungen an Encoder nehmen<br />
stetig zu. Das gilt vor allem für<br />
Positionieranwendungen mit<br />
einer hochkonstanten Drehzahlregelung,<br />
bei denen eine<br />
steigende Anzahl elektrischer<br />
Kontakte auf immer kleinere<br />
Gehäuseabmessungen treffen.<br />
Maxon Motor schafft hier<br />
Abhilfe mit dem optischen<br />
Encoder ENX 16 RIO. Er<br />
verfügt über eine Auflösung<br />
von bis zu 65 536 Impulsen pro<br />
Umdrehung und ist für die präzise<br />
Positions- und Drehzahlregelung von<br />
DC-Motoren geeignet. Die Höhe der Auflösung ist<br />
werkseitig konfigurierbar. Das Gehäuse ist mit 16 mm<br />
Außendurchmesser und 7 mm Baulänge mechanisch robust<br />
und staubgeschützt – dank einer kunststoffverspritzten Bauweise.<br />
Der Einsatztemperaturbereich beträgt – 40 bis + 100 °C.<br />
Zudem kann der Encoder online mit den passenden Antrieben<br />
kombiniert und konfiguriert werden. Er passt u. a. auf die neuen<br />
bürstenlosen EC-i 30-Motoren und die bürstenbehafteten<br />
DCX-Motoren (ab 16 mm Durchmesser). Auch die Impulszahl<br />
und elektrische Schnittstelle des Encoders lassen sich spezifisch<br />
konfigurieren.<br />
EMC/ EMV<br />
Solutions!<br />
www.maxonmotor.com<br />
Retrofit macht Werkzeugmaschinen<br />
energieeffizienter<br />
Den Betrieb von bestehenden Werkzeugmaschinen energieeffizienter<br />
machen kann ein Retrofit der Hydraulik zum Betätigen von<br />
Spannstöcken, Kraftspannfuttern sowie Klemmen von Schlitten<br />
und Reitstöcken. Von Nachi gibt es dafür die Hydraulikaggregate<br />
NSPi. Sie erzeugen nur den exakt benötigten Volumenstrom und<br />
Druck. Elektromotor und Hydraulikpumpe sind direkt verbunden.<br />
Das reduziert Reibungsverluste. Die einstellbare Flügelzellenpumpe<br />
ist mit einer Druckwaage ausgestattet. Dadurch lässt sich<br />
der Volumenstrom anpassen. Muss die Hydraulik lediglich den<br />
Druck halten, z. B. bei geklemmten Schlitten, fließt außer einer<br />
geringen internen<br />
Leckagemenge kein<br />
Öl. Benötigt dagegen<br />
die Hydraulik einen<br />
größeren Volumenstrom,<br />
z. B. beim Öffnen<br />
oder Schließen<br />
von Spannbacken,<br />
wird die Flügelzellenpumpe<br />
innerhalb<br />
kürzester Zeit<br />
entsprechend eingestellt.<br />
Der Hersteller<br />
bietet auch Hydraulikaggregate<br />
speziell für<br />
Umformmaschinen an,<br />
z. B. Abkantpressen.<br />
www.nachi.de<br />
•EMI Filters, passive & active<br />
• Motor chokes, Sinus Filters, PFC<br />
•ISUVOC Active Filters for highest<br />
Power Quality<br />
• INA Mobile Power Quality Analyser<br />
Engineered & manufactured in Germany<br />
Ing. Max FUSS GmbH & Co. KG<br />
D-12489 Berlin . Germany<br />
Phone: +49 30 633 1319 100<br />
www.FUSS-EMV.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 53<br />
FUSS-EMV.indd 1 05.04.2017 07:54:52
Hannover Messe<br />
Große Auswahl an kompakten Antrieben<br />
Ein breites Spektrum an elektrisch angetriebenen Aktuatoren in<br />
Miniaturausführung bietet SMC an. Dazu zählen Motoren mit<br />
Kugelumlaufspindel oder Riemen, elektrischen Zylindern mit und<br />
ohne Führungsstange, elektrische Schwenkantriebe, Greifer und<br />
Stützführungen. Diese Aktuatoren lassen sich mit Controllern der<br />
Serie JXCP1 oder JXCE1 ansteuern, je nachdem, ob es sich um<br />
ein Profinet- oder EtherCAT-Netzwerk handelt. Im Standardsortiment<br />
kompakter Antriebe bietet der Hersteller bereits Modelle in<br />
Miniaturausführung ab der Baugröße 6 (Höhe 30 mm, Breite<br />
20,5 mm, max. 75 mm Hub). Die elektrischen Antriebe mit<br />
Kolbenstange oder Schlitten der Serien LEPY und LEPS stehen in<br />
den Baugrößen 6 und 10 zur Verfügung.<br />
Die elektrischen Kompaktschlitten LES<br />
sind ab Baugröße 8 erhältlich, die elektrischen<br />
Greifer LEH und Schwenkantriebe<br />
LER ab Baugröße 10. Die<br />
elektrischen Antriebe LEF, die<br />
elektrischen Zylinder LEY und die<br />
Stützführungen LEFG und LEG gibt<br />
es ab Baugröße 16.<br />
www.smc.de<br />
Kompakter autarker Servoantrieb<br />
Der autarke Servoantrieb CLSP von Voith ist eine hydraulische<br />
Linearachse und bietet Energieeffizienz, Überlastsicherheit und<br />
einen nahezu verschleißfreien Betrieb. Dabei verfügt er zusätzlich<br />
über eine automatische, lastabhängige Umschaltung der hydraulischen<br />
Übersetzung. Damit wird die Anschlussleistung des<br />
Antriebs deutlich reduziert, und die Baugröße des Motors und des<br />
Umrichters fällt somit kompakter aus. Typische Einsatzgebiete<br />
sind die Automatisierung von Linearbewegungen aller Art, das<br />
Handling von Bauteilen und Maschinen mit Biege-, Trenn- und<br />
Formprozessen. Der Antrieb besteht aus Servomotor, 4Q-Innenzahnradpumpe<br />
und einem direkt gekoppelten Hydraulikzylinder.<br />
Für seinen Betrieb sind kein Hydraulikaggregat und kein Öltank<br />
erforderlich, weshalb alle Komponenten direkt integriert<br />
werden können. Er ist zudem für Kraftund<br />
Positionsregelung geeignet.<br />
Seine Sensorik bietet<br />
außerdem die Basis für<br />
eine vollständige Integration<br />
in automatisierte<br />
Anlagen.<br />
www.voith.com<br />
Wirbelstrom-Messsystem zur schnellen<br />
und präzisen Wegmessung<br />
Das eddyNCDT 3060 von Micro-Epsilon ist ein leistungsfähiges<br />
Wirbelstrom-Messsystem zur schnellen und präzisen Wegmessung.<br />
Mit über 400 kompatiblen Sensormodellen, dem Bedienkomfort<br />
und der intelligenten Signalverarbeitung definiert das<br />
Messsystem eine neue Leistungsklasse in der induktiven Wegmessung.<br />
Über die industrietaugliche M12-Ethernet-Schnittstelle<br />
Absicherung der Maschinenfunktion<br />
erweitert<br />
Siemens erweitert das Servoantriebssystem Sinamics S210 um die<br />
Extended-Safety-Integrated-Funktionen. Zu Safe Torque Off, Safe<br />
Stop 1 und Safe Brake Control kommen mit der Firmware Version<br />
V5.1 SP1 die Funktionen Safe Stop 2, Safe Operating Stop, Safely-<br />
Limited Speed, Safe Speed Monitor, Safe Direction und Safe Brake<br />
Test hinzu. Die Geber der Simotics S-1FK2-Motoren unterstützen<br />
steht eine moderne Feldbusanbindung zur Verfügung. Die<br />
kompakte Bauform des Controllers und die Feldbusanbindung<br />
prädestinieren das Messsystem für die Integration in Maschinen<br />
und Anlagen. In der Controllerausführung DT3061 stehen<br />
erweiterte Funktionen wie die 5-Punkt-Kalibrierung, die Einstellung<br />
von Schalt- und Temperaturausgängen sowie die<br />
Mehrfach-Kennlinienspeicherung zur Verfügung. Wirbelstrombasierte<br />
Wegsensoren weisen, im Gegensatz zu herkömmlichen<br />
induktiven Sensoren, eine hohe Genauigkeit, Bandbreite und<br />
Temperaturstabilität auf. Zudem ermöglicht das Messprinzip<br />
Messungen auf ferro- und auch nicht-ferromagnetischen<br />
Objekten.<br />
www.micro-epsilon.de<br />
die neu dazugekommenen Funktionen und verfügen nun über<br />
eine Geberauflösung von 22 Bit. Anwendungsschwerpunkte sind<br />
Maschinen für Verpackung, Handling und Digitaldruck. Die<br />
Extended-Safety-Funktionen werden über eine Lizenz im<br />
Umrichter freigeschaltet und von der übergeordneten Simatic<br />
S7-1500F- bzw. S7-1500TF-Steuerung via Profisafe ausgelöst.<br />
Das Servoantriebssystem besteht aus dem Umrichter und den<br />
Simotics S-1FK2-Servomotoren. Diese sind in fünf Leistungsklassen<br />
von 50 bis 750 W verfügbar. Der Anschluss der Motoren<br />
an die Umrichter erfolgt per Einkabelverbindung.<br />
www.siemens.com<br />
54 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Kunststoffmanager für Zahnräder<br />
Oft liefern Kunststoffhersteller keine berechnungsrelevanten Daten für<br />
Zahnräder zu ihren Werkstoffen. Mit dem neuen Kunststoff-Datenmanager im<br />
Kisssoft-Release 03/2017 ist es nun möglich, Kunststoff-DAT-Dateien aus<br />
Lebensdauer-Messdaten von Versuchsreihen nach VDI 2736 Blatt 4 zu<br />
generieren (Modul ZZ6). Dieses Berechnungsmodul ersetzt aufwändige<br />
Datenblätter und vereinfacht den Berechnungsprozess, da alle Daten geordnet<br />
in einer Datei untergebracht sind. Mit diesem Modul können die Werkstoffe in<br />
der Kisssoft-Datenbank hinzugefügt werden, zusammen mit den automatisch<br />
erzeugten DAT-Dateien (Webdemo auf Englisch). Wer mehr zum Thema<br />
„Feinwerktechnik – Kleine Stirn- und Schraubräder aus Kunststoff und Sintermetall“<br />
erfahren möchte, kann sich zudem zu einer Schulung in englischer<br />
Sprache am 5. und 6. Juni <strong>2018</strong> anmelden. Weitere Informationen hierzu sind<br />
auf der Webseite des Unternehmens zu finden.<br />
www.kisssoft.ag<br />
Eisenlose DC-Motoren<br />
mit bis zu 200 W<br />
Leistung<br />
Die Familie der eisenlosen<br />
DC-Motoren von Koco Motion<br />
erhält Familienzuwachs: Zu<br />
den eisenlosen Antrieben im<br />
Durchmesserbereich 4 bis<br />
25 mm gesellen sich zwei<br />
leistungsstarke Glockenanker-<br />
DC-Motoren mit robuster<br />
Einzigartige Performance<br />
ist Teamleistung.<br />
Kupfer-Kohle-Kommutierung<br />
im Durchmesserbereich 30 und<br />
32 mm. Durch die eisenlose<br />
Wicklung können die Motoren<br />
schnell beschleunigen und<br />
erzielen hohe Standzeiten bei<br />
Wirkungsgraden von bis zu 90 %.<br />
Der DC-Motor 3068 bringt bei<br />
nur 30 mm Durchmesser und<br />
68 mm Baulänge eine Spitzenleistung<br />
von bis zu 200 W bei<br />
einer Drehzahl von 4 000 min -1<br />
auf. Als kleiner Kraftprotz<br />
hingegen erweist sich der<br />
DC-Motor 3257, der bei 24 V<br />
eine Leistung von 85 W aufbringen<br />
kann. Beide Varianten<br />
eignen sich für den Einsatz in<br />
batteriebetriebenen Anwendungen<br />
wie Handstücken, Werkzeugen<br />
und vielen weiteren<br />
Industrieanwendungen.<br />
www.kocomotion.de<br />
alpha Premium Line: Einzigartig. Individuell. Hocheffizient.<br />
Gut ist Ihnen nicht gut genug? Dann haben wir für Sie das optimale<br />
Erfolgsrezept: Profitieren Sie von unseren umfassenden Beratungsleistungen,<br />
die Ihnen Best-in-Class-Lösungen garantieren. Bauen Sie auf High End-<br />
Getriebe, wie die hochpräzisen Kraftpakete XP + , RP + und RPK + sowie die neuen<br />
Winkelvarianten XPC + , XPK + und RPC + . Damit übertreffen Sie die Leistungsdichte<br />
von Standardprodukten um ein Vielfaches.<br />
Wir beraten Sie gerne: Tel. +49 7931 493-0<br />
Besuchen Sie uns auf der HANNOVER MESSE vom 23. – 27. April <strong>2018</strong>, Halle 15, Stand F10<br />
WITTENSTEIN alpha – intelligente Antriebssysteme<br />
www.wittenstein-alpha.de
Hannover Messe<br />
High-End-Stromversor gung mit<br />
DCL-Technologie<br />
Protop von Weidmüller ist eine Stromversorgung für die Anforderungen<br />
rauer Industrieumgebungen. Mit DCL-Technolo gie<br />
(„Dynamic Current Limiting“) bietet sie einen sehr guten<br />
Dynamikbe reich zur zuverlässigen Auslösung von Leitungsschutzschaltern<br />
und kraftvollem Motorstart. Eine signifi kante<br />
Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit<br />
wird<br />
durch den Aufbau<br />
von Redundanzen<br />
(n+1 Redundanz)<br />
erreicht, einer Parallelschaltung<br />
von<br />
Stromversor gungen<br />
mit Dioden- oder<br />
Redundanzmodul.<br />
Die integrierte O-Ring-<br />
Mosfet-Technologie<br />
ermöglicht die direkte Parallelschaltung von Stromversorgungen<br />
bei gleichzeitiger Reduzierung der Verlustleistung. Bisher eingesetzte<br />
Dioden- oder Redundanzmodule sind nicht mehr<br />
notwendig. Durch das Aufsteckmodul wird sie zur kommunikationsfähigen<br />
Stromversorgung. Dadurch entstehen neue Möglichkeiten.<br />
Das Potenzial von Industrie 4.0 schöpft sie aus. Bei Umgebungstemperaturen<br />
bis 40 °C sind statische Leis tungsreserven<br />
von dauerhaft 130 % abrufbar.<br />
www.weidmueller.com<br />
Positionsanzeige wird zu intelligentem<br />
Automationssystem<br />
Die Positionsanzeige AP20 von Siko erfasst die Position von<br />
Spindelverstellungen in Maschinen, zeigt dem Bediener die<br />
Positionsdaten an und gibt diese an die Maschinensteuerung<br />
weiter. Ihre Leistungscharakteristik<br />
kombiniert<br />
die Funktionalität<br />
eines Multiturn-Absolutwertgebers<br />
mit einer<br />
Positionsanzeige, und<br />
das in einem kompakten<br />
Format. Sie eignet sich<br />
für die flexible Herstellung<br />
mit Produktionsmaschinen.<br />
Dort, wo an<br />
Produktionsmaschinen<br />
eine Handverstellung<br />
stattfindet, können die<br />
Anzeigen dabei helfen, Rüstzeiten bei Produktwechseln zu<br />
reduzieren. Neben Sikonet5 und CAN verfügt die Positionsanzeige<br />
auch über die Industrial-Ethernet-Feldbus-Schnittstellen<br />
Profinet, Ethernet/IP, EtherCAT und Powerlink. Zwei M12-Dcodierte<br />
Busanschlüsse machen eine sternförmige Verdrahtung<br />
zur Steuerung nicht mehr erforderlich. Diagnoseoptionen<br />
erweitern die Auswertung des Gerätestatus und verwandeln die<br />
Positionsanzeigen in intelligente Automationssysteme.<br />
www.siko-global.com<br />
Schleppkettenleitungen für viele<br />
Anwendungen<br />
Verbindungslösungen für Energieführungsketten bietet Lapp-<br />
Kabel von den Markenfamilien Ölflex und Unitronic an. Die Ölflex<br />
Chain 819 P und die geschirmte Variante 819 CP sind hochflexible<br />
Steuerleitungen mit robustem, ölbeständigem Außenmantel und<br />
ausgelegt für bis zu 5 Mio. Wechselbiegezyklen. Robust und<br />
flammwidrig werden sie durch eine PU-Spezialmischung. Die<br />
Leitungen können in Nordamerika und Europa für Spannungsanforderungen<br />
mit 600 oder 1 000 V verwendet werden. Mit<br />
der Ölflex Chain PN<br />
können Profinet-Verteilerboxen<br />
und -Switches<br />
angeschlossen werden.<br />
In der Performanceklasse<br />
Basic Line ist sie<br />
für leichte bis mittlere<br />
Beanspruchung in<br />
Energieführungsketten<br />
ausgelegt. Ebenfalls<br />
Schleppketten-tauglich ist die Niederfrequenz-Datenleitung<br />
Unitronic FD Li 2YCY (TP) A. Sie ist UV- und ozonbeständig.<br />
Ihre Spezial-PE-Aderisolation ist kapazitäts- und dämpfungsarm.<br />
Das erlaubt höhere Datenraten oder eine Verwendung über<br />
längere Distanzen.<br />
www.lappkabel.de<br />
Gehäuseeinheiten mit Service-Paket<br />
Mit den FAG Flanschlager-Gehäuseeinheiten<br />
werden Rotorlagerung,<br />
Abdichtung und Lagergehäuse<br />
zu einer<br />
montagefertigen Baugruppe<br />
zusammengefasst.<br />
Schaeffler bietet<br />
sie auch mit Condition<br />
Monitoring und<br />
Schmiersystem an.<br />
Das Condition-Monitoring-System<br />
SmartCheck detektiert auf Basis der Körperschallschwingungen<br />
u. a. beginnende Lagerschäden und Unwuchten.<br />
Zudem kann es mit einer Steuerung auch dazu eingesetzt werden,<br />
Schmierimpulse an einen angeschlossenen Fett-Schmierstoffgeber<br />
auszulösen, z. B. den Concept2. Die fettgeschmierten<br />
Baureihen FERS und und FERB können mit verschiedenen<br />
Lagertypen ausgestattet werden und sind sowohl für horizontale<br />
als auch vertikale Einbaulagen geeignet. Die FKC-Ausführung<br />
wurde für schwere horizontale Maschinen entwickelt und ist mit<br />
einem Radial-Pendelrollenlager ausgestattet. Die FKB-Ausführung<br />
ist mit Axial-Pendelrollenlager und einem Radial-Rillenkugellager<br />
ausgestattet und findet ihren Einsatz in großen<br />
Vertikalmaschinen.<br />
www.schaeffler.com<br />
56 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
präsentiert Ihre<br />
INNOVATION<br />
EXCELLENCE <strong>2018</strong><br />
DAS VERNETZTE<br />
MULTIMEDIA PROGRAMM:<br />
LIVE ON TOUR<br />
DIGITAL<br />
SOCIAL MEDIA<br />
WEB-BLOG<br />
PRINT<br />
Zeigen Sie Ihre Excellence <strong>2018</strong> – Sprechen Sie uns an:<br />
Telefon: 06131/992-265<br />
Teilnehmer <strong>2018</strong>:
Hannover Messe<br />
Neue Generation Nema23 integrierter<br />
Schrittmotoren<br />
JVL stellt die Weiterentwicklung der über lange Jahre bewährten<br />
integrierten Schrittmotoren der MIS23-Serie vor. Diese Motorfamilie<br />
ServoStep bietet eine Vielzahl an Variationen und<br />
Möglichkeiten um in jede Anwendung und Applikation zu<br />
passen. Hauptmerkmale sind u. a. das sehr hohe Motordrehmoment<br />
+ 40 %, der echte Closed-Loop-Betrieb und der absolute<br />
Multiturn-Encoder. Die integrierten Motoren in Nema23<br />
Flanschmaß verfügen über eine RS485 sowie zusätzlich optional<br />
über CANopen oder eine Industrial-Ethernet-Schnittstelle<br />
genauso wie einen in Ablaufsprache programmierbaren<br />
Motion-Controller. Alles was hierzu benötigt wird,<br />
ist im Motorgehäuse integriert. Die Motoren<br />
sind in drei unterschiedlichen Größen<br />
erhältlich und mit zwei verschiedenen<br />
Motortypen: Drei mit Standard<br />
High-Torque-Schrittmotoren und<br />
zwei Versionen mit Ultra-High-<br />
Torque-Schrittmotoren mit<br />
40 % mehr Drehmoment.<br />
Die Motoren können als<br />
„Stand alone“ oder über eine<br />
Steuerung betrieben werden.<br />
www.jvl.dk<br />
Induktive Positionsmessung mit<br />
I/O-Schnittstelle<br />
Das neue induktive Positioniersystem PMI F90 von Pepperl+Fuchs<br />
arbeitet mit einem einzigartigen, patentierten Mehrspulensystem.<br />
Aus den Messsignalen der einzelnen Spulen lässt sich die absolute<br />
Position des Betätigers präzise bestimmen. Neben der Ausgabe<br />
des analogen Positionssignals lassen sich auch Schaltpunkte<br />
definieren. Der Sensor kann zwei Betätiger erfassen und den<br />
Abstand zwischen ihnen ermitteln. So lassen sich dynamische<br />
Positionierungsaufgaben mit geringstem messtechnischen<br />
Aufwand lösen. Mit seiner I/O-Link-Schnittstelle erlaubt das<br />
Gerät durchgängigen Datenfluss, nicht zuletzt in Anwendungen<br />
mit Industrie-4.0-Architektur. Ereignis-Logs, Fehlermeldungen,<br />
Daten zu Signalqualität, Gerätestatus und Betriebsstunden<br />
können direkt über den I/O-Link-Master ausgelesen werden.<br />
Für beengte Verhältnisse und raue<br />
Umgebungen stehen aus dieser Produktfamilie<br />
die Sensoren PMI F112 und<br />
PMI F166 zur Verfügung.<br />
Ihre kompakte Bauform erlaubt<br />
den Einbau auf kleinstem<br />
Raum, ein robustes Metallgehäuse<br />
schützt sie vor<br />
äußeren Einwirkungen.<br />
www.pepperl-fuchs.com<br />
Kommunikation über BiSS-C bei<br />
DC-Antrieben<br />
Miniaturisierte Antriebe, deren Encoder über BiSS-C mit den<br />
Motion-Controllern kommunizieren, bietet Faulhaber an. Der<br />
magnetische Absolutencoder AES ist speziell auf den Einsatz an<br />
bürstenlosen DC-Kleinmotoren abgestimmt. Die Serie AESM<br />
bietet kompakte<br />
Absolutencoder, die<br />
selbst an miniaturisierten<br />
bürstenlosen<br />
DC-Antrieben<br />
mit nur 8 mm<br />
Durchmesser Platz<br />
finden. Die bidirektionale<br />
Sensor-<br />
Schnittstelle eignet<br />
sich durch ihre<br />
hohe Übertragungsrate<br />
besonders für<br />
dynamische Achsen mit hohen Beschleunigungen und für eine<br />
gleichmäßige Geschwindigkeitsregelung bei großer Positioniergenauigkeit.<br />
Da das BiSS-Interface die Schnittstellensignale<br />
differenziell überträgt, erreicht es eine hohe Übertragungssicherheit.<br />
Die Übertragungstechnik BiSS-Line in Einkabeltechnologie<br />
bietet weiteres Potenzial zur Miniaturisierung. Damit werden nur<br />
zwei anstatt acht Signale für die Sensorschnittstelle benötigt.<br />
So können auch weitere Daten, z. B. von Temperatursensoren,<br />
übertragen werden.<br />
www.faulhaber.com<br />
Antriebssystem für Förderanlagen mit<br />
Lasten bis 50 kg<br />
Mit den ECDriveS (Electronically Commutated Drive System) von<br />
SEW-Eurodrive erhalten Anwender ein komplettes Antriebssystem<br />
für die Leichtlastfördertechnik. Es eignet sich für Förderanlagen<br />
mit Lasten bis 50 kg und basiert auf einfachen und effizienten<br />
Antrieben für Rollenbahnen zum Karton- oder Behältertransport.<br />
Das System beinhaltet einen elektronisch kommutierten<br />
24-V-Gleichstrommotor,<br />
der mit einem<br />
Planetengetriebe<br />
kombiniert wurde<br />
und direkt in die<br />
Förderrolle integriert<br />
ist. Er lässt sich jedoch<br />
auch als klassischer<br />
Planetengetriebemotor<br />
universell<br />
einsetzen. In der<br />
Ausführung ECR als<br />
angetriebene Rolle<br />
erzielt ECDriveS<br />
nominal Fördergeschwindigkeiten von 0,04 bis 5 m/s, bei einem<br />
maximalen Startmoment von 21 Nm. Die Variante als Getriebemotor<br />
Typ ECG dreht mit 86 bis 645 min -1 bei 32 Nm Maximalstartmoment.<br />
Beide Ausführungen werden mit Schutzart IP54<br />
(optional IP66) gefertigt und eignen sich für den Temperaturbereich<br />
von – 10 bis + 40 °C.<br />
www.sew-eurodrive.de<br />
58 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Anzeige<br />
No 05_04/<strong>2018</strong><br />
Mechatronicnews ®<br />
AUTOMATISIERUNG | ANTRIEBSTECHNIK | TECHNOLOGIETRENDS<br />
WAHRE KRAFTPAKETE<br />
Elektrozylinder sind deutlich<br />
effizienter als Hydrauliklösungen<br />
Mehr dazu auf Seite 6<br />
IMPRESSUM<br />
HERAUSGEBER<br />
Köhler + Partner GmbH<br />
Brauerstraße 42<br />
21244 Buchholz i.d.N.,<br />
Tel.: +49 4181 92892-0<br />
Fax: +49 4181 92892-55<br />
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GESCHÄFTSFÜHRUNG<br />
Jan Phillip Köhler, Julia Köhler-Cordes<br />
BILDNACHWEIS<br />
Archiv, Köhler + Partner GmbH<br />
www.koehler-partner.de
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FREQUENZ-<br />
UMRICHTER SD2M<br />
Mehr kundenspezifische Versionen möglich<br />
NEU!<br />
Motorströme<br />
bis zu 650 A<br />
SIEB & MEYER hat den Frequenzumrichter<br />
SD2M als Basis für kundenspezifische<br />
Entwicklungen leistungsseitig nochmals<br />
erweitert. So ist es nun möglich, individuelle<br />
Kundenlösungen mit Motorströmen<br />
von bis zu 650 A zu realisieren – wahlweise<br />
auf Grundlage einer Luft- bzw. Flüssigkeitskühlung.<br />
Mit der leistungsseitigen<br />
Erweiterung lassen sich die Vorteile der<br />
Drei-Level-Technologie in einer Reihe von<br />
Anwendungen nutzen, z. B. in Turbokompressoren.<br />
Synchron- und Asynchronmotoren lassen<br />
sich mit und ohne Drehzahlgeber vektorgeregelt<br />
betreiben. Die SD2M-Variante<br />
mit DC-Spannungsversorgung in Kombination<br />
mit rückspeisefähigen Netzteilen/<br />
Netzwechselrichtern eignet sich z. B. für<br />
Prüfstände, Bearbeitungsspindeln in<br />
Werkzeugmaschinen, ORC-Anlagen oder<br />
Schwungmassenspeicher.<br />
Die fortschrittliche Technologie des<br />
SD2M erlaubt in der Regel, auf zusätzliche<br />
Motordrosseln bzw. Sinusfilter zu<br />
verzichten – so lassen sich die Systemkosten<br />
gegenüber Wettbewerbsprodukten<br />
signifikant reduzieren.<br />
Bei den kundenspezifischen Lösungen<br />
übernimmt SIEB & MEYER den kompletten<br />
Prozess von der Konzeption bis zur<br />
Serienfertigung; der Kunde erhält alle<br />
Leistungen aus einer Hand.<br />
Kundenspezifische Lösungen von SIEB & MEYER<br />
SIEB & MEYER bietet kundenspezifische Lösungen im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Frequenzumrichter<br />
und -Einspeisesysteme sowie der<br />
intelligenten Antriebsverstärker. Die Bandbreite der Leistungen reicht<br />
dabei von einfachen Hardwareanpassungen wie speziellen Gehäuseformen<br />
oder Schnittstellen bis hin zu komplett neu definierten Geräten und<br />
Funktionen. Die Fertigung erfolgt in den modernen Anlagen von SIEB &<br />
MEYER – in hoher Qualität und flexiblen Stückzahlen: Vom Prototypen<br />
bis zur Serienproduktion von bis zu einigen tausend Geräten bzw. Baugruppen<br />
pro Jahr ist alles möglich.<br />
SIEB & MEYER AG<br />
Auf dem Schmaarkamp 21 | 21339 Lüneburg | Tel.: +49 4131 203-0 | info@sieb-meyer.de | www.sieb-meyer.de<br />
MN 2
Anzeige<br />
PERFEKT GERÜSTET<br />
FÜR DEN ERNSTFALL<br />
Die DiskClamp von HEMA sorgt für Sicherheit<br />
in Hochgeschwindigkeits-Schleifmaschinen<br />
An Spindel-Schwenkköpfen für CNC-Schleifmaschinen geht es hoch her: Die Anlagen erreichen<br />
beim Bearbeitungsvorgang Geschwindigkeiten von bis zu 12.000 Umdrehungen<br />
in der Minute. Damit die Achse mit dem Schleifkopf im Notfall gegen ein plötzliches<br />
Absacken gesichert ist, muss sie mit speziellen Klemmsystemen ausgestattet sein.<br />
Die Detlev Hofmann GmbH aus Pforzheim<br />
ist seit über 50 Jahren auf die Fertigung<br />
von Teilapparaten für CNC-Werkzeugmaschinen<br />
spezialisiert und hat auch<br />
Spindel-Schwenkköpfe im Programm. Für<br />
sein neues CNC-Werkzeugschleifzentrum<br />
wünschte sich ein Kunde von Hofmann<br />
nicht nur ein hochwirksames Klemm- und<br />
Bremssystem, sondern auch eine absolut<br />
zuverlässige Betriebs- und Notbremse. Da<br />
Hofmann an seinen Teilapparaten schon<br />
lange ein Klemmsystem von HEMA einsetzt,<br />
fragte man bei den Seligenstädter<br />
Maschinenschutz-Experten an. Die Lösung<br />
war schnell gefunden: Das projektierbare<br />
Sicherheitsklemmsystem DiskClamp mit<br />
integrierter Notbremsfunktion. Die Disk-<br />
Clamp hält nicht nur eine Masse aus der<br />
Drehbewegung heraus schnell und sicher<br />
an. Da sie mit Pneumatik betrieben wird,<br />
machte sie bei dem Kunden der Detlev<br />
Hofmann GmbH auch ein teures Hydraulik-<br />
Aggregat überflüssig.<br />
Die Vorteile der DiskClamp:<br />
- Sicherheitsklemme mit<br />
Notbremsfunktion<br />
- Dauerhafte Fixierung<br />
statischer Lasten<br />
- Kurzzeitige Abbremsung<br />
beweglicher Lasten<br />
- Axiale Kräfte bis zu 17.000 N<br />
(Booster-Betrieb)<br />
HEMA MASCHINEN- UND APPARATESCHUTZ GMBH<br />
Seligenstädter Str. 82 | 63500 Seligenstadt | Tel.: +49 6182 773-0 | info@hema-group.com | www.hema-group.com<br />
MN 3
Anzeige<br />
QUALITÄT<br />
MIT KLEINEM<br />
QUERSCHNITT<br />
Dünnringlager von Findling Wälzlager<br />
Dünnringlager können gerade in Anwendungen mit<br />
wenig Bauraum Probleme lösen – aber nur, wenn sie<br />
professionell ausgewählt und eingesetzt werden. Die<br />
Findling Wälzlager GmbH hat sich diesbezüglich ein besonderes<br />
Know-how aufgebaut. So lassen sich typische<br />
Probleme von vornherein vermeiden.<br />
Konstruktiv ergeben sich bei Dünnringlagern Herausforderungen:<br />
- Dünne Innen- und Außenringe sind elastisch, ein Rundlauf<br />
entsteht erst beim Montieren der Lager auf der Welle.<br />
Hohe Qualität<br />
in allen<br />
Leistungsklassen<br />
- Klassische 2RS-Dichtungen liegen oft nicht auf dem<br />
Innenring auf – deshalb bieten einige Premiumhersteller<br />
nur noch nichtschleifende Ausführungen an.<br />
- Dünne Käfige stoßen bei oszillierenden Bewegungen<br />
sehr schnell an ihre Belastungsgrenzen und es kommt<br />
zum Käfigbruch und Totalausfall.<br />
Qualitätsprobleme in der Beschaffung lassen sich nur<br />
durch eine langjährige Erfahrung mit der Materie sowie<br />
eine genaue Überwachung der Herstellungsprozesse<br />
vermeiden, wie sie bei Findling Wälzlager in aller Konsequenz<br />
durchgeführt wird. So erhält der Kunde stets beste<br />
Qualität – egal in welcher Leistungsklasse.<br />
Schlanke Komponenten für vielfältige Anwendungen<br />
Dünnringlager werden gerne in Anwendungen eingesetzt,<br />
in denen große Wellendurchmesser bei sehr<br />
kleinen Lagerquerschnitten gefragt sind – zum Beispiel<br />
im Automotive-Bereich in der Kurvenlichtsteuerung.<br />
Dank ihrer kompakten Maße sind sie aber auch die<br />
ideale Wahl für Drehgeber, Seilzuggeber, medizinische<br />
Pumpen, Trommel- und Feinmotoren sowie diverse<br />
Anwendungen in der Feinmechanik.<br />
Ein umfassendes Portfolio an Dünnringlagern<br />
Im Sortiment von Findling Wälzlager finden sich<br />
Dünnringlager von 3 mm bis 220 mm Innendurchmesser.<br />
Dabei ist selbst bei der Baureihe 67 mit<br />
einem extrem dünnen Querschnitt höchste Präzision<br />
garantiert. Die Dünnringlager sind sowohl in<br />
Chrom- als auch in Edelstahl-Ausführungen lieferbar,<br />
auf Wunsch lässt sich eine lebensmittelsichere<br />
Befettung realisieren.<br />
FINDLING WÄLZLAGER GMBH<br />
Schoemperlenstr. 12 | 76185 Karlsruhe | Tel.: +49 721 55999-0 | info@findling.com | www.findling.com<br />
MN 4
Anzeige<br />
DOPPELROHR-LINEAR-<br />
EINHEIT EP(X)-II<br />
ab sofort in Baugröße 30 lieferbar<br />
Nach der beliebten Baugröße 40 erweitert RK Rose+Krieger<br />
jetzt seine Baureihe der EP(X)-II-Doppelrohr-Einheiten<br />
mit der ebenfalls sehr gefragten Achsgröße 30. Wie die<br />
Linearachsen der bewährten Vorläuferbaureihe kompensieren<br />
auch die EP(X)-II-Lineareinheiten hohe Biegemomente<br />
bei der Hand- und Motorverstellung.<br />
Wartungsfreundlich und leicht zu reinigen<br />
Die neuen Achsen sind jedoch deutlich wartungsfreundlicher<br />
und zudem besser zu reinigen als die älteren<br />
Modelle. Dazu tragen insbesondere die geteilten<br />
Leihmuttern bei. Sie können im Verschleißfall einfach<br />
ausgewechselt werden, ohne dabei die Linearachse<br />
demontieren zu müssen.<br />
Sichere Arretierung des Führungsschlittens<br />
Bei den Achsen der neuen Baureihe gewährleistet eine<br />
optional erhältlich manuelle, kraftschlüssige Spindelklemmung<br />
eine sichere Arretierung des Führungsschlittens und<br />
verhindert damit ein ungewolltes Verstellen des Schlittens.<br />
Kompatibilität garantiert<br />
Die neuen Doppelrohr-Achsen sind in ihren Funktionsmaßen,<br />
äußeren Abmessungen und Spindelsteigungen<br />
kompatibel zu den Lineareinheiten der Vorgängerbaureihe<br />
EP/EPX. Daher lassen sich Anwendungen, in denen die<br />
älteren Modelle zum Einsatz kommen, ohne jeden Konstruktionsaufwand<br />
mit den neuen Doppelrohr-Führungen<br />
optimieren. Ein Austausch des Zubehörs wie Handräder<br />
oder Positionsanzeiger ist nicht erforderlich.<br />
Die Vorteile der neuen EP(X)-II-Linearachsen<br />
gegenüber der Vorgängerbaureihe<br />
- höhere Präzision und niedrigere Toleranzen der verspannungsfreien<br />
Montageflächen (Geradheit = 0,2 mm)<br />
- verbesserte Laufeigenschaften und geringerer<br />
Verschleiß dank moderner Werkstoffe<br />
- höhere Steifigkeit und Spielfreiheit des Führungsschlittens<br />
über den gesamten Hub<br />
- serienmäßiger Einsatz von Hochleistungsgleitführungen<br />
- wartungsfreundlicher<br />
- längere Lebensdauer<br />
Prospekt<br />
EP(X)-II (PDF)<br />
EP (X)-II<br />
Die robuste Lösung für das<br />
gelegentliche bis mehrfach<br />
tägliche Verfahren und<br />
Positionieren von mittleren<br />
bis hohen Lasten in<br />
beliebiger Einbaulage<br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 16, Stand E18<br />
RK ROSE+KRIEGER GMBH<br />
Potsdamer Str. 9 | 32423 Minden | Tel.: +49 571 9335-0 | info@rk-online.de | www.rk-rose-krieger.com<br />
MN 5
Anzeige<br />
VOLLE POWER FÜR<br />
DEN ANTRIEB<br />
Elektrozylinder mit Rollengewindetrieb arbeiten<br />
deutlich effizienter als hydraulische Modelle<br />
Hydraulikzylinder sind im Betrieb verhältnismäßig teuer<br />
und darüber hinaus fehleranfällig. Mit den Exlar-Elektrozylindern<br />
von Curtiss Wright bietet A-Drive Konstrukteuren<br />
jetzt eine echte Alternative, denn die Aktuatoren<br />
arbeiten nicht nur effizienter als hydraulische Modelle<br />
und benötigen weniger Bauraum. Sie erzeugen dank<br />
ihres Rollengewindetriebs auch höhere Kräfte und eine<br />
bessere Dynamik als vergleichbare elektrische Aktuatoren<br />
mit Kugelgewindetrieb.<br />
Die Exlar-Elektrozylinder der FT-Serie gibt es in den vier<br />
Standardbaugrößen 35, 45, 60, und 80, die Reihe FTX ist in<br />
den Größen 95, 125 und 215 erhältlich. Aufgrund dieses<br />
breiten Programms können Anwender mit einem Serienprodukt<br />
einen Kraftbereich bis 178 kN abdecken. Die Reihe<br />
FTP, die speziell für Pressenanwendungen entwickelt<br />
wurde, ermöglicht sogar eine Spitzenkraft von 356 kN.<br />
Neben der enormen Leistungsfähigkeit überzeugen die<br />
Aktuatoren auch durch ihre große Flexibilität, denn sie<br />
lassen sich individuell programmieren. Auf diese Weise<br />
verringert sich die Umrüstzeit zwischen unterschiedlichen<br />
Produktionsabläufen auf ein Minimum.<br />
A-Drive stellt für seine Kunden aus den Bereichen<br />
Maschinenbau und Medizintechnik seit fast drei Jahrzehnten<br />
individuelle Antriebslösungen zusammen und<br />
konfiguriert sie in enger Zusammenarbeit mit den Komponenten-Herstellern.<br />
Die Anwender sparen sich so aufwändige<br />
Marktrecherchen und teure Fehlentscheidungen.<br />
A-DRIVE TECHNOLOGY GMBH<br />
Ziegelhüttenweg 4 | 65232 Taunusstein | Tel.: +49 6128 9755-0 | info@a-drive.de | www.a-drive.de<br />
MN 6
Anzeige<br />
ZUSTANDSÜBERWACHUNG<br />
GUARD PLUS FÜR<br />
KUGELGEWINDETRIEBE<br />
Höhere Wirtschaftlichkeit durch permanente Überwachung<br />
Die von August Steinmeyer entwickelte<br />
Technik der Zustandsüberwachung<br />
eines Kugelgewindetriebs<br />
zielt darauf ab, die Vorspannung<br />
der Mutter auf der Spindelwelle<br />
durchgehend zu überwachen.<br />
Der unerwartete Ausfall eines Kugelgewindetriebes ist oft mit<br />
hohen Kosten verbunden. Die August Steinmeyer GmbH & Co. KG<br />
hat deshalb gemeinsam mit dem Sensor-Spezialisten ifm das<br />
Technologiekonzept Guard Plus zur Überwachung des Zustandes<br />
von Kugelgewindetrieben entwickelt.<br />
Das Guard Plus-System misst über Sensoren die Vorspannung<br />
und Temperatur direkt an der Wälzkontaktzone.<br />
Die integrierte Auswerteelektronik analysiert das Messsignal und<br />
gibt die Informationen über den Status des Kugelgewindetriebs<br />
direkt an die Maschinensteuerung weiter. Eine Ampelanzeige an<br />
der Steuerung macht dann das Bedienpersonal auf den notwendigen<br />
Austausch aufmerksam, wenn eine bestimmte Verschleißgrenze<br />
überschritten ist.<br />
Service-Einsätze können weit im Voraus geplant und optimal<br />
in die betrieblichen Abläufe integriert werden. Durch<br />
die permanente Erfassung der Vorspannung erfasst Guard Plus<br />
sofort ein zwischen Mutter und Spindel entstehendes Spiel und<br />
sendet ein entsprechendes Signal an die Maschinensteuerung.<br />
Bei Werkzeugmaschinen entfallen auf diese Weise zudem Stillstandzeiten,<br />
die besonders in der Serienfertigung hohe Kosten<br />
verursachen können. Mithilfe der sogenannten Historienaufzeichnung<br />
lassen sich außerdem Rückschlüsse auf eine Überlastung<br />
der Maschine ziehen, so dass rechtzeitig Gegenmaßnahmen<br />
ergriffen werden können.<br />
Ihre Vorteile mit Guard Plus:<br />
Kein plötzlicher Ausfall von Kugelgewindetrieben mehr<br />
Wartungsarbeiten und Komponentenaustausch<br />
werden planbar<br />
Deutlich reduzierte Kosten für Serviceeinsätze<br />
Minimierung von Stillstandzeiten<br />
Technologiekonzept<br />
1) Maschinensteuerung 2) ifm Auswerteeinheit 3) Kugelgewindetrieb mit Sensor<br />
AUGUST STEINMEYER GMBH & CO. KG<br />
Riedstraße 7 | 72458 Albstadt | Tel.: +49 7431 1288-0 | info@steinmeyer.com | www.steinmeyer.com<br />
MN 7
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DIE ZUKUNFT DER ANTRIEBS-<br />
TECHNIK SCHON HEUTE NUTZEN!<br />
Die intelligenten Antriebslösungen von NORD DRIVESYSTEMS sind INDUSTRIE 4.0<br />
READY! und schaffen die Voraussetzungen für eine digitalisierte Produktion.<br />
Feldverteiler NORDAC LINK – Der Umrichter<br />
für die Intralogistik<br />
In der Fördertechnik und Intralogistik sind Antriebssteuerungen<br />
gefragt, die einfach zu installieren und während des Betriebes<br />
und der Wartung leicht zugänglich sind. Für diese Aufgabe hat<br />
NORD DRIVESYSTEMS den Feldverteiler NORDAC LINK entwickelt:<br />
- Flexibel in Ausstattung und Funktion<br />
- Ideal für dezentrale Automatisierungskonzepte<br />
- Frei konfigurierbar je nach Anforderung und Anwendung<br />
Die intelligenten Antriebslösungen sind:<br />
- Autark – integrierte PLC für dezentrale Steuerungsaufgaben<br />
und Prozessdatenvorverarbeitung<br />
- Vernetzt – Schnittstellen zu allen marktüblichen<br />
Feldbussen und Industrial Ethernets<br />
- Skalierbar – optional erweiterbare Ausstattung<br />
jedes Antriebes<br />
- Als Frequenzumrichter bis 7,5 kW und als Motorstarter<br />
bis 3 kW<br />
- Schnelle und sichere Inbetriebnahme, einfache Bedienung<br />
- Alle Anschlüsse sicher und einfach steckbar<br />
- Kompatibel mit allen marktüblichen Bussystemen<br />
- Integrierter Wartungsschalter und lokale<br />
Handbedienmöglichkeit<br />
- Intern erweiterbar mit bis zu zwei weiteren<br />
Funktionsgruppen<br />
GETRIEBEBAU NORD GMBH & CO. KG DRIVESYSTEMS<br />
Getriebebau-Nord-Straße 1 | 22941 Bargteheide | Tel.: +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com<br />
MN 8
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Die Kombination der drei Komponenten ergibt ein perfekt<br />
abgestimmtes Antriebssystem bei deutlicher Variantenreduzierung.<br />
Drei Baugrößen bieten maximalen Einsatzbereich<br />
Die LogiDrive-Systeme auf Basis der Feldverteiler NORDAC<br />
LINK erleichtern die Antriebsauswahl und reduzieren die<br />
erforderliche Variantenvielfalt. Die IE4-Synchronmotoren mit<br />
Nennleistungen von 1,1 kW, 1,5 kW und 2,2 kW werden kombiniert<br />
mit zweistufigen Kegelstirnradgetrieben für Drehzahlbereiche<br />
von 0 bis 565 min -1 in der Größe 1 oder 0 bis<br />
482 min -1 bei den Größen 2 und 3. Die Übersetzung lässt sich<br />
von 1:500 stufenlos verstellen.<br />
Der Frequenzumrichter mit der Anschlussvielfalt<br />
Erst die Vielzahl der optionalen Anschlussmöglichkeiten macht<br />
aus dem NORDAC LINK Frequenzumrichter einen echten<br />
Feldverteiler:<br />
- Durchgeschleifter Netzanschluss<br />
- Motoranschluss<br />
- Zwölf codierte M12-Steckplätze für Bussysteme,<br />
STO, Geber und Sensoren<br />
- Kommunikationsschnittstelle RJ12<br />
- Steckbares EEPROM für einfachen Konfigurationstransfer<br />
- Status-LEDs zur Anzeige der Signalzustände<br />
- Diagnose-LEDs zur Anzeige der Betriebszustände<br />
Gesamtsysteme aus dem Modulbaukasten<br />
LogiDrive, die industrie-4.0-fähige Antriebslösung für die<br />
Intralogistik und Flughafentechnik von NORD DRIVESYSTEMS,<br />
bildet ein höchst effizientes und überlastfähiges Antriebssystem<br />
mit der Systemwirkungsgradklasse IES2:<br />
- NORDAC LINK Frequenzumrichter<br />
- Hocheffizientes zweistufiges NORDBLOC.1 Kegelradgetriebe<br />
- Besonders energieeffizienter IE4-Synchronmotor<br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 21, Stand C33<br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 15, Stand H31<br />
MN 9
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MODULARE AUTOMATIONS-<br />
SYSTEME FÜR LINEARBEWEGUNGEN<br />
Mit der Actuator System Line von Rollon können Handhabungs-<br />
und Logistikprozesse einfach und individuell automatisiert werden<br />
Weitere Eigenschaften:<br />
- Wiederholgenauigkeit: 0,05 mm<br />
- Hübe bis über 40 m möglich<br />
- Vollautomatische Schmierung<br />
- Optionale Blechabdeckung,<br />
auch begehbar<br />
- Boden-, Decken- und<br />
Wandmontage<br />
Die Einsatzmöglichkeiten des Komplettsystems für Industrie,<br />
Logistik und Verpackung sind breit gefächert: Von Feeder-Systemen<br />
über Pick-and-Place-Anwendungen und kartesische<br />
Roboter bis hin zur Mobilisierung von Industrierobotern sind<br />
viele Automatisierungslösungen möglich.<br />
Der universelle Teleskop-Feeder<br />
Ein modulares Feeder-System auf Basis von Rollons Automationssystem<br />
Actuator System Line kann auch bei beengten<br />
Platzverhältnissen effizient eingesetzt werden, zum Beispiel bei<br />
Störkonturen durch Pressenwerkzeuge oder die Maschinenumhausung.<br />
Die Teleskop-Feeder von Rollon werden jeweils<br />
auf den Anwendungsfall angepasst und aus einem umfassenden<br />
Baukasten individuell projektiert.<br />
Die Praxisvorteile:<br />
- Hübe bis rund 4,5 m möglich<br />
- Gewichte von bis zu 80 kg pro angetriebener Teleskopachse<br />
- Maximal mögliche Gesamtgeschwindigkeit: 8,5 m/s<br />
- Maximale Gesamtbeschleunigung: 19 m/s²<br />
- Vier Meter Hub in weniger als einer Sekunde Taktzeit<br />
Die Lösung mit der siebten Achse<br />
DasmodulareAutomatisierungssystemSeventhAxisistalsTräger<br />
für Knickarm-Roboter der Größenordnung bis zwei Tonnen geeignet<br />
und erreicht im Betrieb eine Maximalgeschwindigkeit von<br />
4 m/s bei einer maximal möglichen Beschleunigung von 4 m/s².<br />
ROLLON GMBH<br />
Bonner Straße 317–319 | 40589 Düsseldorf | Tel.: +49 211 95747-0 | info@rollon.de | www.rollon.de<br />
MN 10
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EBENSO VIELSEITIG<br />
WIE PRÄZISE<br />
Zykloidgetriebe von Nabtesco – perfekt<br />
für Anwendungen in der Robotik<br />
Egal welche Anwendung, Branche oder welcher Robotertyp<br />
– die zuverlässigen, präzisen und robusten Zykloidgetriebe<br />
von Nabtesco finden sich weltweit in zahlreichen Robotikapplikationen.<br />
So sind sie in über 60 Prozent aller Industrieroboter<br />
verbaut – damit ist Nabtesco Weltmarktführer<br />
in der Robotik. Dieser Erfolg kommt nicht von ungefähr:<br />
Schließlich sind die Präzisionsgetriebe ebenso vielseitig wie<br />
widerstandsfähig.<br />
Unglaublich vielseitig<br />
Ob Verpackungsindustrie, Lebensmittelproduktion, Medizintechnik<br />
oder Automobilbau – die Bandbreite der Einsatzbereiche<br />
ist nahezu unendlich groß. Vor allem Bereiche<br />
wie Pick-and-Place-Anwendungen, Handling oder Werkstückpositionierung<br />
profitieren von den herv<br />
rvorragenden<br />
Eigenschaften der Nabtesco-Getriebe. Zwar variieren je<br />
nach Anwendung die Anforderungen an die eingesetzten<br />
Roboter und somit auch an die Getriebe, Dynamik und<br />
Präzision sowie ein geringer Verschleiß über die gesamte<br />
Lebensdauer sind jedoch immer gefragt. Auf Wunsch liefert<br />
Nabtesco auch kundenspezifische Anpassungen und individuelle<br />
Sonderlösungen.<br />
Anwendungen:<br />
- Pick-and-Place-Anwendungen<br />
- Handling- und Palettierroboter<br />
- Werkstückpositionierung<br />
- Punktschweißen<br />
- Lackieranwendungen<br />
NABTESCO PRECISION EUROPE GMBH<br />
Tiefenbroicher Weg 15 | 40472 Düsseldorf | Tel.: +49 211 17379-0 | info@nabtesco.de | www.nabtesco.de<br />
MN 11
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GERÄUSCHLOSE<br />
PERFEKTIONISTEN<br />
Die neuen schrägverzahnten Zahnstangengetriebe von<br />
LEANTECHNIK arbeiten hochgenau und nahezu geräuschlos<br />
lifgo ® 5.1 linear doppel SVZ<br />
lifgo ® 5.1 linear excenter SVZ<br />
lifgo ® 5.1 linear SVZ<br />
lifgo ® 5.1 doppel SVZ<br />
lifgo ® 5.1 excenter SVZ<br />
lifgo ® 5.1 SVZ<br />
Mit seinen Zahnstangengetrieben lifgo ® und lean SL ® sorgt<br />
LEANTECHNIK seit langem für hochpräzise Bewegungen von<br />
Handling- und Positioniersystemen. Die Getriebe sind einzeln<br />
oder als komplett montiertes leantranspo ® -System erhältlich,<br />
das nach Kundenvorgaben gefertigt wird.<br />
Für Anwendungen, die besonders lärmsensibel sind, haben<br />
die Oberhausener jetzt die neue Getriebeserie lifgo ® SVZ entwickelt.<br />
Das Besondere an diesem Zahnstangengetriebe ist die<br />
schräge Anordnung der Zähne: Auf diese Weise verursacht<br />
die Zahnstange beim Hin- und Hergleiten so gut wie keine<br />
Geräusche.<br />
Die lifgo ® SVZ-Getriebe arbeiten ebenso präzise wie die<br />
Standard-lifgo ® -Getriebe. LEANTECHNIK liefert sie in den<br />
Ausführungen lifgo ® SVZ, lifgo ® doppel SVZ für Greif- und<br />
Zentrierbewegungen, lifgo ® linear SVZ und lifgo ® linear<br />
doppel SVZ für Greif- und Zentrierbewegungen mit langen<br />
Verfahrwegen. Das neue Zahnstangengetriebe ist in den<br />
Baugrößen 5.1, 5.3 und 5.4 lieferbar, mit Hubkräften von<br />
3.400, 14.400 und 22.600 N. Auch in punkto Hubgeschwindigkeit<br />
stehen die neuen lifgo ® SVZ-Getriebe mit Schrägverzahnung<br />
den herkömmlichen lifgos in nichts nach: Auch sie<br />
erreichen Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s bei Beschleunigungen<br />
von 50 m/s 2 .<br />
Das neue Getriebe ist bereits in der Miniaturwelt „Gulliver’s<br />
Gate“ am New Yorker Times Square im Einsatz. Dort sorgt<br />
das lifgo ® SVZ dafür, dass die an einer Führung laufenden<br />
Flugzeuge auf dem Modellflughafen ohne wahrnehmbare<br />
Geräuschkulisse „abheben“.<br />
LEANTECHNIK AG<br />
Im Lipperfeld 7c | 46047 Oberhausen | Tel.: +49 208 495 25-0 | info@leantechnik.com | www.leantechnik.com<br />
MN 12
Hannover Messe<br />
Linearmodule mit Option zur<br />
Zentralschmierung<br />
Deutlich erweiterte Ausstattungsoptionen bei den kompakten<br />
Baumaßen der bisherigen Baureihe bietet die dritte Generation<br />
der Linearmodule MKK und MKR von Rexroth. Die einbaufertigen<br />
Linearachsen sind für den Anschluss an Zentralschmieranlagen<br />
vorbereitet. In den korrosionsbeständigen Ausführungen<br />
sorgen hartverchromte Kugelgewindetriebe und Schienenführungen<br />
für eine hohe Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Die<br />
Linearmodule bestehen aus einem eloxierten Aluminium-Profilkörper<br />
mit integrierten Schienenführungen und wahlweise einem<br />
Kugelgewinde- oder Zahnriemenantrieb. Beide Antriebsvarianten<br />
sind zunächst in den Baugrößen 65, 80 und 110 erhältlich. Sie sind<br />
bei gleichen Abmessungen weitestgehend ohne konstruktive Anpassungen<br />
austauschbar mit den bisherigen Ausführungen. Die<br />
Linearmodule werden bei der Variante<br />
Kugelgewindetrieb in Längen bis zu<br />
5 400 mm geliefert. Ab 4 000 mm verhindert<br />
eine Spindelunterstützung auch<br />
bei Vertikalanwendungen Schwingungen<br />
bei hohen Drehzahlen. Die<br />
Linearmodule mit Riemenantrieb sind<br />
in Längen bis zu 9 400 mm lieferbar.<br />
www.boschrexroth.com<br />
Wartungsfreundliche<br />
Doppelrohr-Lineareinheiten<br />
Für das gelegentliche bis mehrfach<br />
tägliche Verfahren und Positionieren<br />
von mittleren bis hohen Lasten in<br />
beliebiger Einbaulage eignen sich die<br />
Doppelrohr-Lineareinheiten EP(X)-II<br />
von Rose+Krieger. Gegenüber ihrer<br />
Vorgängerbaureihe EP/EPX weisen<br />
sie eine höhere Präzision und niedrigere<br />
Toleranzen der Montageflächen<br />
zueinander auf. Neben der Baugröße<br />
40 gibt es sie nun auch in<br />
Baugröße 30. Die Lineareinheiten kompensieren hohe Biegemomente<br />
bei der Hand- und Motorverstellung. Für mehr Wartungsfreundlichkeit<br />
sorgen geteilte Leitmuttern, die im Verschleißfall<br />
einfach ausgewechselt werden können. Für verbesserte Laufeigenschaften<br />
und geringeren Verschleiß sorgen moderne Werkstoffe<br />
und Hochleistungsgleitführungen. Beschichtete Metallbuchsen<br />
wurden durch einstellbare, konische Gleitbuchsen aus<br />
Spezialkunststoff ersetzt. Optional erhältlich ist eine manuelle,<br />
kraftschlüssige Spindelklemmung für eine sichere Arretierung<br />
des Führungsschlittens.<br />
www.rk-rose-krieger.com<br />
Zeitsparen mit virtueller Inbetriebnahme<br />
Software-Lösungen zur virtuellen Inbetriebnahme, die bei der<br />
Entwicklung und dem Betrieb von Automatisierungssystemen<br />
Zeit sparen und das Risiko von Fehlplanungen reduzieren, bietet<br />
BONFIGLIOLI: EFFIZIENTE ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />
FÜR IHRE INTRALOGISTISCHEN PROZESSE<br />
ABB an. Mit ihnen kann ein Systemintegrator virtuelle Antriebe<br />
und SPSen für eine Offline-Simulation einrichten. Einzelne<br />
Aspekte des Systems können überprüft werden, etwa die Steuerungslogik<br />
oder die Reaktion auf Störungen. So können bei der<br />
Inbetriebnahme der Hardware laut Hersteller 25 % der Kosten<br />
eingespart werden. Zudem entsteht ein Rahmen für Schulungen<br />
oder um Lösungen zur Produktivitätssteigerung zu testen. Die<br />
virtuelle Inbetriebnahme erfolgt in drei Schritten: Erstens die<br />
Abstimmung des virtuellen Antriebs mit dem Inbetriebnahmeund<br />
Wartungstool Drive Composer Pro, dann der Aufbau aus<br />
virtuellen Geräten und Controllern mit Automation Builder.<br />
Zuletzt wird die Virtualisierung mit einem mechanischen Modell<br />
der Maschine oder der Produktionslinie komplettiert.<br />
www.abb.de<br />
23-27 April <strong>2018</strong><br />
Hannover, Germany<br />
Visit us<br />
Hall 26 - Stand H06<br />
www.bonfiglioli.com<br />
Bonfiglioli entwirft, entwickelt und produziert Lösungen für<br />
Anwendungen in der Intralogistik und Logistik. Von Gabelstaplern,<br />
Selbstfahrern und Hebegeräten bis hin zu vollautomatischen Lagern<br />
haben wir Lösungen die allen Anforderungen in Bezug auf Effizienz,<br />
Zuverlässigkeit, Flexibilität und Energieverbrauch entsprechen.
Mehr Bewegung für die Intralogistik<br />
Antriebsrollen in Palettendurchlaufregal leisten gezielte Anschubhilfe<br />
Die Komplexität innerbetrieblicher Warenbewegungen nimmt stetig zu, die<br />
Anforderungen an die Lagertechnik steigen. Intelligente Antriebslösungen können hier<br />
bei zukunftsorientierten Anwendungen unterstützen. Das zeigt das Beispiel eines<br />
neuen Palettendurchlaufregals von Bito Lagertechnik aus Meisenheim. Lesen Sie mehr.<br />
O<br />
b in Fabriken, Abfertigungshallen oder<br />
Versand- und Verteilzentren – in vielen<br />
Unternehmen herrscht ein reger interner<br />
Warenverkehr. Materialien müssen zur<br />
richtigen Zeit und am richtigen Ort sein, damit<br />
die Produktion nicht stillsteht, Versandware<br />
sollte jederzeit zur Verfügung stehen,<br />
damit Kunden ihre Bestellung schnell bekommen.<br />
Und diese innerbetrieblichen<br />
Warenbewegungen nehmen durch die<br />
wachsende Verzweigung arbeitsteiliger<br />
Prozesse stetig zu. Trotz der gestiegenen<br />
Anforderungen steht die Wirtschaftlichkeit<br />
natürlich weiterhin an erster Stelle.<br />
Ausgeklügelte Software hilft Logistikern<br />
zwar diese Komplexität zu meistern, am<br />
Ende zählt jedoch die physische Verfügbarkeit,<br />
also auch ein passendes Lagersystem.<br />
In der Intralogistik gibt es dafür je nach<br />
Anforderung unterschiedlichste Lösungen.<br />
Sollen mehrere Paletten einer Ware sorten-<br />
Matthias Trenz ist Market Manager Industrial<br />
Drive Technology bei der ebm-Papst Zeitlauf<br />
GmbH & Co. KG in Pegnitz<br />
rein, übersichtlich und auf kleinem Raum<br />
gelagert werden, und spielt zudem permanente<br />
Verfügbarkeit eine wichtige Rolle, eignet<br />
sich oftmals ein Palettendurchlaufregal<br />
am besten. Das Unternehmen Bito Lagertechnik<br />
hat dafür gemeinsam mit ebm-<br />
Papst ein Regalsystem entwickelt. Beim<br />
Proflow active geben Antriebsrollen den<br />
Paletten gezielte Anschubhilfe – und bremsen<br />
diese wenn nötig ab.<br />
Weg von der schiefen Bahn<br />
Für die Bewegung der Paletten wird i. d. R.<br />
auch auf natürliche Kräfte zurückgegriffen.<br />
So werden diese in Durchlaufregalen üblicherweise<br />
durch die Schwerkraft angetrieben.<br />
Die Paletten rollen über eine um vier<br />
Prozent geneigte, schiefe Bahn von der Beschickungs-<br />
zur Entnahmeseite. Eine bewährte<br />
Technik, die in einigen Bereichen<br />
aber an ihre Grenzen stößt. Denn je nachdem,<br />
welche Ladungsträger sich in den Kanälen<br />
bewegen, kann es zu Schwierigkeiten<br />
kommen: die Paletten laufen nicht an oder<br />
bleiben einfach stehen. Das senkt die Verfügbarkeit<br />
der Ware. Zudem rollen neu beschickte<br />
Paletten im Kanal ungebremst auf<br />
die stehenden auf. Der dabei hervorgerufene<br />
Impuls kann zur Beschädigung sensibler<br />
Ware führen. Schließlich ist bei herkömmlichen<br />
Durchlaufregalen an der Entnahmeseite<br />
eine Nachlaufsperre eingebaut,<br />
damit der Gabelstapler die erste Palette<br />
staudruckfrei herausheben kann. An dieser<br />
mechanischen Baugruppe kann es aber je<br />
nach Bedienung zu Problemen wie verkanteten<br />
Paletten kommen.<br />
Daher entschloss sich Bito, auf Antriebsrollen<br />
zu setzen. Die Rollen schieben die<br />
Paletten an, verhindern ungewolltes Stehenbleiben,<br />
können diese aber auch abbremsen.<br />
Im Kanal lassen sich Paletten mit<br />
sensibler Ware berührungsfrei auch auf<br />
„Lücke“ stellen. Und auf die Nachlaufsperre<br />
kann komplett verzichtet werden: Entnimmt<br />
der Stapelfahrer eine Palette dauert<br />
es eine vordefinierte Zeit, bevor die Antriebe<br />
die Paletten kontrolliert nach vorne takten.<br />
Neben höherer Verfügbarkeit und Warenschutz<br />
ermöglicht das Proflow active aber<br />
auch die Neigung der Bahn zu halbieren.<br />
Dadurch lassen sich mehr Ladungsträger<br />
auf gleichem Raum lagern.<br />
72 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
01 02<br />
03<br />
01 Jeder Palettenplatz hat eine Antriebsrolle, die die Paletten<br />
nach vorne taktet<br />
02 Bei der vollautomatischen Beschickung lassen sich Paletten<br />
aufgrund der Rollenantriebe berührungsfrei auf Lücke stellen<br />
03 Das Palettendurchlaufregal setzt auf Antriebseinheiten,<br />
die einen höheren Durchsatz bei maximaler Produktsicherheit<br />
ermöglichen<br />
Einbaufertige Systemlösung<br />
Die Antriebseinheit entstand in einer gemeinsamen<br />
Entwicklung zwischen Bito<br />
und ebm-Papst. „Neben Fragen der Größe<br />
und Leistung war eine zentrale Anforderung<br />
von Bito, wie so ein komplexes System<br />
in eine Tragrolle im Lagerregal integriert<br />
werden kann“, erinnert sich Matthias Trenz,<br />
Market Manager Industrial Drive Technology<br />
bei ebm-Papst. Als Antriebslösung<br />
stand am Ende ein einbaufertiges Cartridge.<br />
Das Plug-&-Play-System beinhaltet den<br />
BLDC-Motor mit Elektronik, Bremse und<br />
Getriebe sowie das Antriebsgehäuse mit<br />
Rollenboden und herausgeführtem Kabelbaum.<br />
Die Vorgabe war, dass das System<br />
ohne einen Schaltschrank in jeder Rollenbahn<br />
auskommen kann, um den Verkabelungsaufwand<br />
gering zu halten.<br />
Als Antriebsmotor dient der ECI 63.20 K4,<br />
ein bürstenloser Innenläufermotor mit<br />
180 W Leistung, der neben der integrierten<br />
K4-Steuerung auch ein Bremsmodul hat.<br />
Durch die kompakten Maße und die hohe<br />
Überlastfähigkeit eignet sich diese Baukastenlösung<br />
für Einsätze auf engstem Raum<br />
mit dynamischen Anforderungen. Der Antriebsmotor<br />
der ECI-Baureihe hat einen<br />
Durchmesser von 63 mm und eine Statorlänge<br />
von 20 mm. Moderne EC-Motoren<br />
wie dieser haben den Vorteil, dass sie via integrierter<br />
Elektronik auf das Antriebsprofil<br />
der jeweiligen Anwendungen programmiert<br />
werden können. Somit lassen sich variable<br />
Drehzahlen, Drehmomente und die Leistungsabgabe<br />
nach Bedarf einstellen. Eine<br />
Vielzahl unterschiedlicher Elektromotoren<br />
ist somit nicht notwendig, eine hohe Individualisierung<br />
damit kostengünstig. Möglich<br />
macht diese flexible Regelung die Ansteuer-<br />
Elektronik mit der Bezeichnung „K4“, die<br />
direkt im Antrieb integriert ist. Das K4-Modul<br />
überwacht die Antriebe und ermöglicht<br />
im Rahmen der vorgegebenen Parameter<br />
eine 100%ige Motorauslastung. Antriebsvorteile<br />
wie volles Motordrehmoment ab Drehzahl<br />
0 bei hoher kurzzeitiger Überlastfähigkeit,<br />
lassen sich so optimal nutzen. Durch<br />
die Sinuskommutierung werden durch den<br />
sanften Stromanstieg per Sinuskurve Kommutierungsgeräusche<br />
vermieden. Der Motor<br />
läuft leise und vibrationsarm, wozu auch<br />
die wartungsfreien Kugellager beitragen.<br />
Die Intelligenz sitzt dabei dezentral in jeder<br />
Rolle, das ganze Regalsystem lässt sich daher<br />
beliebig erweitern oder verkürzen.<br />
Leistungsstarkes Getriebe<br />
Der dynamische Motor lässt sich einfach<br />
mit den Planeten-, Winkel- und Stirnradgetrieben<br />
kombinieren. Bei Bito ist auf den<br />
BLDC-Motor ein zweistufiges Performax-<br />
Planetengetriebe montiert. Das Konstruktionsprinzip<br />
mit ineinander angeordneter<br />
Zahnräder und der radialen Verschraubung<br />
der Gehäuseteile erlaubt eine hohe Leistungsdichte<br />
auf wenig Bauraum. Durch<br />
schrägverzahnte Kunststoffzahnräder in der<br />
ersten Stufe ist die Geräuschentwicklung<br />
minimiert. Die gehärteten Stahlräder in der<br />
zweiten Stufe sorgen für Langlebigkeit. In<br />
zahlreichen Tests ermittelten die Partner<br />
von Bito und ebm-Papst, welches Moment<br />
und welche Untersetzungspaarung für den<br />
Einsatz erforderlich sind. Schließlich fand<br />
man bei einer hohen Untersetzung von<br />
102:1 die optimale Aus legung. Prinzipiell<br />
wäre bei zwei Stufen auch eine Untersetzung<br />
von 204:1 möglich.<br />
Einfache Montage<br />
Dieses komplette Antriebssystem ist in ein<br />
Gehäuse integriert, das Versorgungskabel<br />
wird über den Rollenboden herausgeführt.<br />
Beim Rollenboden wurde die Kontur der<br />
Tragrolle mit 80 mm Durchmesser von Bito<br />
übernommen, damit bei der Montage diese<br />
einfach darübergestülpt und verprägt werden<br />
kann. Des Weiteren wurde gemeinsam<br />
eine Klemmkupplung entwickelt, welche<br />
auf die Antriebswelle aufgesetzt ist – diese<br />
bildet den Kraftschluss in der Tragrolle.<br />
Das integrierte Antriebssystem ermöglicht<br />
so eine einfache Montage. Die komplette<br />
Rolle wird schließlich in den Seitenwangen<br />
der Rollenbahn befestigt. Das Potenzial<br />
des Durchlaufregals ist groß: Es eignet sich<br />
für den Einsatz mit verschiedenen Gebinde-<br />
und Palettenarten und überall dort,<br />
wo sensible Güter gehandhabt werden<br />
müssen. Denn die Antriebe verhindern<br />
auch das Aufschaukeln beim Transport<br />
über die Palettenbahn.<br />
Neben dem Beispiel von Bito, eignen sich<br />
die dezentralen Antriebssysteme von ebm-<br />
Papst noch für weitere Anwendungen im<br />
Bereich der Intralogistik. Aufgrund variabler<br />
Fördergeschwindigkeiten, hoher Laufruhe,<br />
langer Lebensdauer sowie niedriger<br />
Störanfälligkeit, kommen die Antriebssysteme<br />
auch für Förderbänder oder Sortierund<br />
Pickinganlagen in Frage.<br />
www.ebmpapst.com<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 73
Der Einsatz neuer Materialien im Leichtbau<br />
verlangt nach passenden Fügeund<br />
Verbindungstechnologien, wobei hier<br />
vor allem die thermische Verbindungstechnik<br />
auf dem Prüfstand steht, weil viele<br />
neue Werkstoffe und Werkstoffkombinationen<br />
gar nicht mehr mit herkömmlichen<br />
oder alternativen Laser-basierten Füge-/<br />
Schweißverfahren zu verbinden sind. Hier<br />
stellt sich die Frage nach verbindungstechnisch<br />
optimalen Lösungen und hier tritt in<br />
neuer Form das Widerstandsschweißen<br />
bzw. Buckelschweißen auf den Plan. Das<br />
Buckelschweißen ist nach DIN/ISO einzuordnen<br />
und gehört zur Gruppe „Konduktives<br />
Widerstandspressschweißen“. Eine in<br />
gleich mehrfacher Weise interessante Variante<br />
stellt das Kondensator-Entladungsschweißen<br />
(KE-Schweißen) dar. Dabei<br />
wird im Gegensatz zum Einphasen-Wechselstrom-,<br />
Dreiphasen-Gleichstrom- oder<br />
Dreiphasen-Mittelfrequenz-Schweißen die<br />
Schweißenergie nicht direkt aus dem Netz<br />
genommen, sondern aus Kondensatoren,<br />
welche in den Schweißpausen wieder aufgeladen<br />
werden. Die reine Schweißzeit<br />
beträgt ca. 10 ms und durch die kurze<br />
Schweißzeit konzentriert sich die Energie<br />
nur auf die Schweißzone.<br />
Für punktgenaue<br />
Schweißkraft<br />
Servoantriebe sorgen beim Kondensator-Entladungsschweißen<br />
für Präzision und Effizienz<br />
Das Thema Leichtbau ist schon seit geraumer Zeit in aller Munde und<br />
betrifft vor allem auch die Verbindungstechnik. Neben neuen Werkstoffen<br />
und Fügetechniken, stellen sich Schweißtechnik-Anbieter häufiger die<br />
Frage nach den passenden Antrieben in ihren Anlagen. Hydraulik oder<br />
Servotechnik? Erfahren Sie, warum sich die Firma Glamatronic für<br />
Servoantriebe entschieden hat.<br />
Schweißenergie meets<br />
Präzisions-Schweißkraft<br />
Kurze Schweißzeiten und schnelles Abkühlen<br />
bringen Vorteile bei den Produktionszyklen<br />
und beim Gefüge-Verhalten. Durch<br />
Nachwärmeimpulse können außerdem<br />
kohlenstoffhaltige Stähle sowie einsatzgehärtete<br />
Bauteile geschweißt werden. Damit<br />
stellt das durch die beiden Parameter<br />
Schweißenergie und -kraft gekennzeichnete<br />
KE-Schweißen eine interessante Alternative<br />
hinsichtlich Füge-/Verbindungslösungen<br />
für Bauteile aus verschiedensten Werkstoffen<br />
dar. Zum Beispiel findet das KE-Schweißen<br />
immer mehr Anwendung im Bereich<br />
der Präzisionsteile-Fertigung (Getriebebau,<br />
Armaturen, Automotive-Komponenten, Antriebselemente,<br />
usw.) und besticht durch<br />
die Möglichkeit der individuellen und flexiblen<br />
Schweißparameter-Anpassung. Aber<br />
auch konstruktiv und fertigungstechnisch<br />
ergeben sich Freiräume, weil früher aufwändig<br />
aus einem Teil hergestellte Komponenten<br />
nun zwei- oder mehrteilig gefertigt<br />
und mittels KE-Schweißen zu einer Baugruppe<br />
gefügt werden können. Die Bauteile<br />
sind zuvor partiell mechanisch zu bearbeiten<br />
und stehen nach dem Schweißen/Fügen<br />
ohne Nachbearbeitung für die Weiterverwendung<br />
bzw. für die Montage bereit.<br />
74 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Diverse Bauteile, wie z. B. präzise Stanzoder<br />
Fließpressteile können ohne mechanische<br />
Bearbeitung dem Schweißprozess zugeführt<br />
werden. Wie schon angedeutet, ist<br />
das KE-Schweißen durch die beiden Parameter<br />
Schweißenergie und Schweißkraft<br />
geprägt. Das Technologie-Unternehmen<br />
Glamatronic Schweiß- und Anlagentechnik<br />
GmbH aus Gladbeck sieht sich beim KE-<br />
Schweißen als führend in Kompetenz und<br />
Know-how und baut für die Anwender aus<br />
allen Industriebereichen Schweißanlagen<br />
in Standardausführung. Diese werden jeweils<br />
projektspezifisch ausgerüstet und als<br />
betriebsbereite Komplettsysteme geliefert.<br />
Naturgemäß nehmen solche Schweißanlagen<br />
in den Produktionsbetrieben eine<br />
Schlüsselstellung ein, weshalb sich die Fertigungssysteme<br />
neben hochleistungsfähiger<br />
Verfahrenstechnik durch die Verwendung<br />
von qualitativ hochwertigen Anlagen-Komponenten<br />
auszeichnen.<br />
01 Ein komplettes Antriebstechnik-Set bestehend aus elektromechanischem Servoantrieb der<br />
Baureihe Tox-ElectricDrive vom Typ EPMK, Servocontroller und Kabelsatz<br />
02 Die elektromechanische Servoantriebs-<br />
Einheit im eingebauten Zustand<br />
Elektromechanik schlägt<br />
Hydraulik<br />
Als Lieferant für den antriebstechnischen<br />
Part zur Erzeugung der Schweißkraft beim<br />
KE-Serienschweißen wählte Glamatronic<br />
das Unternehmen Tox Pressotechnik aus<br />
Weingarten, deren elektromechanische<br />
Servoantriebe der Baureihe Tox-Electric-<br />
Drive Presskräfte im Bereich von 2 bis<br />
1 000 kN erzeugen und für viele kombinierte<br />
Hub-/Presskraft-Prozessabläufe eine geeignete<br />
Lösung darstellen. Nach gründlicher<br />
Analyse und Evaluation kamen die Ingenieure<br />
von Glamatronic zum Entschluss,<br />
neben herkömmlicher hydraulischer oder<br />
hydropneumatischer Presskraft-Antriebstechnik<br />
vorzugsweise Servotechnik anzubieten.<br />
Zwar haben elektromechanische<br />
Servoantriebe meist einen höheren Anschaffungspreis,<br />
bieten jedoch so viele Vorteile<br />
in Bezug auf die Anschlusskonstruktion,<br />
die Montage und Installation sowie<br />
schließlich auf die Betriebskosten und den<br />
Wartungsaufwand, dass die Mehrkosten<br />
am Ende mehr als nur aufgewogen werden.<br />
Als weitere entscheidende Vorteile der<br />
Tox-Servo-Antriebssysteme sehen die Ingenieure<br />
von Glamatronic die robuste Ausführung,<br />
die hohe Leistungsdichte bei<br />
kompakter Bauform, eine niedrige Geräuschbelastung,<br />
die höchste Sicherheitsstufe,<br />
flexible und stufenlos regelbare Funktionen<br />
wie Geschwindigkeit, Kraftaufbau<br />
und Positionierung. Darüber hinaus sind<br />
die Schweißkräfte reproduzierbar, und dass<br />
der Arbeitskolben bei Stromausfall nicht<br />
absackt ist ein wichtiger Sicherheitsaspekt.<br />
Je nach Anforderung des jeweiligen Kunden<br />
bzw. der jeweils zu schweißenden/<br />
fügenden Bauteile und Baugruppen setzt<br />
Glamatronic elektromechanische Servoantriebe<br />
der Baureihe Tox-ElectricDrive<br />
vom Typ EPMK mit Presskräften von 100<br />
bis 300 kN, Hüben bis max. 300 mm und<br />
Arbeitskolben-Geschwindigkeiten zwischen<br />
120 und 200 mm/s ein. Die hochpräzise<br />
Überwachung der Schweißkraft erfolgt<br />
durch einen in der Druck- und Führungseinheit<br />
integrierten Piezo-Kraftaufnehmer.<br />
Flexibel, reproduzierbar und<br />
prozesssicher<br />
Die EPMK-Module sind kompakt aufgebaut<br />
und lassen sich einfach in die KE-<br />
Schweißanlagen (je nach Typ in C-Gestelloder<br />
auch Portal-Gestell-Ausführung)<br />
03 Anwendungsbeispiel: Ein aus zwei Teilen<br />
per KE-Schweißen gefügtes Getriebe-Element<br />
integrieren. Zum Ausrüstungsumfang der<br />
elektromechanischen Servoantriebe EPMK<br />
gehören die Sensorik zur Wegerfassung,<br />
ein Bremsschaltmodul, der intelligente<br />
Servocontroller, ein kompletter Kabelsatz<br />
und die Software. Der Anlagenbauer<br />
Glamatronic erhält somit aus einer Hand<br />
ein komplettes Antriebssystem, das die<br />
mechanische wie energieversorgungs- und<br />
auch softwaretechnische Integration in<br />
die Schweißanlagen erlaubt. Mit der<br />
Wiederholgenauigkeit von ± 0,01 mm und<br />
der reproduzierbar exakt auf den Punkt<br />
gebrachten Schweißkraft stellen die Servoantriebe<br />
zudem ein wesentliches Element<br />
für die KE-Schweißqualität in der Serienfertigung<br />
dar.<br />
www.tox-de.com<br />
www.glamatronic.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 75
ELEKTROMOTOREN<br />
Steuer- und Leistungselektronik<br />
integriert<br />
Ein hochpräziser bürstenloser Gleichstrommotor mit integrierter<br />
Elektronik ist der KinetiMax 42 EB von Allied Motion. „EB“ steht<br />
dabei für „Electronic on Board“. Der 42 mm-flanschgroße Außenläufermotor<br />
reiht sich in die Baureihe zwischen die 24, 32, 54 und<br />
68 mm Durchmessergrößen ein und stellt mit 54 mm Länge und<br />
225 g den kürzesten und leichtesten EB-Motor seiner Baugröße<br />
dar. Sein Wirkungsgrad beträgt bis zu 80 %. Darin enthalten ist<br />
auch der<br />
Wirkungsgrad<br />
der internen<br />
Motorelektronik.<br />
Durch<br />
ein optimiertes<br />
Lagersystem<br />
bewältigt er<br />
Radialkräfte bis<br />
60 N. Er erzielt<br />
ein Abtriebsdrehmoment<br />
von 70 mNm bei einer konstanten Drehzahl von<br />
4 300 min -1 . Somit erreicht die Einheit im Dauerbetrieb eine<br />
Abgabeleistung von 31 W. Typische Anwendungsgebiete sind<br />
kleine Pumpen, Lüfter, Gebläse oder Scannereinheiten, die als<br />
Gegenmoment eine quadratische Kennlinie aufweisen. Auch für<br />
Präzisionspumpen in medizinischen Anwendungen mit hoher<br />
Gebrauchsdauer eignet er sich.<br />
www.alliedmotion.com<br />
permanent<br />
COOLING<br />
Durchgängiges Design von<br />
Bg 63 bis 400.<br />
in allen Anwendungsbereich<br />
Die optimale Fremdbelüftun<br />
für drehzahlvariable Motore<br />
ng<br />
en<br />
hen.<br />
Langzeit-Gewährleistung für Achszapfen<br />
Rulmeca setzt sich für die<br />
Standardisierung des Achszapfens<br />
von Trommelmotoren<br />
ein und gewährleistet für alle<br />
seine Trommelmotoren für<br />
das Stückgutgeschäft eine<br />
Langzeitverfügbarkeit von<br />
mindestens 15 Jahren. Der<br />
Hersteller gibt eine Bestandsgarantie<br />
für 80er Trommelmotoren mit 17 mm Achse und 13,5er<br />
Schlüsselfläche. Optional sind auch weiterhin eine 20-mm-Achse<br />
mit 14er Schlüsselfläche und eine Zapfenkappe mit 35 mm<br />
Durchmesser und 21er Schlüsselfläche verfügbar. Mit diesen drei<br />
Formfaktoren werden nach Schätzung des Herstellers rund 90 %<br />
der Trommelmotoren mit 80 mm Durchmesser bedient.<br />
www.rulmeca.de<br />
Auflösung bis 21 Bit<br />
Sercos-Modul für Servo- und<br />
Schrittmotoren<br />
JVL hat mit Sercos ein weiteres industrielles<br />
Ethernet-Protokoll für seine integrierten<br />
Servomotoren MAC Motor und integrierten<br />
Schrittmotoren ServoStep eingeführt. Das<br />
Sercos-Modul ist mit zwei Ethernet-Anschlüssen und einem<br />
eingebauten Switch ausgestattet, wodurch eine Line- und Ringtopologie<br />
ohne zusätzliche Hardware möglich ist. Es verfügt über<br />
mehrere LEDs für eine schnelle Statusübersicht. Auch optoisolierte<br />
digitale I/Os im Modul sind integriert, die die Steuerung von<br />
zusätzlichen Sensoren ohne externe E/A-Module ermöglichen.<br />
Darüber hinaus sind alle Register im MAC Motor über die Sercos-<br />
Verbindung zugänglich, wodurch eine vollständige<br />
Kontrolle der Motorkonfiguration und -bewegung<br />
ermöglicht wird. Die automatische Erkennung<br />
von Antrieben wird bei dem Modul vom<br />
FSP-Drive und den Sercos-Drive-Profilen<br />
unterstützt. Die Synchronisation wird<br />
unterstützt und ermöglicht den gleichzeitigen<br />
Betrieb von bis zu 511 Motoren.<br />
www.jvl.dk<br />
www.wistro.com<br />
Besuchen Sie uns auf der<br />
Hannover Messe <strong>2018</strong><br />
Halle 16, Stand H03<br />
Elektro-MechanikGmbH<br />
Berliner Allee 29-31<br />
D-30855 Langenhagen<br />
Telefon: +49 511 /726 380<br />
E-Mail: info@wistro.com<br />
Das Servoantriebssystem Sinamics V90 von Siemens ist in zwei<br />
Varianten erhältlich: Mit hohem Trägheitsmoment mit 400 V für<br />
Anwendungen, die einen ruhigen Lauf erfordern, und als<br />
200-V-Version mit Motoren mit niedrigem Trägheitsmoment,<br />
bei denen dynamische Leistung gefordert ist.<br />
In der Impulsfolge- oder der Profinet-Ausführung<br />
können die Bewegungs-, Prozess- und Diagnosedaten<br />
in Echtzeit zwischen Antriebssystem und<br />
Simatic-Steuerungen übertragen werden. Der<br />
Low-Inertia-Motor verfügt nun über einen<br />
zusätzlichen Absolutwertgeber Singleturn<br />
mit einer Auflösung bis 21 Bit. Damit<br />
kann er eindeutige Positionswerte<br />
bestimmen.<br />
www.siemens.com<br />
wistro_Anz_90x130_03<strong>2018</strong>_Stoerer_HMI<strong>2018</strong>.indd 76 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong><br />
1 15.03.18 15:51<br />
Wistro.indd 1 15.03.<strong>2018</strong> 17:48:00
Elektronisch kommutierte 3-Phasen-Motoren<br />
Mit dem DBL36 hat Nanotec jetzt einen bürstenlosen DC-Motor im Programm, der vor allem für hohe Stückzahlen<br />
ausgelegt ist. Den DC-Motor gibt es in drei Baulängen mit einer Nennleistung von 7,5 W in Größe S, 18 W<br />
in Größe M und 33 W in Größe L. Bei dieser Baureihe handelt es sich um elektronisch kommutierte<br />
3-Phasen-Motoren, die mit drei Hallsensoren zur Rückmeldung der Rotorlage ausgestattet sind. Sie<br />
weisen einen guten Wirkungsgrad auf und bieten aufgrund ihrer Präzisionskugellager hohe Laufruhe.<br />
Die Nenndrehzahl des BLDC-Motors liegt bei 4 800 U/min für die Größen S bzw. M und 4 500 U/min<br />
für Größe L, seine Nennspannung beträgt 24 V. Mit einem Nennmoment von 1,5 bis 7 Ncm bei einem<br />
Durchmesser von 36 mm eignet sich der DBL36 für eine Vielzahl von Anwendungen. Eine Anpassung<br />
der Wicklung auf andere Nenndrehzahlen und Spannungen ist in Serie möglich.<br />
www.nanotec.de<br />
Energieeffizienter Motor in der<br />
Fischfutterherstellung<br />
Der dänische Fischfutterhersteller Aller Aqua hat den ausgefallenen<br />
Gleichstrommotor seines größten Extruders durch einen Dyneo-<br />
LSRPM-Motor von Leroy-Somer ersetzt. Da bei der Extrusion von<br />
Futtermitteln viel Energie verbraucht wird, musste die neue Motorlösung<br />
vor allem energieeffizient sein. Man entschied sich für<br />
einen Dyneo-Permanentmagnet-Synchronmotor<br />
mit einer Leistung<br />
von 310 kW. Der<br />
Wirkungsgrad dieses<br />
Motors liegt über der<br />
Energieeffizienzklasse<br />
IE4. Damit können<br />
pro Jahr mindestens<br />
135 000 kWh an Energie<br />
gespart werden.<br />
Darüber hinaus sinken<br />
in der Produktion durch die erhöhte Maschinenverfügbarkeit auch<br />
die Wartungskosten. Der Dienstleister Ølgod Elektro vereinfachte<br />
die bestehende Installation durch die Implementierung des<br />
Dyneo-Motors, da nun im Unterschied zu dem bisherigen Gleichstrommotor<br />
in IP23 kein zusätzlicher Kühl- und Lüftungskreislauf<br />
mehr nötig ist. Der Dyneo-Motor kann über den Express-Lieferservice<br />
von Leroy-Somer bestellt werden und ist in einer<br />
kompakten Ausführung oder in der IEC-Standardkonfiguration<br />
erhältlich. Bei Aller Aqua wird er sich nach Angaben des Unternehmens<br />
in weniger als drei Jahren amortisiert haben.<br />
www.nidecautomation.com<br />
I N T E L L I G E N C E T H A T M O V E S<br />
WWW.ROTEK-MOTOREN.DE<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 77<br />
ROTEK.indd 1 21.03.<strong>2018</strong> 09:22:37
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Mit Machining Performance<br />
sicher ans Ziel<br />
Steuerungstechnik für schnelles und präzises Fräsen<br />
Genauigkeit und<br />
Geschwindigkeit beim<br />
Fräsen – beides gleichzeitig<br />
erhöht die Produktivität.<br />
Doch je näher dabei an die<br />
fertigungstechnischen<br />
Grenzen gegangen wird,<br />
desto eher stehen sich diese<br />
beiden Zielgrößen<br />
konträr gegenüber:<br />
An diesem Punkt kommt<br />
als Hebel für die Machining<br />
Performance moderne<br />
Steuerungstechnik ins Spiel.<br />
Von Vornherein eine hohe Fräsgenauigkeit,<br />
auf ein Minimum begrenzte Nacharbeiten,<br />
die Möglichkeit physikalisch unvermeidliche<br />
Maschinenabweichungen zu<br />
kompensieren sowie der Schutz vor Kollisionen<br />
– dafür hat Siemens mit dem neuen<br />
Software-Release 4.8 die CNC Sinumerik<br />
840D sl mit Funktionen ausgestattet, die<br />
darauf ausgerichtet sind, die Produktivität<br />
zu erhöhen. Für die Fräserei heißt das ganz<br />
konkret eine hohe Machining Performance:<br />
Dr. Jochen Bretschneider ist<br />
Technologie- und Innovationsmanager<br />
bei der Siemens AG in Erlangen<br />
Mit Genauigkeit bei kurzer Bearbeitungszeit<br />
sicher zum fertigen Werkstück.<br />
Beste Oberflächen<br />
Die Option Top Surface bringt weitestgehend<br />
unabhängig vom CAM-Input eine<br />
hohe Oberflächengenauigkeit. Maschinenbediener<br />
können an der CNC fast durchgängig<br />
Standardwerte für die Kontur- und<br />
die Orientierungstoleranz verwenden, da<br />
eine größere Unabhängigkeit von der im<br />
CAD/CAM-System benutzten Berechnungstoleranz<br />
realisiert wurde. Insbesondere bei<br />
umfangreichen NC-Programmen, wie sie<br />
im Werkzeug- und Formenbau zur Anwendung<br />
kommen, ist Top Surface in der Lage<br />
Unstimmigkeiten zu beseitigen, die z. B.<br />
durch eine unregelmäßige Verteilung von<br />
Punkten zustande kommen und sich in<br />
kleinen Sprüngen in den Koordinaten oder<br />
auch als ungewollte Umkehrung der Bewegungsrichtung<br />
ausprägen können. Dadurch<br />
werden Geschwindigkeitsprofile benachbarter<br />
Fräsbahnen angeglichen und Konturen<br />
gezielt geglättet. Das sorgt für beste<br />
Oberflächengüte und begrenzt den Aufwand<br />
für die Nachbearbeitung von Werkstücken<br />
auf ein Minimum. Die Glättung der<br />
Konturen lässt sich abschalten, um einwandfreie<br />
kleinste Strukturen oder Gravuren<br />
zu erzeugen. Durch die geglätteten<br />
Bewegungsbahnen ist auch das Beschleunigungs-<br />
und Ruckverhalten der Maschine<br />
insgesamt optimiert – die Fräsmaschinen<br />
mit Top Surface laufen dadurch grundsätzlich<br />
ruhiger und verschleißärmer.<br />
Präzision beim Fräsen<br />
Ist eine besonders heikle oder hochgenaue<br />
Fräsbearbeitung an einer 5-Achs-Maschine<br />
78 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
vorgesehen, sorgt Cycle9960, der automatische<br />
Zyklus zur Kinematikvermessung<br />
der Rundachsen, für die notwendige<br />
Prozess sicherheit. Zur Produktivität trägt<br />
diese Funktion durch den weitestgehend<br />
automatisierten Ablauf bei. Dank der guten<br />
Bedienbarkeit geht die Vermessung zügig<br />
von der Hand und spart so wertvolle<br />
Hauptzeit. Mithilfe des Messzyklus und der<br />
nachgeschalteten kinematischen Kompensation<br />
lässt sich die Genauigkeit in der<br />
Rundachskinematik jederzeit überprüfen<br />
oder wiederherstellen – und zwar schnell,<br />
einfach, hochgenau und ohne Serviceeinsatz<br />
oder Spezialausrüstung. Mit einem<br />
Standardmesstaster und einer Kalibrierkugel<br />
im Bearbeitungsraum kann der<br />
Ma schinenbediener auf Knopfdruck die<br />
Rundachsen reproduzierbar qualifizieren:<br />
Messtaster einwechseln, die Vermessung<br />
mit einem einzigen Zyklus aufrufen, parametrieren,<br />
automatisiert ausführen, Ergebnisse<br />
kontrollieren und gegebenenfalls<br />
übernehmen – fertig. Nach Durchlauf der<br />
wenige Minuten dauernden, automatischen<br />
Messungen lassen sich eventuelle<br />
Korrekturen in die Steuerung eintragen<br />
und die Achsen digital ausrichten.<br />
Applikationen, wie die Umsetzung dieser<br />
automatisierten Kinematikvermessung sind<br />
nur möglich durch die Beschreibung der<br />
01<br />
Top Surface<br />
Bildvorschlag 2<br />
Top Surface: Beste Oberflächengüte weitestgehend unabhängig vom CAM-Input<br />
Ohne Top Surface<br />
Top Surface: Beste Oberflächengüte weitestgehend unabhängig vom CAM-Input<br />
sogenannten Kinematischen Kette. Dahinter<br />
verbirgt sich eine einheitliche Deklaration<br />
des Kinematikaufbaus der Maschine<br />
bzw. eine mathematische Beschreibung<br />
ihrer Bewegungsmöglichkeiten. Auf dieser<br />
Basis lassen sich mithilfe von der CNC<br />
Maschinenabweichungen korrigieren, sodass<br />
Features zur Verbesserung von Oberflächen<br />
wirklich am Werkstück ankommen<br />
und nicht durch ansonsten physikalisch<br />
unvermeidbare Maschinenabweichungen<br />
überlagert werden.<br />
Nickkompensation<br />
Mit Top Surface<br />
Die Nickkompensation (Nodding Compensation)<br />
ist eine Option, die im Verborgenen<br />
arbeitet und dem Anwender nur auffällt,<br />
wenn sie fehlt. Damit lassen sich die Ruckwerte<br />
der Maschine erhöhen, was die Bear<br />
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23. bis 27. April „more drive“ mit unseren leistungsstarken<br />
und intelligenten Lösungen.<br />
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STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
02<br />
Nick-Kompensationen (Nodding Compensation)<br />
03<br />
Nickkompensation: Bearbeitungsqualität beim Beschleunigen/Bremsen erhöhen<br />
Ohne Nickkompensation<br />
Collision Avoidance<br />
Collision Avoidance: Sicherer Schutz vor Kollision der Maschinenkörper<br />
Collision Avoidance: Sicherer Schutz vor Kollision der Maschinenkörper<br />
beitungszeit verringert und/oder die Bearbeitungsqualität<br />
verbessert. Ohne Nickkompensation<br />
kann es – ausgelöst vor allem<br />
durch Beschleunigungsvorgänge – zu ungewollten<br />
Reaktionen der Maschinenachsen,<br />
bspw. Kippbewegungen, und dadurch zu<br />
Ungenauigkeiten am Werkstück kommen.<br />
Diese Fehler lassen sich jedoch häufig<br />
durch aktives Gegenverfahren weiterer<br />
Achse ausgleichen, sodass kein störender<br />
Effekt am Tool Center Point entsteht. Verfügbar<br />
ist diese Option in zwei Varianten:<br />
Eco lässt sich sinnvoll einsetzen, wenn etwa<br />
die Beschleunigung als Effekt dominant ist<br />
und die Kompensationsachse mit dieser<br />
Einflussgröße kombiniert wird. Gibt es<br />
mehrere Einflussgrößen, die mehrere<br />
Kompensationsachsen erfordern, dann ist<br />
die Nickkompensation in der Variante<br />
Advanced passend.<br />
Mit Nickkompensation<br />
Nickkompensation: Bearbeitungsqualität beim Beschleunigen/Bremsen erhöhen<br />
Kollisionsschutz<br />
Ebenfalls in Eco und Advanced ausgeführt,<br />
bietet das neue Software-Release der<br />
Sinumerik einen weiterentwickelten Kollisionsschutz.<br />
Eco realisiert einen einfachen,<br />
zuverlässigen Maschinenschutz und verhindert<br />
dabei Eigenkollisionen der Maschinenkörper<br />
im Arbeitsraum. Um das in Echtzeit<br />
zu erreichen, sind die zu schützenden<br />
Baugruppen hierbei als einfache geometrische<br />
Körper gerechnet. So funktioniert<br />
diese Anwendung ohne sichtbaren Verlust<br />
an Rechenzeit im Hintergrund auch für<br />
kostengünstige Maschinen. Diese zuverlässige<br />
Kollisionsüberwachung steht in allen<br />
Betriebsarten zur Verfügung; die Schutzbereiche<br />
lassen sich einfach und effizient<br />
projektieren und als 3-D-Darstellung an der<br />
Steuerungsoberfläche visualisieren.<br />
Die Advanced-Variante beinhaltet hingegen<br />
einen vollumfänglichen Maschinen-,<br />
Werkzeug- und Werkstück-Schutz.<br />
Die Software des Sinumerik Produkt<br />
Partners ModuleWorks läuft über eine<br />
Schnittstelle integriert auf einem externen<br />
Rechner und sorgt in Zusammenarbeit<br />
mit der Sinu merik in Echtzeit dafür, dass<br />
Maschine, Werkzeug samt Werkzeughalter<br />
und Spannvorrichtung samt Werkstück<br />
während des Materialabtrags permanent<br />
einsehbar und dynamisch geschützt<br />
sind. Dabei lassen sich die<br />
notwendigen Werkstück- und Werkzeugdaten<br />
dem System komfortabel zur Verfügung<br />
stellen. Dieser Kollisionsschutz bietet<br />
kontinuierlich ein hohes Maß an Sicherheit<br />
im Maschinenbetrieb.<br />
Schneller Positionieren<br />
Im Eilgang, also ohne Werkzeugeingriff,<br />
sollte es möglichst schnell gehen; bei solchen<br />
Positionieraufgaben passt die Sinumerik<br />
die Dynamik mit dem Adapt Jerkfilter<br />
AJET an. Die Dynamik der Verfahrbewegung<br />
erhöht sich dabei, ohne dass die<br />
Positionierung für den nächsten Eingriff<br />
am Werkstück an Präzision verliert. Dieser<br />
Vorteil kommt nur teilweise zu Lasten der<br />
konkreten Werkzeugbahn zustande, sondern<br />
basiert auf den deutlich und zu -<br />
verlässig erhöhten Dynamikwerten. Die<br />
Besonderheit von AJET liegt darin, die notwendigen<br />
Eilgangbewegungen mit hohen<br />
Ruckwerten zu fahren und dennoch die<br />
unvermeidlichen Schwingungen beim<br />
Einpositionieren zu unterdrücken. In der<br />
Serienfertigung lassen sich mit AJET Programmlaufzeiten<br />
nachweislich im einstelligen<br />
Prozentbereich reduzieren.<br />
Schnell, präzise und sicher<br />
Es wird immer schwieriger die Produktivität<br />
durch klassische maschinenbautechnische<br />
Neuerungen zu steigern. Das lenkt<br />
den Fokus unter anderem auf die Steuerungstechnik.<br />
Die Sinumerik von Siemens<br />
ist eine CNC, die leistungsfähig genug<br />
ist und auch die notwendige Offenheit<br />
mitbringt, um verborgene Potenziale zu<br />
heben. Speziell für das Fräsen hält das<br />
neue Software-Release der Sinumerik viele<br />
Funktionen bereit, die dafür sorgen, dass<br />
sich Geschwindigkeit und Präzision nicht<br />
widersprechen, sondern gleichzeitig verbessern<br />
lassen.<br />
www.siemens.de<br />
80 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Automatisierungsplattform unterstützt<br />
digitale Transformation in der Fertigung<br />
Mit einer Auswahl an CPU-Spezialmodulen für die Steuerungen<br />
der Melsec iQ-R-Serie hebt Mitsubishi Electric die Vorteile der<br />
SPS als Plattform für die Automatisierung hervor. Ein CNC-CPU-<br />
Modul sowie eine CPU für die Robotersteuerung ergänzen deshalb<br />
jetzt die<br />
bereits vorhandenen<br />
Optionen<br />
für analoge und<br />
digitale E/A, Bewegung,<br />
Positionierung,<br />
Prozesssteuerung,<br />
Sicherheit<br />
und Vernetzung.<br />
Hiermit<br />
liegt eine einzigartige<br />
Lösung vor,<br />
welche die gesamte Palette der Steuerungs- und Automatisierungsprozesse<br />
in einer gemeinsamen Plattform integriert. Die<br />
Module ermöglichen die Realisierung eines kompletten Automatisierungssystems<br />
auf einer einzigen SPS-Backplane und erledigen<br />
die Steuerungsaufgaben mit schnelleren E/A-Operationen.<br />
Die direkte Integration in die SPS und die funktionale Sicherheit<br />
der Stufe SIL2 (Sicherheits-Integritätslevel) tragen zur generellen<br />
Reduzierung der Taktraten und zur Gewährleistung zugesicherter<br />
Leistungsstufen bei.<br />
www.mitsubishielectric.com<br />
Offene, Linux-basierte<br />
Multiachs-Steuerung<br />
Rexroth erweitert das Portfolio von Hochleistungssteuerungen<br />
um eine offene, Linux-basierte Variante. Die Motion Control<br />
NY4114 nutzt IT-Standards wie die Eclipse-Entwicklungsumgebung<br />
mit der Programmierung in C und fügt sich über eine offene<br />
Ethernet-basierte Kommunikation in vernetzte Industrie-4.0-<br />
Umgebungen ein. Die<br />
modulare Multiachs-<br />
Steuerung führt die Lageregelung<br />
von Servo- und<br />
Schrittmotoren mit 32 kHz<br />
aus und verarbeitet gleichzeitig<br />
E/A-Signale. Die<br />
Steuerung verbindet eine<br />
präzise, dynamische Bewegungssteuerung<br />
mit etablierten<br />
IT-Standards. Damit<br />
fügt sie sich schnell in neue,<br />
vernetzte Umgebungen ein und verkürzt die Markteinführungszeiten<br />
für neue Lösungen. Antriebsmodule ermöglichen eine<br />
Zwischenkreisspannung für Schritt- und Servomotoren von 15 bis<br />
150 VDC. Kernstück der Steuerung sind Mehrkernprozessoren<br />
mit 1 GB Arbeitsspeicher. Die Programmierung erfolgt über die<br />
Eclipse-Entwicklungsumgebung mit C und C++. Zusätzlich steht<br />
eine Entwicklungsumgebung auf Basis von Visual Studio mit C,<br />
C++ und .NET-Programmierung zur Verfügung.<br />
www.boschrexroth.com<br />
HANNOVER MESSE <strong>2018</strong><br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
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Ihr Bedarf, unser Angebot. Als führender Systemanbieter entwickelt, produziert und liefert die Lapp<br />
Gruppe Verbindungslösungen rund um die Kabeltechnologie. Ob für Industrie 4.0, Automatisierung<br />
oder Maschinen- und Anlagenbau, ob für Energieversorgung, Mobilität oder die Lebensmittelund<br />
Getränkeindustrie: Lösungsorientiert und kompetent ist Lapp mit 17Fertigungsstandorten<br />
auf vier Kontinenten und Vertriebspräsenzen in rund 140 Ländern für Sie vor Ort.<br />
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STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Werkzeuge zur Erstellung eines<br />
digitalen Zwillings<br />
Siemens demonstriert anhand der Verpackungsmaschine des<br />
Maschinenbauers Easysnap die Durchgängigkeit des Digital Twin<br />
über den gesamten Maschinenlebenszyklus hinweg. Dafür greifen<br />
sämtliche Engineering-Tools für Konzeption, Auslegung und<br />
Inbetriebnahme nahtlos ineinander über und ermöglichen so<br />
echtes integriertes Engineering. Siemens bietet hierfür ein durchgängiges<br />
Portfolio verschiedener Werkzeuge, die eingebettet in<br />
das Lösungsportfolio „Digital Enterprise Suite“, die Erstellung<br />
eines digitalen Zwillings erlauben und damit zu erheblichen<br />
Verbesserungen in der Wertschöpfungskette führen. Erstellt wird<br />
der digitale Zwilling z. B. mit Werkzeugen wie dem Mechatronics<br />
Concept Designer, der kinematische Simulationen erlaubt und<br />
dem Auslegungstool Sizer, der aus diesen Daten die notwendigen<br />
elektrischen Antriebswerte und relevanten Produkte ableitet.<br />
Im darauffolgenden Schritt der Inbetriebnahme können alle relevanten<br />
Daten weiterverwendet werden. Die geführte Auswahl<br />
stellt von vornherein sicher, dass Umrichter und Motoren für jede<br />
Anwendung perfekt zueinander passen.<br />
www.siemens.com<br />
Phasen und Spannung unter Kontrolle<br />
dank Spannungsmonitor<br />
Kriwan präsentiert mit seinem voll parametrierbaren Spannungsmonitor<br />
INT69 UY Diagnose ein All-in-One-Gerät im platzsparenden<br />
22,5 mm Schaltschrankgehäuse. Mit dem Gerät können<br />
die entsprechenden Sollwerte präzise eingestellt werden. Eingesetzt<br />
wird es zur Überwachung von 1~- und 3~-Netzen. Doch das<br />
Gerät überwacht und schützt bei Bedarf nicht nur gegen Überund<br />
Unterspannungsproblemen, sondern auch gegen Grenzwertüberschreitungen<br />
in der Phasenasymmetrie, Phasenausfall und<br />
Phasenfolgefehler. Optional bietet Kriwan auch eine Temperaturüberwachung<br />
an, mit der PTC- oder PT1000-Temperatursensoren<br />
eingelesen und überwacht werden können. Über ein entsprechendes<br />
Bussystem ist das Gerät komplett<br />
vernetzbar. Zudem erfolgt in der neuen<br />
INT69 UY Diagnose erstmalig die Integration<br />
der Diagnose-Erweiterung INTspection<br />
Memory. Über die App INTspector<br />
ist damit vor Ort nicht nur der aktuelle<br />
Zustand der Maschine einsehbar,<br />
sondern auch eine Meldungsliste mit<br />
Fehlern und Warnungen sowie zugehörigen<br />
Historienwerten.<br />
www.kriwan.com<br />
Schnelle SPS für kritische und<br />
hochverfügbare Anwendungen<br />
Eine SPS für kritische und hochverfügbare Anwendungen ist die<br />
Regul R500 von GP Systems. Sie eignet sich für Anwendungen in<br />
fehlertoleranten Mess-, Steuer- und Regelanlagen sowie für<br />
verteilte Systeme für industrielle Branchen, die eine hohe<br />
Vorgangsgeschwindigkeit erfordern. Der redundante, modulare<br />
Controller kontrolliert Betriebsarten der Anlagen und verwaltet<br />
die technische Ausrüstung eines Unternehmens nach bestimmten<br />
Algorithmen. Er kann selbstständig oder als Teil eines<br />
verteilten Steuerungssystems arbeiten. Der Task-Zyklus beträgt<br />
1 ms, die Umschaltung vom Hauptregler zur Backup-CPU erfolgt<br />
in 5 ms. Die lokale Datenspeicherung erfolgt innerhalb von<br />
I/O-Modulen. Der Austausch aller SPS-Module ist während des<br />
Betriebs möglich, einschließlich der Busmodule und der Erweiterungsmodule<br />
für einzelne Baugruppen.<br />
Das Kalibrierintervall beträgt sechs<br />
Jahre. Bereits angewendet wird<br />
der Controller in Öl- und<br />
Gasanwendungen und in<br />
Kernkraftwerken.<br />
www.gp-systems.com<br />
Smarte Maschinen noch smarter gemacht<br />
In den kleinen, leistungsfähigen Servoantrieben und intelligenten<br />
Motion-Control-Lösungen von Elmo steckt jede Menge Smart<br />
Safety. Sie ist netzwerkbasiert und ersetzt physische Hardware<br />
durch Logik- und Software-Safety. Durch die integrierte Software-<br />
Safety und STD-Low-Cost-Logik-Hardware kann bei der Maschine<br />
oder Anlage zusätzliche Hardware reduziert werden, z. B. Stromversorgungsgeräte,<br />
Steuergeräte, Sicherheitsschalter oder Verkabelungen.<br />
Zudem wird der Zertifizierungsprozess für Maschinen<br />
und Anlagen vereinfacht, da die Servoantriebs- und Motion-<br />
Control-Lösungen bereits alle zertifiziert sind. Die Servoregler<br />
des Herstellers erfüllen die höchsten Sicherheitsstandards wie<br />
IEC-61508 und IEC-61800-5-2.<br />
www.elmomc.com<br />
Maßgeschneiderte Regler<br />
Die Antriebsregler der 6. Generation von Stöber eignen sich für<br />
leistungsstarke Systeme, hocheffiziente Multiachs-Anwendungen<br />
und kompakte Module. Neben dem Anreih-Antriebsregler SI6 und<br />
dem flexiblen Alleskönner SD6 gibt es nun auch das Stand-alone-<br />
Gerät SC6. Die drei Baureihen erreichen kurze Ausregelzeiten bei<br />
schnellen Sollwertänderungen und Lastsprüngen. Zudem setzen<br />
sie auf Safe Torque Off, sind nach EN 13849-1 im höchsten Performance-Level<br />
e (Kat. 4) zertifiziert und können ohne zyklische<br />
Funktionstests genutzt werden. Der kompakte<br />
SC6 mit integrierter Leistungsversorgung<br />
ist als Einzel-/Doppelachsregler mit einem<br />
Ausgangsnennstrom bis 19 A erhältlich. Er<br />
eignet sich für Anwendungen mit zwei bis<br />
vier Achsen, wie sie insbesondere in der<br />
Robotik vorkommen. Die Baureihen lassen<br />
sich untereinander mit den Quick-DC-<br />
Link-Modulen zwischenkreiskoppeln.<br />
www.stoeber.de<br />
82 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
| EK12-10G |<br />
Komplette Servo-Plattform<br />
für Easy Motion<br />
Servo-, Schrittund<br />
DC-Motoren:<br />
direkt ins I/O-<br />
System integriert.<br />
Die modulare Servo-Plattform VLT FlexMotion von Danfoss<br />
ermöglicht eine durchgängige Lösung für Maschinen und<br />
Anlagen. Mit ihr können in der Fertigung z. B. Zuführ- und<br />
Auslaufsysteme, Rundtischanwendungen, Verpackungsmaschinen<br />
oder Transporteure realisiert werden. Sie setzt sich<br />
zusammen aus dezentralen Produkten wie VLT Integrated Servo<br />
Drive ISD 510, VLT Decentral Servo Drive DSD 510, VLT Integrated<br />
Gear Drive IGD 510 und dem zentralen VLT Multiaxis<br />
Servo Drive MSD 510. Sie unterstützt mit EtherCAT, Ethernet<br />
Powerlink und Profinet Real-Time-Ethernet-basierte Protokolle.<br />
Der neue Multiaxis Servo Drive MSD 510 ist ein generisches,<br />
modulares Mehrachssystem, das eine optimale Integration von<br />
dezentralen Antrieben ermöglicht. Zu ihr gehören Spannungsversorgungsmodule<br />
mit 10, 20 oder 30 kW, zwei Antriebsmodule,<br />
Decentral-Access-Module und Hilfskondensatormodule. Damit<br />
lassen sich rein zentrale Systeme, dezentrale Systeme oder<br />
Mischsysteme aufbauen.<br />
www.danfoss.de<br />
Servoregler jetzt auch mit<br />
Einkabelanschlusstechnik erhältlich<br />
Die Vorteile, Antriebe im Maschinen- und Anlagenbau nur noch<br />
mit einem Kabel anzuschließen, liegen auf der Hand: Schnellere<br />
Installation, Platzeinsparungen, sinkende Massenträgheit und<br />
Kosteneinsparungen. Kollmorgen rüstet nach den guten Erfahrungen<br />
bei den AKD- und AKD-N-Servoreglern jetzt auch das<br />
Multitalent S700 mit dieser innovativen Einkabelanschlusstechnik<br />
aus. Die Servoregler der Servostar Reihe S700 sind dafür<br />
konzipiert, komplexe Antriebsaufgaben zu erfüllen – Sicherheitstechnik<br />
bis SIL3 inklusive. Die Geräte lassen sich Makro-unterstützt<br />
in einer Sprache angelehnt an IEC 61131-3<br />
frei programmieren. Für gute Rundlaufeigenschaften<br />
verfügt der S700 u. a. über<br />
eine Cogging-Kompensation. Mit der<br />
jetzt verfügbaren Einkabelanschlusstechnik<br />
vereint Kollmorgen den<br />
eigenentwickelten Digitalresolver<br />
SFD oder hochauflösende Hiperface-<br />
DSL-Encoder in einem Standardmotorkabel.<br />
Das Ergebnis ist eine schlanke<br />
Installationslösung, die Kosten senkt<br />
und hilft, die Maschinenperformance<br />
zu steigern – angefangen von Platzgewinn<br />
bis hin zu mehr Tempo beim<br />
Positionieren.<br />
Halle 9,<br />
Stand F06<br />
www.beckhoff.de/kompakt-drives<br />
Die Beckhoff-I/O-Systeme ermöglichen in Kombination mit dem<br />
breiten Spektrum an Motoren und Getrieben kompakte und<br />
preiswerte Antriebslösungen: Die modular erweiterbaren Motion-<br />
Klemmen unterstützen Servo-, Schritt- sowie DC-Motoren verschiedener<br />
Leistungsklassen. Für den schaltschranklosen Einsatz<br />
stehen die EtherCAT-Box-Module für Schritt- und DC-Motoren<br />
zur Verfügung. Alle Antriebslösungen sind in die Beckhoff-Automatisierungssoftware<br />
TwinCAT integriert und ermöglichen eine<br />
komfortable Parametrierung.<br />
www.kollmorgen.com
Genau regeln – effizient produzieren<br />
EST-Steuerungen mit integriertem Servoregler für Pressanwendungen in der Automobilindustrie<br />
Die Fügemodule der EST GmbH<br />
ermöglichen unter anderem in der<br />
Automobilindustrie kurze<br />
Taktzeiten und optimale<br />
Bearbeitungsergebnisse. Herzstück<br />
der Einheiten sind Steuerungen,<br />
die in Kombination mit dem<br />
Antriebssystem SD2 von Sieb &<br />
Meyer eine hohe Prozess-<br />
Genauigkeit sicherstellen. Um ein<br />
optimales Zusammenspiel der<br />
Lösungen sicherzustellen, passte<br />
das Unternehmen sein<br />
Antriebssystem bezüglich Bauform<br />
und Schnittstellen<br />
applikationsspezifisch an.<br />
Torsten Blankenburg ist CTO der<br />
Sieb & Meyer AG in Lüneburg<br />
Seit der Gründung im Jahr 1994 entwickelt<br />
die EST GmbH zukunftsorientierte<br />
Systemlösungen für die Automatisierungstechnik.<br />
Ein Schwerpunkt liegt<br />
auf Datensteuerungs- und Verfahrenslösungen<br />
für Schraub- und Einpressvorgänge.<br />
„Der Name EST steht für Elektronische<br />
Schraub + Steuerungstechnologie“, erläutert<br />
Stefan Nuding, Geschäftsführer der<br />
EST GmbH. „Konkret bieten wir unseren<br />
Anwendern branchenunabhängig Lösungen<br />
für das Schrauben, Fügen bzw. Einpressen<br />
und Messen.“<br />
Erst kürzlich hat EST ein neues Fügemodul<br />
entwickelt, das hauptsächlich für die<br />
Automobilindustrie konzipiert ist: Mithilfe<br />
dieser Lösung lassen sich z. B. Dichtungen<br />
und Lager in Motor- und Getriebegehäuse<br />
einpressen. Das Fügemodul ist kompakt<br />
aufgebaut und benötigt somit in den räumlich<br />
begrenzten Produktionsumgebungen<br />
vergleichsweise wenig Bauraum. Die geringen<br />
Taktzeiten von bis zu 250 mm/s ermöglichen<br />
eine schnelle und effiziente Produktion.<br />
Für eine möglichst genaue Bearbeitung<br />
der Werkstücke sorgen der elektrische<br />
Antrieb, der integrierte Absolutwertgeber<br />
sowie nicht zuletzt die Steuerung der Serie<br />
flexE12 – ein Eigenprodukt von EST, das<br />
auch separat erhältlich ist. „Wir decken<br />
mehrere Anwendungen mit einer einzigen<br />
Steuerungsgeneration ab, darunter das<br />
Schrauben und Einpressen sowie die Reibwert-<br />
und Wegmessung“, erläutert Nuding.<br />
Möglich wird das durch den hard- und softwareseitigen<br />
modularen Aufbau der Serie<br />
flexE12 und die konfigurierbare Sensorschnittstelle<br />
der Profinet-basierten Einheiten.<br />
Um eine optimale Regelung sicherzustellen,<br />
ist in nahezu allen zentralen und<br />
dezentralen Steuerungsarchitekturen von<br />
EST das Antriebssystem SD2 von Sieb &<br />
Meyer integriert.<br />
Für vielfältige Prozesse<br />
„Unsere Kunden setzen eine hohe Prä <br />
zision voraus, wenn sie Systeme von EST<br />
kaufen“, so Nuding. „Das gilt generell für<br />
alle Branchen, aber in besonderem Maße<br />
in der Automobilindustrie.“ Es müsse also<br />
genau gearbeitet werden – und hier käme<br />
der SD2 ins Spiel: In den Fügemodulen<br />
sorgt die Antriebslösung u. a. dafür, dass<br />
sich Einpresstiefe und Blockkraft optimal<br />
regeln lassen. Aber auch in Schraubanwendungen<br />
ist der SD2 unverzichtbar. Nuding:<br />
„Wenn die Vorgabe lautet, eine Schraube<br />
mit 500 Umdrehungen per Minute einzudrehen,<br />
dann muss der Servoregler das<br />
auch so umsetzen. Eine genaue Regelung<br />
und Steuerung ist aber auch deshalb nötig,<br />
um auch die Wiederholbarkeit von Prozessen<br />
zu ermöglichen.“<br />
84 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
01 Bei dem SD2 handelt es sich um eine<br />
universelle Antriebslösung für<br />
Multiachs-Anwendungen<br />
02 Die neuen Fügemodule ermöglichen u. a.<br />
in der Automobilindustrie kurze Taktzeiten<br />
und optimale Bearbeitungsergebnisse<br />
03 Mit der Steuerungsgeneration lassen sich<br />
mehrere Anwendungen mit einer einzigen<br />
Steuerungsgeneration abdecken, darunter<br />
das Schrauben und Einpressen<br />
Mit dem SD2 von Sieb & Meyer hat EST<br />
eine ideale Ergänzung zu seinen Steuerungen<br />
gefunden. „Beim SD2 handelt es<br />
sich um eine universelle Antriebslösung<br />
für Multiachs-Anwendungen“, so Ralph<br />
Sawallisch, Key Account Manager Antriebselektronik<br />
und Einspeisetechnik bei Sieb &<br />
Meyer. „Diese ermöglicht eine sensorbehaftete<br />
und sensorlose Regelung für<br />
Synchron- und Asynchronmotoren und ist<br />
für jeden Einsatzfall schnell und flexibel<br />
anpassbar – egal ob für Linearmotoren,<br />
rotative Servomotoren oder motorische<br />
Bearbeitungsspindeln.“<br />
Mit dem SD2 lassen sich Hochgeschwindigkeits-Anwendungen<br />
bis 120 000 1/min<br />
(2 000 Hz) realisieren. Universelle Motorgeber-Auswertungen<br />
und vielfältige Anbindungsmöglichkeiten<br />
zur übergeordneten<br />
Steuerung erlauben die einfache Adaptierung<br />
an wechselnde Systemanforderungen.<br />
„Wir wollten die Lösung an unsere Anforderungen<br />
anpassen, ohne das Rad neu zu<br />
erfinden“, so Nuding. „In intensiver Zusammenarbeit<br />
ließ sich diese Vorgabe dann<br />
auch erfüllen.“<br />
EST entwickelte die Steuerungsplatine<br />
und integrierte dabei die für die Regelung<br />
des Gerätes nötige Schaltung von Sieb &<br />
Meyer mit ins Layout. „Für uns bedeutete<br />
das, dass wir für den SD2 ein individuelles<br />
Frontend mit eigenen Schnittstellen entwickelt<br />
haben, das genau auf die Bedürfnisse<br />
des Kunden abgestimmt ist“, erklärt<br />
Sawallisch. „Eine zusätzliche Platine ist somit<br />
nicht nötig.“ Die Platine sitzt – genau<br />
wie im SD2-Standardgerät – in einem gemeinsamen<br />
Gehäuse mit den darunterliegenden<br />
Baugruppen. Die Endprüfung der<br />
für EST gefertigten SD2-Geräte übernimmt<br />
Sieb & Meyer mithilfe einer provisorischen<br />
Prozessorkarte, die anschließend wieder<br />
entfernt wird. Im Hause EST wird dann die<br />
endgültige Steuerungsplatine installiert.<br />
www.sieb-meyer.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 85<br />
ROTOR-CLIP.indd 1 28.03.<strong>2018</strong> 15:03:21
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Servoantriebe für halbautonomes<br />
Roboter-Kameraführungssystem<br />
Mega Trax hat das halbautonome Roboter-Kameraführungssystem<br />
mit Hochgeschwindigkeitstechnik für Filmprojekte<br />
entwickelt. Das MX 500 wird angetrieben mit den Servoantrieben<br />
Gold Drum HV von Elmo Motion Control, um extreme Action-<br />
Kameraaufnahmen in Hochgeschwindigkeit zu erzielen. Das<br />
MX 500 ermöglicht superschnelle Live-Action-Aufnahmen für<br />
Film, Fernsehen, Werbung, Sport- und Live-Veranstaltungen.<br />
Jeder der vier leichten und leistungsstarken Hochspannungs-<br />
Servoantriebe liefert bis zu 65 kW Dauerausgangsleistung. Mit<br />
hohen Nennströmen bis 100 A und maximalen Versorgungsspannungen<br />
bis 800 VDC sorgen die Antriebe für perfekte Synchronisierung<br />
aller vier Motoren. Die extrem hohe Spannung ist dabei<br />
für den Roboterwagen entscheidend, um die hohen Geschwindigkeiten<br />
von bis zu 145 km/h und eine schnelle Beschleunigung von<br />
3 bis 3,5 s von 0 auf 100 km/h zu erreichen. Der MX 500 ist in<br />
der Lage, ohne Verzögerung zu verlangsamen, die Richtung zu<br />
wechseln und wieder zu beschleunigen.<br />
Des Weiteren sorgen die<br />
Servoregler für glatte und wackelfreie<br />
Kamerafahrten.<br />
www.elmomc.com<br />
Sichere Verbindung zwischen<br />
Kleinsteuerungen<br />
Die konfigurierbaren Kleinsteuerungen PNOZmulti 2 von<br />
Pilz lassen sich ab sofort über das sichere Echtzeit-Ethernet<br />
SafetyNET p verlinken. Bis zu 16 Basisgeräte können über die<br />
Erweiterungsmodule verlinkt werden. Damit ist eine sichere<br />
Verbindung und Datenübertragung zwischen den Kleinsteuerungen<br />
möglich. Eine klar strukturierte Datenschnittstelle, bei der<br />
die Eingänge mit 128 Bit und die Ausgänge mit 32 Bit konfiguriert<br />
sind, kennzeichnen eine schnelle Datenverbindung. Dabei<br />
werden 32-Bit-Daten über eine RTFL-Schnittstelle ausgetauscht.<br />
Dies ermöglicht kurze Zykluszeiten in der Applikation und die<br />
sichere Vernetzung von modularen Anlagen. Die Netzwerkkonfiguration<br />
erfolgt mit dem Softwaretool Network Editor. Zudem<br />
lassen sich über Multi-Link-Module auch PNOZmulti- und<br />
PNOZmulti-Mini-Systeme einbinden.<br />
www.pilz.com<br />
Elektronischer Überstromschutz in einer<br />
12-mm-Ethercat-Klemme<br />
Mit der Ethercat-Klemmen-Serie EL922x hat Beckhoff einen<br />
elektronischen Überstromschutz zur Absicherung von 24-V-DC-<br />
Anlagenteilen direkt in das EtherCAT-System integriert. Damit<br />
reduzieren sich gegenüber derzeitigen Absicherungsprodukten<br />
die Kosten und der Platzbedarf im Schaltschrank, ohne dass eine<br />
konventionelle elektronische Lösung als Stand-alone-System<br />
eingesetzt werden muss. Die Klemmen des Typs EL9227 erfüllen<br />
durch viele Einstellmöglichkeiten und Prozessdaten vielfältigste<br />
Anforderungen und ermöglichen eine transparente Anlagenüberwachung.<br />
Die für 24 V DC ausgelegte elektronische Reihe umfasst<br />
19 EtherCAT-Klemmen. Es sind 1- und 2-kanalige Ausführungen<br />
für verschiedene Strombelastungen bis 10 A verfügbar. Das Spektrum<br />
teilt sich auf in: Klemmen EL9221 und EL9222 mit Standard-<br />
Funktionalitäten wie Nennstrom, die sich über den TwinCAT-<br />
System-Manager und per LED-Taster parametrieren lassen; und<br />
EL9227-xxxx-Klemmen mit im TwinCAT-System-Manager parametrierbaren<br />
Extended-Funktionen, z. B. Auswahl einer Kennlinie,<br />
Vorwarnungsschwelle, Unterspannungsmeldung, Rückeinspeiseabschaltung,<br />
Event-Logging und eine per Passwort realisierte<br />
Software-Plombe.<br />
www.beckhoff.de<br />
Erweiterungsmodul vergrößert<br />
Umrichter-Anwendungsbereich<br />
Siemens bietet für den kleinsten Umrichter aus dem Portfolio, den<br />
Sinamics V20, ein Erweiterungsmodul zur Erfassung und Ausgabe<br />
digitaler und analoger Signale. Das Sinamics V20 I/O Extension<br />
Module wird per Plug & Play auf dem Umrichter montiert und<br />
bietet zwei zusätzliche Ein- und Ausgabeschnittstellen für jeweils<br />
400 V. Über Verbindungsports an der Front- und Rückseite kann<br />
das Erweiterungsmodul mit weiterem Zubehör aus dem Sinamics<br />
V20-Portfolio kombiniert werden. Mit dem neuen Modul verfügt<br />
der Umrichter über zusätzliche Funktionalitäten wie die Fähigkeit,<br />
mit nur einem Antrieb bis zu vier Pumpen zu steuern. Typische<br />
Anwendungsbereiche für den Umrichter in Kombination mit dem<br />
I/O-Modul sind Pumpen-, Lüfterund<br />
Kompressoranwendungen<br />
sowie alle Anwendungen, die<br />
zusätzliche Ein- und Ausgabeschnittstellen<br />
mit einer Leistung<br />
von 0,12 bis 30 kW haben.<br />
www.siemens.com<br />
86 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
STEUERN UND AUTOMATISIEREN<br />
Push-in-Technik für<br />
automatisiertes Verdrahten<br />
ABB hat nun Motorstarter mit Push-in-Technologie eingeführt.<br />
Die K-Serie besteht aus den Motorschutzschaltern MS132-K<br />
bis 32 A sowie Schützen AF..-K S1 und S2<br />
bis 18,5 kW und 400 V. Das 2-in-1-Design<br />
mit Push-in- und Federanschlusstechnik<br />
in einem Anschluss ermöglicht eine<br />
einfache, fehlerfreie Verdrahtung mit<br />
der Möglichkeit, Anschlussdrähte oder<br />
-litzen mit Aderendhülse direkt einzuführen.<br />
Auch ein automatisiertes Verdrahten<br />
ist so möglich. Die Möglichkeit,<br />
Litzen ohne Aderendhülsen durch Öffnen<br />
der Federanschlussklemmen mit einem<br />
3-mm-Schraubendreher anschließen zu<br />
können, sorgt für mehr Flexibilität.<br />
Die Push-in-Technologie verkürzt die<br />
Installationszeiten und erzeugt eine<br />
wartungsfreie und vibrationsresistente<br />
Verbindung, die ein regelmäßiges<br />
Festziehen überflüssig macht.<br />
www.abb.de<br />
Hohlwellengeber mit<br />
Multiturn-Funktion<br />
Inserentenverzeichnis Heft 4/<strong>2018</strong><br />
ABI, Haarlem (Niederlande)....................19<br />
Ackermann, Gladenbach..........................86<br />
AMK Arnold Müller, Kirchheim...............79<br />
B&R Industrie-Elektronik,<br />
Bad Homburg...............................................29<br />
Baumer IVO,<br />
Villingen-Schwenningen..........................95<br />
Baumüller, Nürnberg.................................41<br />
Beckhoff Automation, Verl.......................83<br />
Bonfiglioli Deutschland GmbH,<br />
Neuss..............................................................71<br />
BRECO Antriebstechnik,<br />
Westfalica................................................47,49<br />
CANTONI MOTOR, Cieszyn (Polen)........27<br />
ContiTech, Hannover.............................. 113<br />
Eichenberger Gewinde, Burg/AG<br />
(Schweiz)........................................................37<br />
Faulhaber, Schönaich...................Halfcover<br />
FUSS-EMV, Berlin.........................................53<br />
Geiss, Sulzbach............................................77<br />
HANNING, Oerlinghausen.......................97<br />
HEIDENHAIN, Traunreut............................. 5<br />
Heinrichs, Dommershausen................ 112<br />
JVL Industri Elektronik,<br />
Birkerød (Dänemark).................................36<br />
KIMO Industrial Electronics,<br />
Erlangen.........................................................36<br />
KISSsoft, Bubikon (Schweiz)................. 105<br />
Koyo Deutschland, Hamburg.................... 9<br />
Lapp, Stuttgart.............................................81<br />
Lenze SE, Aerzen..........................................17<br />
LMT Fette Werkzeugtechnik,<br />
Schwarzenbek.............................................U2<br />
maxon motor, München.........................U4<br />
Mechatronik News, Köhler + Partner,<br />
Bucholz, MN1-MN12..........................59-70<br />
MICRO-EPSILON MESSTECHNIK,<br />
Ortenburg........................................................ 3<br />
Mitsubishi Electric Europe,<br />
Ratingen...................................................25,26<br />
NACHI EUROPE, Krefeld.............................. 7<br />
NSK Deutschland, Ratingen....................91<br />
Oswald Elektromotoren,<br />
Miltenberg....................................................89<br />
PWB encoders, Eisenach...........................87<br />
RINGSPANN, Bad Homburg.....................11<br />
ROTEK, Bremerhaven.................................77<br />
Rotor Clip Company,<br />
Somerset/New Jersey (USA)...................85<br />
Siemens AG, Nürnberg..............................15<br />
SIKO, Buchenbach.......................................45<br />
Skarke Ventilsysteme, Rimbach.............44<br />
Spindel- u. Lagerungstechnik Fraureuth,<br />
Fraureuth.................................................... 101<br />
SUMITOMO (SHI) CYCLO DRIVE,<br />
Markt Indersdorf.........................................21<br />
TANDLER, Bremen.......................................23<br />
Transfluid, Gallarate/VA (Italien)...........94<br />
TURKISH MACHINERY, Taksim,<br />
Istanbul (Türkei).........................................U3<br />
WISTRO, Langenhagen..............................76<br />
WITTENSTEIN alpha, Igersheim.............55<br />
Yilmaz Redüktör, Meerbusch..................96<br />
Zahnradwerk Pritzwalk, Pritzwalk........28<br />
Mit den Motor-Feedback-Systemen SES/SEM70 setzt Sick einen<br />
neuen Standard für Direktantriebe. Das Unternehmen hat eine<br />
Multiturn-Variante mit mechanischem Getriebe realisiert,<br />
wodurch zusätzliche Komponenten wie externe Pufferbatterien<br />
unnötig sind. Der mechanische Multiturn kann bis zu 4 096<br />
Umdrehungen<br />
erfassen. Das Motor-<br />
Feedback-System hat<br />
einen Hohlwellendurchmesser<br />
von<br />
25 mm und wird<br />
direkt auf der Motorwelle<br />
montiert –<br />
Riemenverbindungen<br />
oder mechanische<br />
Kupplungen sind<br />
überflüssig. Zudem<br />
kann nach der<br />
Montage über das<br />
Programmiergerät<br />
PGT11-S die Position<br />
des Rotors ausgelesen<br />
werden, um Montagefehler<br />
zu identifizieren.<br />
Die kleine Bauform ist dank der lagerlosen Technologie<br />
robust, verschleißfrei und zuverlässig. Parallel arbeitet Sick an<br />
einer weiteren Baugröße mit einem Hohlwellendurchmesser von<br />
50 mm sowie einer Safety-Variante (SIL2-zertifiziert).<br />
Die Motor-Feedback-Systeme eignen sich zum Einsatz in Torquemotoren<br />
und Rundtischapplikationen sowie dem weiten Feld<br />
der Direktantriebe in Roboterapplikationen, Spritzgussmaschinen,<br />
Holzbearbeitungszentren, der Halbleitertechnik<br />
oder Handlingsystemen.<br />
www.sick.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 87<br />
PWB.indd 1 14.03.2017 16:01:13
Mehr Effizienz in der Fahrzeug-Fertigung<br />
Positioniersysteme steigern die Produktivität am Band<br />
Die Karosserien von Pkw werden mittlerweile zu über 90 Prozent von Robotern<br />
gefertigt. Damit sie keinen Leerlauf haben, müssen die einzelnen Arbeitsschritte<br />
genau ineinandergreifen. Namhafte Automobil-Konzerne statten ihre<br />
Fertigungslinien deshalb mit hochpräzisen Positioniersystemen aus.<br />
I<br />
n der Serienfertigung von Pkw ist Handarbeit<br />
inzwischen selten geworden. Nur<br />
bei komplexen Tätigkeiten wie der Qualitätskontrolle<br />
oder bei Arbeiten an schwer<br />
zu erreichenden Bauteilen ist nach wie vor<br />
der Mensch gefragt. Ohne eine exakte Taktung<br />
aller Prozesse wäre es allerdings nicht<br />
möglich, so viele Montageaufgaben von<br />
Robotern erledigen zu lassen. Unabdingbare<br />
Voraussetzung für einen reibungs-<br />
Sven Schürmann ist Leiter Marketing<br />
bei der Leantechnik AG in Oberhausen<br />
losen Ablauf ist deshalb der Einsatz von<br />
Positioniersystemen, die Karosserien und<br />
Bauteile innerhalb kürzester Zeit so ans<br />
Band befördern, dass der Roboter sie blitzschnell<br />
greifen kann.<br />
Lange Erfahrung<br />
„Wir bei der Leantechnik AG aus Oberhausen<br />
besitzen großes Know-how in der Konstruktion<br />
dieser Anlagen und wir sind mit<br />
den Abläufen in der Automobil-Industrie<br />
bestens vertraut“, erklärt Leantechnik-Konstrukteur<br />
Lukas Piofczyk. Das Unternehmen<br />
liefert seit vielen Jahren Positioniersysteme<br />
an bekannte Pkw-Hersteller aus<br />
dem In- und Ausland. Basis aller Systeme<br />
sind die Zahnstangenhubgetriebe der Baureihen<br />
lifgo und lean SL, die Leantechnik<br />
entwickelt hat und im eigenen Haus fertigt.<br />
Sie werden je nach Anwendung mit Motoren<br />
und Stahlbau zu einer sogenannten<br />
leantranspo-Anlage kombiniert.<br />
Für den kompletten<br />
Fertigungsprozess<br />
Die Westfalen konstruieren Handlingsysteme<br />
für die gesamte Pkw-Produktionslinie.<br />
Erst jüngst wurden zwei Be- und Entladestationen<br />
fertiggestellt, die ein Hersteller<br />
von Elektroautos in Auftrag gegeben hatte.<br />
Eines der Portale versorgt die Roboter am<br />
Montageband mit Karosserien: „Der Robo-<br />
88 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
01 Das Drei-Achs-Positioniersystem DAP<br />
ermöglicht Pkw-Herstellern die Fertigung<br />
unterschiedlicher Fahrzeugtypen in einer<br />
Produktionslinie<br />
440 000 Nm<br />
02 Mit den modular aufgebauten lifgo-<br />
Getrieben können Anwender eine Vielzahl<br />
verschiedener Positioniersysteme<br />
konstruieren<br />
Besuchen Sie uns:<br />
Hannover Messe<br />
VDI /DBU Stand<br />
Halle 2-D36<br />
ter fährt die Karosserien in die Halle, legt<br />
sie auf unserem Portal ab und von dort holt<br />
sie sich dann der nächste Roboter zur Weiterbearbeitung<br />
am Band“, beschreibt Lukas<br />
Piofczyk den Vorgang. Am Ende der Fertigungslinie<br />
kommt das zweite Portal zum<br />
Einsatz: Es nimmt die bearbeitete Karosse<br />
auf und hebt sie in Position für den Roboter<br />
am folgenden Montageband.<br />
Zahnstangengetriebe erledigen<br />
Maßarbeit<br />
Was sich einfach anhört, ist in Wahrheit<br />
Maßarbeit, denn das Portal muss die Box<br />
mit den Karosserien exakt auf die Höhe<br />
heben, in der der Roboter operiert. Die<br />
03 Zahnstangenhubgetriebe lean SL eignen<br />
sich für einfache synchrone Hubaufgaben<br />
ohne Querkraftaufnahme<br />
Positionierung erfolgt deshalb mit einer<br />
Genauigkeit von 0,1 mm. Piofczyk und seine<br />
Kollegen erreichten diese Präzision mit<br />
den Zahnstangengetrieben der Baureihe<br />
lifgo linear in der Ausführung 5.3. Insgesamt<br />
sechs dieser Getriebe und zwölf Führungswagen<br />
wurden pro Portalanlage ver-
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
04 Der Hub-Senk-Förderer bringt<br />
Karosserien in einer Fertigungslinie<br />
exakt an den nächsten Bearbeitungspunkt<br />
05 Für einen namhaften Pkw-Hersteller<br />
wurde eine Hubsäule entwickelt, mit deren<br />
Hilfe Heißklebepistolen Montagepunkte<br />
an der Karosserie aufbringen können<br />
baut. Die Linear-Zahnstangengetriebe<br />
gibt es in den Baugrößen 5.0, 5.1 und 5.3<br />
sowie als Excenter-Version, bei der sich<br />
das Zahnflankenspiel individuell anpassen<br />
lässt. Mit den Getrieben können<br />
Hubkräfte zwischen 2 000 und 15 900 N<br />
(Größe 5.3) realisiert werden – für schwere<br />
Lasten bis zu 2,5 t bietet Leantechnik die<br />
Sondergröße 5.4 an. Die vierfach rollengeführten<br />
Zahnstangengetriebe eignen sich<br />
für präzise, synchrone Positionierungsaufgaben<br />
und sind nach dem Baukastensystem<br />
konstruiert, sodass alle Baugrößen<br />
und Ausführungen beliebig miteinander<br />
kombiniert werden können. Sie haben<br />
eine maximale Verfahrgeschwindigkeit<br />
von 3 m/s. Die Portale für den Elektroauto-Hersteller<br />
haben Lukas Piofczyk<br />
und seine Kollegen so konstruiert, dass<br />
sie synchron mit den Montagebändern<br />
verfahren. Die Bänder müssen während<br />
der Zu führung der Karosserien<br />
nicht anhalten, der Fertigungsprozess<br />
wird nicht unterbrochen.<br />
Diese Lösung bedeutet für<br />
den Pkw-Hersteller eine deutliche<br />
Produktivitätssteigerung.<br />
Hubsäulen kleben<br />
Anbauteile<br />
Wenn die Karosserien auf dem Förderband<br />
bearbeitet werden, kommen dabei ebenfalls<br />
Positioniersysteme von Leantechnik<br />
zum Einsatz. Für einen namhaften Pkw-<br />
Produzenten hat das Unternehmen zwei<br />
sogenannte Klebesäulen gebaut: „Die Säulen<br />
können Hübe zwischen 1 500 und<br />
2 000 mm ausführen und an der seitlichen<br />
Flanschplatte mit Klebepistolen ausgestattet<br />
werden“, berichtet Lukas Piofczyk. In<br />
einer Höhe zwischen 0 und 2 000 mm tragen<br />
die Klebepistolen Montagepunkte auf<br />
die Karosserie auf, an denen dann weitere<br />
Karosserieteile befestigt werden. „Zwei<br />
Prototypen der Säule sind in einer Testphase<br />
in der Forschungsabteilung des<br />
Herstellers einwandfrei gelaufen.“ Die<br />
Hubsäulen, die vormontiert geliefert<br />
werden, rüstet der Auto-Hersteller<br />
selbst mit den Klebepistolen aus. An<br />
den Säulen lässt sich aber auch jedes<br />
andere Bauteil montieren, sodass sie<br />
auch in anderen Branchen eingesetzt<br />
werden können.<br />
Bei der Konstruktion der Klebesäule<br />
kamen Zahnstangengetriebe der Baureihe<br />
lifgo linear in der Baugröße 5.1.<br />
zum Einsatz. Diese Getriebe wurden<br />
speziell für lange Hub- und Verfahrwege<br />
entwickelt und haben eine<br />
Hubkraft von 3 800 N. Zusammen mit<br />
einem Servomotor, einem Faltenbalg<br />
und dem Stahlbau haben Lukas<br />
Piofczyk und sein Team die Getriebe<br />
zu einem leantranspo-System kombiniert,<br />
das so oder ähnlich für<br />
viele Kunden gefertigt wird. „Das<br />
ist eine dezentrale Lösung. Eine<br />
Verkabelung der Hubsäule ist nicht<br />
notwendig, weil wir einen dezentralen<br />
Frequenzumrichter verwenden.<br />
Lediglich die Stromversorgung<br />
muss gelegt werden“, erläutert Piofczyk<br />
die Vorteile des Systems. Etwa 20 bis 30 der<br />
Anlagen will man künftig pro Jahr an den<br />
Kunden verkaufen.<br />
Positioniersysteme<br />
steigern die Produktivität<br />
Leantranspo-Anlagen tragen an vielen weiteren<br />
Bearbeitungsstationen dazu bei, die<br />
Effizienz in der Pkw-Herstellung zu erhöhen.<br />
Sie sind nicht nur als Klebesäulen<br />
oder Be- und Entladestationen in den<br />
Produk tionshallen zu finden, sondern sorgen<br />
u. a. als Niederhalter für die Fixierung<br />
des Werkstücks bei der Fertigung von<br />
Motorhauben oder Heckklappen. Als Hubtisch<br />
wiederum heben sie z. B. im Mini-<br />
Cooper-Werk im englischen Oxford Karosserien<br />
mit einer Genauigkeit von 0,05 mm<br />
an, um sie für die Weiterbearbeitung auf<br />
einer anderen Montagelinie zu positionieren.<br />
Für den taktgenauen Transport von<br />
Karosserien innerhalb ein und derselben<br />
Produktionsstraße wurde der Hub-Senk-<br />
Förderer (HSF) entwickelt: Zwei synchronisierte<br />
Hubsäulen mit lifgo-5.3-Getrieben<br />
verfahren die Karosserien sekundenschnell<br />
und auf einen hundertstel Millimeter genau<br />
an die nächste Bearbeitungsstation. „Mit<br />
unserem Drei-Achs-Positioniersystem (DAP)<br />
möchten wir dagegen die Hersteller dabei<br />
unterstützen, der stetig steigenden Nachfrage<br />
nach neuen Fahrzeug-Varianten gerecht<br />
zu werden: Das DAP ermöglicht es<br />
ihnen, auf einer einzigen Fertigungslinie<br />
mit wenigen Basis-Karosserien eine breite<br />
Vielfalt an Modellen zu fertigen“, resümiert<br />
Lukas Piofczyk.<br />
Fotos: Aufmacher: Fotolia (Maroš Markovič)<br />
www.leantechnik.com<br />
Video<br />
Zur flexiblen Bewegung im Raum hat<br />
Leantechnik ein Drei-Achs-Positioniersystem<br />
(DAP) entwickelt. Wie dieses<br />
funktioniert erfahren Sie im Video:<br />
http://bit.ly/2xxewW3<br />
90 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
HÖCHSTE QUALITÄT<br />
IN 3 BUCHSTABEN<br />
NSK setzt vieles in Bewegung - zum Beispiel bei Industriegetrieben.<br />
Als einer der führenden Hersteller von Wälzlagern und Linearsystemen<br />
verbindet NSK eine hundert Jahre alte Erfolgsgeschichte mit dem Anspruch<br />
einer ganzheitlichen Qualität.<br />
www.nskeurope.de
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Von der Robotik<br />
zur Verpackung<br />
Technologietransfer dank<br />
zuverlässiger Präzisionsgetriebe<br />
Verpackungsmaschinen-Hersteller müssen sich vor allem in der Lebensmittelindustrie laufend<br />
neuen Herausforderungen stellen. Um international wettbewerbsfähig zu bleiben, muss die<br />
Produktivität der Maschinen entsprechend hoch sein, um die Produktionskosten von<br />
Verpackungen zu senken. Das lässt sich nur über die Schnelligkeit der Anlage und Zuverlässigkeit<br />
der verbauten Komponenten erreichen – wie den Zykloidgetrieben von Nabtesco.<br />
Eine hohe Produktivität lässt sich nur durch innovative, flexible<br />
und vollautomatisierte Maschinen erzielen. Das gilt sowohl für<br />
die Robotik, deren Anfänge für den industriellen Einsatz historisch<br />
gesehen im Automotive-Bereich liegen, als auch für die Automatisierung<br />
in der Verpackungs- und Lebensmittelindustrie. „Im Bereich<br />
der Verpackungsmaschinen setzt man oft noch auf Altbewährtes,<br />
doch nach und nach wird erkannt, dass innovative Lösungen<br />
unumgänglich sind, um am Markt zu bestehen“, weiß Daniel<br />
Obladen, Head of Sales General Industries bei Nabtesco Precision<br />
Europe. „Durch diesen Wandel gehören herkömmliche Lösungen<br />
aus Ketten-, Riemen- oder Kurbelantrieben mit konventionellen<br />
Schnecken-, Stirnrad- oder Planetengetrieben bald endgültig der<br />
Vergangenheit an.“ So werden z. B. Palettier- und Stapelaufgaben<br />
mehr und mehr von Robotern übernommen. Dabei spielen nicht<br />
nur die Bedienung, Steuerung und integrierte Safety-Funktionen<br />
der Maschine eine große Rolle, sondern auch effiziente Antriebslösungen<br />
mit Exzentergetrieben für genaues Positionieren bei<br />
hohen Beschleunigungsmomenten und großen Lasten.<br />
Mehr als ein Lieferant von Zykloidgetrieben<br />
Nabtesco Precision Europe hat als Getriebelieferant mehr als<br />
25 Jahre Erfahrung in der Robotik. Der Maschinen- und Anlagenbau<br />
kann von dem Know-how des Zykloidgetriebe-Herstellers profitieren<br />
und mit dessen Hilfe die innovativen Ansätze aus der Robo-<br />
Marcus Löw ist Geschäftsführer der Nabtesco<br />
Precision Europe GmbH in Düsseldorf<br />
tik auch in der Verpackungstechnik nutzen. „Wer dem Wettbewerb<br />
einen Schritt voraus sein will, muss etwas tun und darf sich neuen<br />
Technologien gegenüber nicht verwehren“, weiß Obladen. „Außerdem<br />
beraten wir unsere Kunden nicht nur hinsichtlich einer passenden<br />
Getriebelösung. Wir stellen auch die Wirtschaftlichkeit<br />
ihrer Anlagen auf den Prüfstand.“ So wird z. B. für simple Palettier-<br />
Aufgaben kein Sechsachsroboter gebraucht, sondern es reichen<br />
drei oder vier Achsen aus. Nabtesco hat bereits mehrfach Projekte<br />
von Maschinenbauern aus der Verpackungsbranche realisiert, bei<br />
denen herkömmliche Antriebskonzepte durch präzise und steife<br />
Antriebslösungen des Düsseldorfer Unternehmens ersetzt wurden.<br />
So konnten Leistungssteigerungen um bis zu 40 % erreicht werden.<br />
Internationalisierung erfordert neue Lösungen<br />
„Die eher mittelständisch geprägte Verpackungsindustrie wird<br />
derzeit mit den hohen Anforderungen global agierender Unternehmen<br />
der Konsumgüterbranche konfrontiert“, erklärt Daniel<br />
Obladen. „Damit steigen auch die Ansprüche an den Maschinenund<br />
Anlagenbau – vor allem unter den Gesichtspunkten Langlebigkeit<br />
und Qualität.“ Verpackungsfirmen müssen weltweit einen<br />
hervorragenden Service bieten, und das geht nur, wenn die Maschinen<br />
mit hochwertigen, zuverlässigen Komponenten ausgestattet<br />
sind, die für den Serieneinsatz erprobt sind. Genau hier liegt die<br />
Stärke von Nabtesco: Der Lieferant von Zykloidgetrieben ist weltweit<br />
präsent und hat im Automotive-Bereich einen Marktanteil von<br />
über 60 %. Durch seine langjährige Erfahrung in der Automobilindustrie,<br />
dem Werkzeugmaschinenbau und der Medizintechnik<br />
ist das Unternehmen mit den hohen Anforderungen internationaler<br />
Konzerne vertraut.<br />
92 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
01 Die RH-N-Präzisionsgetriebe<br />
können aufgrund ihrer Lagerung<br />
hohe Biegemomente aufnehmen<br />
Um im internationalen Umfeld zu bestehen,<br />
müssen die automatisierten Anwendungen<br />
im Verpackungsbereich aber auch<br />
immer schneller, flexibler und präziser<br />
werden, und das bei geringeren Auflagen.<br />
Außerdem muss sich der Einsatz der<br />
Maschinen und Anlagen für die Verpackungs-<br />
und Lebensmittelproduzenten lohnen.<br />
Nabtesco bietet deshalb auch die entsprechende<br />
Engineering-Kompetenz, um Kunden<br />
hinsichtlich eines wirtschaftlichen Antriebskonzepts<br />
zu beraten und eine auf bestimmte Anwendungen<br />
zugeschnittene, effiziente Roboterlösung zu kreieren. „Wir simulieren<br />
den Anwendungsfall im Vorfeld und analysieren, welche Antriebslösung<br />
am besten für die Applikation geeignet ist“, erläutert<br />
Obladen. So können z. B. mit den Zykloidgetrieben und einem entsprechenden<br />
Motor dynamische Achsen realisiert werden, die sich<br />
schnell umorientieren lassen.<br />
Präzisionsgetriebe für Palettierer<br />
Die robusten Zykloidgetriebe bieten eine hohe Leistungsdichte und<br />
eignen sich für Anwendungen mit hohen Traglasten, was bei Palettier-Aufgaben,<br />
z. B. mit einem Zwischenlagen-Einleger, von Vorteil<br />
ist. Ihr geringes Gewicht sorgt zudem für eine niedrigere Massenträgheit,<br />
verbesserte Lastbedingungen und Energieeinsparungen<br />
bei der Anwendung.<br />
Nabtesco bietet mit der RH-N-Serie vollständig geschlossene Getriebeköpfe<br />
für den europäischen Markt, die lokal gefertigt werden.<br />
Die Präzisionsgetriebe erlauben eine präzise Positionierung und<br />
können aufgrund ihrer Lagerung hohe Biegemomente aufnehmen.<br />
Somit entfällt eine zusätzliche Lagerung seitens des Maschinenbauers.<br />
Die RH-N-Baureihe ist als Vollwellen- und Hohlwellengetriebe<br />
zum Durchführen von Kabeln erhältlich.<br />
Das zweistufige Untersetzungsprinzip der nahezu spielfreien Getriebe<br />
führt zu einem guten Verhalten hinsichtlich Dynamik und<br />
Laufruhe sowie einer hohen Wiederhol- und Bahngenauigkeit. Das<br />
ist vor allem bei schnellen und abrupten Bewegungen dynamischer<br />
Positionieraufgaben von Vorteil. Auch können Encoder zur Positionserfassung<br />
direkt am Servomotor platziert werden<br />
und der Einsatz externer Sensoren entfällt.<br />
Die reduzierte Reibung im Getriebe ermöglicht<br />
nicht nur höhere Drehgeschwindigkeiten bei geringem<br />
Spiel – durch die geringe Betriebstemperatur sind<br />
die Komponenten zudem äußerst wartungsarm und langlebig.<br />
Flexible Zykloidgetriebe für<br />
Verpackungsmaschinen<br />
„Nachhaltigkeit, Qualität und Service spielen bei Nabtesco eine<br />
ebenso große Rolle wie die Vereinbarkeit mit Lieferketten“, erklärt<br />
Obladen. „Das heißt: Unsere Präzisionsgetriebe sind nicht nur<br />
langlebig, hochwertig und im Feld erprobt, sondern auch flexibel,<br />
was die Motoradaption angeht.“ Das ist insofern von Vorteil, als<br />
dass Schnelligkeit in der Anwendung nur über Servotechnik erreicht<br />
werden kann, die inzwischen auch Standard in der Verpackungsindustrie<br />
ist. Nabtesco wird diesem Anspruch gerecht,<br />
denn die Zykloidgetriebe können dank ihres modularen Designs<br />
mit definierten Schnittstellen entsprechend vorbereitet und selbst<br />
den Anforderungen marktführender Servoantriebe angepasst werden.<br />
Ob Antriebsstrang oder Abdeckung, Motorflansch oder Antriebsritzel<br />
– die Getriebelösungen werden auf die Bedürfnisse des<br />
Kunden zugeschnitten. Außerdem bietet das Unternehmen mit der<br />
RH-N-Serie Zykloidgetriebe im hygienischen Design mit optimierten<br />
Dichtungen, glatten Oberflächen und auf Wunsch Speziallackierungen<br />
an, die den hohen Hygienestandards der Lebensmittel-<br />
und Verpackungsindustrie gerecht werden. „Auf Wunsch<br />
werden unsere Getriebeköpfe vor ihrer Auslieferung mit lebensmittelfreundlichen<br />
H1-Schmierstoffen befüllt“, so Obladen weiter.<br />
„Das ist z. B. bei der Herstellung und dem Verpackungsprozess von<br />
Kindernahrung besonders wichtig.“<br />
www.nabtesco.de<br />
02 Die Getriebeköpfe sind vollständig geschlossen,<br />
wartungsarm und auf Wunsch mit lebensmittelfreundlichen<br />
Schmiermitteln vorgefüllt<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 93
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Kugelgewindetriebe mit erhöhten<br />
Tragzahlen<br />
Gleiche Kugelgewindemutter-Baugrößen<br />
mit<br />
höheren Tragzahlen und<br />
modulare Einsatzfähigkeit<br />
durch gleiche Abmaße bei<br />
gleicher Baugröße versprechen<br />
die Kugelgewindetriebe HSB-KGT von<br />
HSB Automation. Diese kurzen, starken Kugelmuttersysteme<br />
mit optimalem Abrollverhalten kombinieren DIN-<br />
Anschlussmaße mit der mehrgängigen Kugelgewinde-Spindeltechnik.<br />
Bei letzterer werden alle Kugelgewindegänge einer<br />
Spindel mit Kugeln gefüllt und dadurch die Anzahl der tragenden<br />
Wälzkörper erhöht. Die Kugelgewindemutter-Abmessungen<br />
wurden passend zu den Linearsystemen des Herstellers gefertigt.<br />
Auch kleinere Losgrößen passend zur Anwendung sind<br />
jederzeit realisierbar.<br />
www.hsb-automation.de<br />
Kettenräder für anspruchsvolle<br />
Anwendungen<br />
Hochleistungs-Kettenräder von Renold verlängern die<br />
Gebrauchsdauer der Kette. Sie kombinieren verschiedene<br />
Ansätze, um den Verschleiß in anspruchsvollen Industrieanwendungen<br />
zu minimieren. Ketten sind Verschleißkomponenten.<br />
Doch nicht nur die Wahl der richtigen Kette hilft, die Standzeiten<br />
von Maschinen- und Förderanlagen zu reduzieren, sondern auch<br />
der Lauf der Kette ist von hoher Relevanz für die Lebensdauer.<br />
Die Hochleistungs-Kettenräder erfüllen alle Anforderungen nach<br />
ISO 606 und sind entsprechend zertifiziert. Sie bestehen aus<br />
hochwertigem C45-Stahl. Die Zähne werden zusätzlich induktiv<br />
gehärtet und weisen nur geringe Toleranzen im Bereich zwischen<br />
40 und 50 HRC auf, wodurch die Gebrauchsdauer verlängert wird.<br />
Für den Einsatz in feuchten<br />
Umgebungen sind sie<br />
brüniert, um Korrosionsschäden<br />
zu reduzieren.<br />
www.renold.de<br />
Getriebe bietet Präzision mit 8 500 min -1<br />
Moderne Winkelgetriebe müssen schnell, leise, zuverlässig und<br />
nachhaltig sein. Oberhalb von Eingangsdrehzahlen über<br />
2 000 min -1 ist die Beanspruchung und Leistung sehr hoch.<br />
MS-Graessner präsentiert deshalb ein optimal abgestimmtes<br />
PowerGear HS -Getriebe für den Einsatz in vielen<br />
Anwendungen bis 8 500 min -1 . Das einstufige Getriebe<br />
bietet mit einem Gehäuse unterschiedliche Übersetzungsvarianten.<br />
Die verbesserte Wälzlagertechnik<br />
sowie optimierte Gleason-Verzahnungstechnologie<br />
mit hoher Belastungsfähigkeit und geräuschoptimierter<br />
Bauweise stellen eine hohe Präzision sowie<br />
hohe Drehzahlen sicher. Branchen wie<br />
Werkzeugmaschinen, E-Motive oder auch schnelle Handlingsysteme,<br />
die Highspeed-Getriebe einsetzen, benötigen an deren<br />
Antrieb Kupplungen, Motorflansche oder Vollwellen. Dies<br />
erfüllt das PowerGear HS . Der Abtrieb über Voll- oder<br />
Hohlwelle sowie variable Übersetzungen ermöglichen<br />
einen flexiblen Einbau bei optimalem Betriebspunkt.<br />
Der Wirkungsgrad in der Verzahnung von über 98 %<br />
sowie der Einsatztemperaturbereich von – 30 bis<br />
+ 100 °C gewährleisten eine Lebensdauer von mehr<br />
als 15 000 Stunden.<br />
www.graessner.de<br />
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Kupplung mit konstanter<br />
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bis 2500 kW<br />
KSL<br />
Anfahr- und Regelantrieb<br />
bis 4000 kW<br />
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Ph. +49 5921-7288808<br />
Fax +49 5921-7288809<br />
tfgermany@transfluid.it www.transfluid.eu
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Mit Präzision um die Ecke<br />
Das kürzeste spiralbogenverzahnte Winkelgetriebe mit Flansch-Antriebswelle und Hohlwelle von Neugart<br />
ist das WPSFN. Es erfüllt hohe Ansprüche an Genauigkeit und Gleichlauf und ist durch seine genormte<br />
Flansch-Schnittstelle leicht zu integrieren. Es verbindet zudem ein hohes Drehmoment mit maximaler<br />
Laufruhe. Das Ergebnis ist ein leiser Antrieb, der hochpräzise und kraftvoll arbeitet. Dazu hat es nur eine<br />
geringe Einbauhöhe: Mit ihm werden bis zu 25 % weniger Bauraum benötigt als bei vergleichbaren Winkelgetrieben<br />
mit Spiralbogenverzahnung. Anwendungsbereiche finden sich z. B. in Antrieben für Werkzeugoder<br />
Verpackungsmaschinen. Erhältlich ist es als ein- oder zweistufiges Getriebe. Beim einstufigen Modell<br />
wird die Übersetzung in der Hypoidverzahnung direkt im Winkel realisiert. Das erlaubt eine Hohlwelle in der<br />
Mitte der Flansch-Antriebswelle. Beim zweistufigen Aufbau wird auf der Antriebsseite noch eine Planetenstufe auf<br />
Basis des PSFN-Getriebes ergänzt. So kann die zweistufige Version auch ein reduziertes Verdrehspiel von < 3 arcmin<br />
erreichen. Mit Schutzart IP65 und Radialwellendichtung ist das Getriebe auch für widrigste Bedingungen geeignet.<br />
www.neugart.com<br />
Laufruhiger<br />
und präziser<br />
Getriebemotor<br />
Ein hoher Wirkungsgrad bei<br />
geringen Abmessungen und<br />
Gewicht, ein extrem ruhiger,<br />
ruckelfreier und geräuscharmer<br />
Lauf und eine lange Gebrauchsdauer:<br />
Das verspricht<br />
JBW für seinen High-Torque-<br />
Jede Position sicher im Griff.<br />
GIM500R – Die neue Generation kompakter Neigungssensoren<br />
für präzises Positionieren.<br />
BLDC-Getriebemotor. Der<br />
bürstenlose Motor arbeitet<br />
nach einem patentierten Axialfluss-Doppelscheibenläuferprinzip<br />
mit fortlaufender Kommutierung.<br />
Die auf die Motorcharakteristik<br />
abgestimmte<br />
Elektronik übernimmt die<br />
Bewegungssteuerung. Der<br />
Getriebemotor erreicht eine<br />
Drehmomentdichte von 10 Nm<br />
bei großer Überlastfähigkeit<br />
und Verstelldynamik. Ein Luftankerprinzip<br />
wird statt eines<br />
Nutankers eingesetzt. Das<br />
gewährleistet Rastmomentfreiheit<br />
und sorgt damit für Laufruhe<br />
und Feinpositionierbarkeit.<br />
Anwendungsgebiete sind<br />
die Industrieautomation,<br />
Robotik, Medizintechnik und<br />
die Mess- und Bildsystemtechnik.<br />
JBW wird noch in<br />
diesem Jahr mit einem Pilotprojekt<br />
bei einem seiner<br />
Anwender starten.<br />
Präzise. Zuverlässig. Robust.<br />
Absolute Genauigkeit bis ±0,1°<br />
Hohe Schock- und Vibrationsbeständigkeit bis 200 g<br />
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EN 13849 konforme Firmware<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 95
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Kugelgewindetriebe mit Zustandsüberwachung<br />
Unerwartete Ausfälle von Kugelgewindetrieben führen schnell zu<br />
hohen Kosten. Zu den häufigsten Ausfallkriterien zählen der Verlust<br />
der Vorspannung und damit das Auftreten von Spiel zwischen Spindel<br />
und Mutter aufgrund von adhäsivem bzw. abrasivem Verschleiß der<br />
Laufbahnen und Kugeln. Dieser Verschleiß lässt sich mit der Sensortechnologie<br />
Guard Plus messen. Mit ifm Electronic hat August<br />
Steinmeyer ein Technologiekonzept entwickelt, bei dem Sensoren im<br />
Kugelgewindetrieb die Vorspannung und Temperatur direkt an der<br />
Wälzkontaktzone messen. Die Auswerteelektronik wandelt und analysiert das Messsignal und<br />
kommuniziert mit der Maschinensteuerung, die über eine Ampelanzeige verfügt und einen<br />
Austausch des Kugelgewindetriebes empfiehlt. Die Messung ist sogar bei überlagerten oder außergewöhnlichen<br />
Betriebskräften möglich. Eine Historienaufzeichnung ermöglicht Rückschlüsse auf<br />
eine Überlastung der Maschine. Außerdem hilft das System, die Schmierung auf die speziellen<br />
Erfordernisse durch anwendungsspezifische Belastungskollektive zu optimieren.<br />
Fahrantriebe mit<br />
erweitertem<br />
Einsatzbereich<br />
Für die Hebetechnik von<br />
Kranherstellern hat ABM<br />
Greiffenberger die Hubwerksantriebe<br />
der Reihe GHX mit<br />
einem hohen Gesamtwirkungsgrad<br />
entwickelt. Die<br />
www.steinmeyer.com<br />
Kegelradgetriebe-Baureihe bietet bis zu 60 %<br />
mehr Drehmoment<br />
Zimm stellt eine Ergänzung seines Produktsortiments in der Getriebe- und Antriebstechnik vor. Die<br />
neue Kegelradgetriebe-Baureihe erweitert den modularen Systembaukasten, ermöglicht so zusätzliche<br />
Übersetzungen (1:1, 2:1, 3:1) und bietet bis zu 60 % mehr Drehmoment bei gleicher Baugröße.<br />
Das KSZ-H Getriebe ist wandlungsfähig und liefert bei gleicher Baugröße mehr Leistung.<br />
Die Kegelradgetriebe der Serie KSZ-H haben dieselbe Einbauhöhe wie die Zimm Hubgetriebe<br />
gleicher Baugröße. Dies erleichtert die Konstruktion und Montage, da keine zusätzlichen Unterlagen<br />
notwendig bzw. Höhenunterschiede (Achsversatz) auszugleichen sind. Neben den üblichen Innengewinden<br />
zur Verschraubung von unten gibt es nun eine zusätzliche Befestigungsmöglichkeit mit<br />
Durchgangsschrauben von oben für größere Flexibilität bei der<br />
Montage. Das KSZ-2 hat eine durchgehende Hohlwelle. So kann es<br />
einfach und platzsparend an das GSZ-2 Hubgetriebe aufgesteckt und<br />
befestigt werden. Neu ist auch der standardmäßige Korrosionsschutz<br />
des Gehäuses durch eine Zweikomponentenlackierung. Das Gehäuse<br />
verfügt über eine glatte Oberfläche, wodurch diese weniger schmutzanfällig<br />
und besser zu reinigen ist.<br />
www.zimm.at<br />
Eine Reise mit einem<br />
vertrauensvollen Partner<br />
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Überzeugen Sie sich von unseren<br />
Getriebemotoren und Frequenzumrichtern!<br />
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Produktpalette für jeden Bedarf<br />
bis 470.000Nm.<br />
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Wir freuen uns auf Sie!<br />
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Phone: +49 2159 92 84 360 - Fax: +49 2159 92 84 364<br />
E-Mail: info@yilmazreduktor.de<br />
Antriebe haben einen<br />
erweiterten Einsatzbereich<br />
durch einen größeren Achsabstand<br />
im Vergleich zu den<br />
Vorgängermodellen. Bei dem<br />
GHX 63 ist der Anbau von<br />
Seiltrommeln bis zu einem<br />
Durchmesser von 270 mm<br />
möglich, beim GHX 125 sogar<br />
bis 325 mm. Ohne Last<br />
erreichen die Antriebe im<br />
Umrichterbetrieb eine<br />
Hubgeschwindigkeit bis<br />
200 Hz, was die Zykluszeit<br />
verkürzt. Da die Hubwerke<br />
nach FEM 2 m ausgelegt sind,<br />
haben sie auch eine erhöhte<br />
Gebrauchsdauer. Das Modell<br />
GHX 250 für Lasten bis 25 t<br />
befindet sich derzeit in der<br />
Entwicklung. Mit ihrem<br />
Aluminiumgehäuse sind die<br />
Antriebe sehr leicht, hoch<br />
korrosionsfest, und als<br />
Getriebe-Motor-Bremseinheit<br />
können sie direkt an der<br />
Hubwerkskatze angebracht<br />
werden. Außerdem gibt es von<br />
dem Systemanbieter neben<br />
Stirnrad- und Flachgetrieben<br />
nun auch Winkelgetriebe der<br />
Reihe KG, die als Fahrantrieb<br />
in der Hebetechnik eingesetzt<br />
werden können. Sie können<br />
platzsparend eingebaut<br />
werden und verfügen über<br />
hohe zulässige Radialkräfte.<br />
www.abm-antriebe.de<br />
Yilmaz-Redüktör.indd 1 03.04.<strong>2018</strong> 15:48:41<br />
96 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN<br />
Auch bei Hochwasser sicherer Betrieb<br />
In Wasseraufbereitungsanlagen mit Komponenten von NRW Anlagentechnik kommen Getriebemotoren von<br />
Bauer mit Schutzklasse IP68 zum Einsatz. Viele Betriebe, von der Energiegewinnung bis zur Papierherstellung,<br />
sind auf die lokale Wasserversorgung angewiesen. Für die modernen Prozesse muss das Wasser<br />
aufbereitet werden. NRW Anlagentechnik hat dafür Siebrechen entwickelt, die dafür sorgen, dass z. B.<br />
Pflanzen und Wassertierchen gar nicht erst in die Aufbereitungsanlagen gelangen und so auch nicht filtriert<br />
werden müssen. Das wird erreicht mit Lochsiebblechen, die im Wasser vor der Entnahmestelle die Feststoffe<br />
ab einer bestimmten Größe zurückhalten. Hier kommen Lochgrößen zwischen 1 und 20 mm Durchmesser<br />
zum Einsatz. Damit sich die Siebe im Laufe der Zeit nicht zusetzen, werden sie von rotierenden Polypropylenbürsten<br />
freigehalten. Angetrieben werden diese Bürstensysteme mit Getriebemotoren von Bauer.<br />
Diese können die geforderte niedrige Drehzahl – typischerweise weniger als 2 min -1 – ohne zusätzliche<br />
Komponenten im Antriebsstrang liefern. Durch die Ausführung in Schutzklasse IP68 können die Motoren,<br />
die dicht über der Wasseroberfläche angebracht sind, den Witterungsbedingungen und sogar Hochwasser<br />
standhalten.<br />
www.bauergears.com<br />
Präzise<br />
Zykloidgetriebe<br />
Mit der RS-Serie hat Nabtesco<br />
hochpräzise Zykloidgetriebe<br />
im Portfolio, die sich durch<br />
eine kompakte Bauform, hohe<br />
Kraft sowie hohe Positioniergenauigkeit<br />
auszeichnen. Die<br />
Getriebeköpfe mit Hohlwelle<br />
erreichen eine hohe Drehmomentleistung<br />
sowie ein<br />
hohes Maß an Präzision bei<br />
geringer Baugröße. Die gusseiserne<br />
Basis lässt sich am<br />
Boden montieren und gewährleistet<br />
einen stabilen Stand. Der<br />
Motor wird im rechten Winkel<br />
angebaut. Die Zykloidgetriebe<br />
kommen in Antrieben von<br />
Positionierern und horizontalen<br />
Drehtischen zum Einsatz.<br />
Aktuell ist die RS-Serie in drei<br />
Baugrößen verfügbar. Der<br />
kleinste Getriebekopf, der<br />
RS-260A, unterstützt Nenndrehmomente<br />
von 2 548 Nm,<br />
Beschleunigungsmomente<br />
von 6 370 Nm sowie Traglasten<br />
von 2,5 t. Das stärkste Getriebe<br />
dieser Baureihe ist das RS-900A<br />
mit einem Nenndrehmoment<br />
von 8 820 Nm sowie einem<br />
Beschleunigungsmoment von<br />
17 640 Nm für bis zu 9 t.<br />
IHR ERfOLG IST<br />
uNSER ANTRIEb<br />
Innovation entsteht dort, wo es Raum für neue<br />
Ideen gibt. Bei uns finden Sie ihn. Denn genau<br />
das zeichnet die HANNING ELEKTRO-WERKE seit<br />
über 70 Jahren aus. Ob Motor, Pumpe, Lüfter oder<br />
Frequenzumrichter: Als Spezialist für kundenspezifische<br />
Antriebskomponenten sowie -systeme<br />
entwickeln und produzieren wir die individuell besten<br />
Lösungen für Ihre Anwendungen.<br />
moving ideas – typisch Hanning.<br />
HANNING ELEKTRO-WERKE GmbH & Co. KG<br />
Holter Straße 90, D-33813 Oerlinghausen, Tel +49 (5202) 707-0, www.hanning-hew.com<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 97
Auf die<br />
Schmierung<br />
kommt es an<br />
Tribologie und ihr Einfluss auf die<br />
Konstruktion von Wälzlagern<br />
Die tribologische Optimierung von<br />
Systemen erfordert eine Berücksichtigung<br />
von vielfältigen Einflüssen und setzt<br />
deshalb fundierte Kenntnisse der<br />
Materie voraus. Entsprechend<br />
eindrucksvoll sind die Verbesserungen,<br />
die sich mit geeigneten Schmierstoffen<br />
und Dichtungen erzielen lassen.<br />
J<br />
ährlich entsteht der Volkswirtschaft der<br />
Bundesrepublik Deutschland durch<br />
Reibung, Verschleiß und Korrosion ein<br />
Schaden von ca. 35 Mrd. EUR. Kaum eine<br />
andere Wissenschaft ist in unserer modernen<br />
Gesellschaft deshalb so allgegenwärtig<br />
wie die Tribologie. Potenzial für Verbesserungen<br />
ist durchaus vorhanden: Allein in<br />
der Motorenentwicklung in der Automobilindustrie<br />
ließe sich durch Umstellung von<br />
Gleitlagern auf Wälzlager der Kraftstoffverbrauch<br />
um über 15 % senken. Aber auch<br />
Lebensdauersteigerungen und die Verkürzung<br />
von Wartungsintervallen gehören zu<br />
den erklärten Zielen der Industrie. Wer die<br />
Hintergründe dieser Entwicklung verstehen<br />
will, muss sich mit den Grundlagen der<br />
Materie beschäftigen.<br />
Klaus Findling ist Geschäftsführer der Findling<br />
Wälzlager GmbH in Karlsruhe<br />
Reibung und Verschleiß<br />
Fakt ist: Reibung und Verschleiß können in<br />
Anlagen und Maschinen den Verlust der<br />
Funktionsfähigkeit bewirken – z. B. durch<br />
einen plötzlichen Ausfall oder die fortschreitende<br />
Verschlechterung von Systemeigenschaften.<br />
Doch welche Prozesse werden<br />
mit diesen Schlagworten eigentlich beschrieben?<br />
Die Wissenschaft arbeitet hier<br />
mit verschiedenen Klassifizierungen. Bei<br />
der Reibung unterscheidet man verschiedene<br />
Zustände, z. B. die Festkörperreibung<br />
ohne Zwischenschicht, die „trockene“<br />
Oberflächenschichtreibung ohne Öl- oder<br />
Fettfilm, die Misch- bzw. Grenzreibung mit<br />
einem teilweisen bzw. intensiven Kontakt<br />
der Körper sowie die Flüssigkeitsreibung,<br />
bei der die Oberflächen vollständig durch<br />
einen Schmierfilm getrennt sind. Zudem<br />
existiert eine weitere Klassifizierung nach<br />
sogenannten Reibungsarten, also der Bewegungsart<br />
der Partner. Hier wird unter-<br />
teilt in Haft- beziehungsweise Bewegungsreibung.<br />
Die Haftreibung beschreibt den<br />
Ruhezustand von zwei aufeinander einwirkenden<br />
Körpern, diese sind quasi „haftend“,<br />
also statisch wie bspw. Brückenlager. Dabei<br />
wirkt auf den betrachteten Körper eine<br />
Kraft, die als Haftreibungskraft bezeichnet<br />
wird. Die Bewegungsreibung ist dagegen<br />
dynamisch, wobei hier nochmals zwischen<br />
Gleit-, Roll-, Bohr- und Wälzbewegungen<br />
unterschieden wird.<br />
Wann und wie aber entsteht Verschleiß?<br />
Die Antwort ist einfach: Immer, wenn sich<br />
zwei Oberflächen gegeneinander bewegen<br />
– also fast in jedem Bereich unseres<br />
täglichen Lebens. Das beste Beispiel sind<br />
unsere Schuhsolen, die sich bei jedem<br />
Schritt mehr und mehr abnutzen. Der<br />
Materialverlust an der Reibstelle wird als<br />
Verschleiß bezeichnet. Die häufigsten Ursachen<br />
für den Verschleiß an Körpern sind<br />
elastische Verformung, plastische Verformung,<br />
Abscheren der Rauhigkeitsspitzen<br />
98 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
und Trennung der Mikroverschweißungen.<br />
Die Wissenschaft unterscheidet eine Vielzahl<br />
von Verschleißvorgängen, die durch<br />
verschiedene Verschleißarten und -mechanismen<br />
genauer beschrieben werden können.<br />
Daraus folgen unterschiedlichste Verschleißformen,<br />
also die Veränderung der<br />
Oberfläche selbst – u. a. können Kratzer, Pittings,<br />
Risse, Riefen und Mulden auftreten.<br />
Allerdings ist Verschleiß nicht immer unerwünscht:<br />
Sogenannter Einlaufverschleiß<br />
ist ein erwünschtes und meistens auch<br />
zwangsläufiges Abtragen der Rauhigkeitsspitzen<br />
neuer Reibpartner, z. B. des Kolbens<br />
im Zylinder oder des Gleitlagers in der<br />
Welle. Dadurch werden für den späteren<br />
Einsatz vorteilhaftere Bedingungen geschaffen,<br />
die sich positiv auf die Produktlebensdauer<br />
auswirken. In manchen Anwendungsgebieten<br />
und Produkten unterstützen<br />
spezielle Einlauföle den Vorgang –<br />
sie können den Abtrag besser binden und<br />
abtransportieren.<br />
Moderne Schmierstoffe<br />
In welchem Maß Reibung und Verschleiß<br />
bei einem Bauteil auftreten, lässt sich durch<br />
den Einsatz von Schmierstoffen maßgeblich<br />
beeinflussen. Das beste Beispiel sind<br />
hier Wälzlager: Der richtige Schmierstoff<br />
vermindert die metallische Berührung der<br />
Wälzkörper und Kontaktflächen, reduziert<br />
Reibung und Verschleiß und erhöht somit<br />
die Lebensdauer eines Lagers. Zudem beeinflusst<br />
er auch den Wirkungsgrad und<br />
somit die Energieeffizienz. Besonders hohe<br />
Anforderungen an die eingesetzten Lager<br />
stellt z. B. die Drehgeberindustrie, bei der<br />
das Losbrechmoment einer der wichtigsten<br />
Faktoren der gesamten Komponente ist.<br />
Aber auch die Schwerindustrie benötigt<br />
Lösungen, die eine gleichbleibende Einsatzfähigkeit<br />
unter extremen Bedingungen<br />
ermöglichen.<br />
Um diese hohen Anforderungen erfüllen<br />
zu können, werden vermehrt moderne<br />
Hochleistungsfette eingesetzt. Diese bestehen<br />
aus Dickungsstoffen (Seife oder Nichtseife<br />
14–30 %), Grundölen (Mineralöl, Syntheseöl<br />
oder eine Mischung aus beiden bis<br />
zu 90 %), Additivierungen (Antioxidation,<br />
Antikorrosion, Verschleißschutz (EP) sowie<br />
Anti-Wear (AW) 3–5 %) und/oder Festschmierstoffen<br />
(Graphit, MoS2, PTFE<br />
5–10 %). Je nach Anwendung bestehen vielfältige<br />
Kombinationsmöglichkeiten. Aber<br />
nicht nur die Inhaltsstoffe sind entscheidend,<br />
sondern auch die Verarbeitung und<br />
die Bearbeitungsdauer. Zudem dürfen sich<br />
Hersteller nicht nur auf theoretische Berechnungsgrundlagen<br />
verlassen, sondern<br />
müssen die Eigenschaften auch am fertigen<br />
Produkt ausgiebig testen.<br />
Unter tribologischen<br />
Gesichtspunkten<br />
Ein gutes Beispiel dafür ist die Entwicklung<br />
der eXtreme-Serie des Karlsruher Wälzlager-Spezialisten<br />
Findling. Die Speziallager<br />
decken vier unterschiedliche Anwendungs-<br />
bereiche ab. Die Lager der Xforce-Serie sind<br />
für Schwerlastapplikationen konzipiert, in<br />
denen die Lager mit Belastungen im Grenzbereich<br />
beaufschlagt werden können. Bei<br />
der Entwicklung der Xspeed-Serie lag der<br />
Fokus auf der Optimierung der Lagertechnik<br />
bei höchsten Drehzahlen. Bei der<br />
Xtemp-Ausführung handelt es sich um<br />
Lager mit besonderer Eignung bei großer<br />
Hitze oder Kälte. Die Xclean-Serie umfasst<br />
robuste Lagertechnik bei hoher Umgebungsfeuchte,<br />
Verschmutzungen und für Reinraumapplikationen.<br />
Allen Serien gemeinsam ist<br />
eine verlängerte Lebensdauer als verfügbare<br />
Standardlösungen im Extrem einsatz. Erreicht<br />
wird diese hauptsächlich durch gezielte<br />
Modifikationen der Komponenten<br />
Befettung und Dichtung.<br />
Auf den eigens entwickelten ABEG-Leistungsprüfständen<br />
wurden z. B. 6 010 Rillenkugellager<br />
unter den spezifischen Betriebsbedingungen<br />
der jeweiligen Anwendungsbereiche<br />
– etwa unter Schwerlast – getestet.<br />
Um eine möglichst lange Lebensdauer bei<br />
Höchstleistung zu erreichen, standen vor<br />
allem die tribologischen Lagereigenschaften<br />
im Fokus. Dabei kamen unterschiedliche<br />
Spezialbefettungen und Dichtungsvarianten<br />
aus dem herstellerübergreifenden ABEG-<br />
Portfolio zum Einsatz. Die einzelnen Testergebnisse<br />
wurden analysiert und ausgewertet,<br />
um leistungsfähige Kombinationen<br />
für einen möglichst langen Extremeinsatz<br />
zu ermitteln.<br />
Die Xforce-Lager sind mit einem Sonderfett<br />
auf Basis von Lithium-12-Hydroxystearat<br />
01 Der Einsatzzweck und die dafür am<br />
besten geeignete Befettung entscheiden<br />
über den optimalen Dichtungstyp<br />
02 Ob Schwerlast- oder Hoch ge -<br />
schwindig keitsapplikationen: Extreme<br />
Betriebsbedingungen erfordern spezielle Lager
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
03<br />
Die Tribologie befasst sich mit der wissenschaftlichen<br />
Beschreibung von Reibung, Verschleiß und Schmierung<br />
Wissenschaft<br />
Tribologie<br />
Reibungsforschung Tribotechnik Schmierungstechnik<br />
Anwendung<br />
Lager Höchsttemperatur Durchschnittstemperatur<br />
Findling<br />
Produkt<br />
Andere<br />
Hersteller<br />
Findling<br />
Produkt<br />
Andere<br />
Hersteller<br />
608-2RSDD 42,26 °C 61,41 °C 31,59 °C 39,89 °C<br />
6201-2RSDD 77,24 °C 132,87 °C 54,76 °C 76,10 °C<br />
629-2RSDD 53,69 °C 109,71 °C 32,20 °C 53,69 °C<br />
6002-2RSDD 42,41 °C 100,18 °C 26,60 °C 50,13 °C<br />
Durch die Herstellung der Dichtungsnuten mithilfe von Keramikformwerkzeugen<br />
erzeugen ABEG-Xspeed-Lager geringere Reibungswärme<br />
als Vergleichsprodukte bei identischen Betriebsparametern<br />
sowie hochwertigem, alterungsbeständigem Mineralöl und Hochlastadditiven<br />
(EP-Zusätzen) ausgestattet. Die Additive geben der<br />
Befettung unter Schwerlastbedingungen verschleiß mindernde<br />
Eigenschaften und bilden mit den metallischen Oberflächen eine<br />
Reaktionsschicht, die beim Schmierfilm zu einem außergewöhnlichen<br />
adhäsiven Verhalten führt. Dies erhöht die<br />
Belastbarkeit des Lagers und begünstigt bei voller Wirksamkeit<br />
eine ansonsten unzureichende Schmierfilmausbildung. EP-Additive<br />
sorgen zudem für einen schnelleren und kohäsiveren Aufbau<br />
des Schmierfilms, wodurch auch niedrige Drehzahlen gefahren<br />
werden können. Darüber hinaus bieten die Hochlastadditive in<br />
dem Sonderfett der Xforce-Lager einen ausgezeichneten Korrosionsschutz.<br />
Vor allem bei Outdoor-Krananlagen oder Baumaschinen<br />
ist dies ein entscheidender Vorteil.<br />
Standards für hohe Drehzahlen<br />
Während ABEG-Xforce-Lager unter rauen Umgebungsbedingungen<br />
für niedrigere Drehzahlen optimierte Wälzlagerfette und Fettmengen<br />
benötigen, haben Hochgeschwindigkeitsanwendungen<br />
ein ganz anderes Anforderungsprofil: Hier sind kleinste Toleranzen,<br />
Mindermengenschmierung, geringes Reibmoment und hochreine<br />
Wälz lagerfette gefragt. Neben der Belastung durch die hohen Drehzahlen<br />
ist die daraus resultierende erhöhte Wärmeentwicklung, die<br />
durch die Reibung der Dichtungen noch verstärkt werden kann, zu<br />
berücksichtigen. Rundlaufungenauigkeiten spielen im Hinblick auf<br />
die Lagerlebensdauer ebenfalls eine Rolle. Aufgrund der hohen<br />
Drehzahlen muss darüber hinaus auf die Geräuschentwicklung der<br />
Lager geachtet werden.<br />
Um all diesen Aspekten Rechnung zu tragen, wurden die Ausstattungskomponenten<br />
der Xspeed-Lager exakt auf dieses Leistungssegment<br />
hin abgestimmt. Es wurde die Lagerluft in einer engeren<br />
Toleranz spezifiziert (CM) und die Maßtoleranzen der Anschlussbauteile<br />
und die Rundlaufgenauigkeit an die hohen Geschwindigkeiten<br />
angepasst (P6). Aus den hohen Geschwindigkeiten resultiert<br />
für jedes Lager ein individuelles Geräuschverhalten. Um verbesserte<br />
Eigenschaften insbesondere in der Eigenerwärmung des Lagers bei<br />
größerer Geschwindigkeit zu erreichen, müssen erhöhte Ansprüche<br />
an die Oberflächengüte gestellt werden. Darüber hinaus muss die<br />
Befettung für höhere Dauertemperaturen ausgelegt, hochrein sowie<br />
geräuscharm sein.<br />
Das dort eingesetzte Hochleistungsfett ist für einen Temperaturbereich<br />
von – 50 bis + 150 °C ausgelegt. Es zeichnet sich durch ein<br />
geringes Anlaufmoment und durch eine feine Partikelstruktur aus<br />
und ist geräuscharm. Auch der Geräuschpegelanstieg über die<br />
Lebensdauer hinweg ist durch den eingesetzten Verdicker auf<br />
Ester/Lithium-Basis niedriger als bei anderen Wälzlagerfetten. Für<br />
Lager mit C3-Lagerluft verwendet Findling ein hochreines, auf<br />
di-Harnstoff basierendes Hochtemperaturfett mit einer Einsatztemperatur<br />
bis zu 180 °C. Das Spezialfett hat noch bei 177 °C eine<br />
Lebensdauer nach ASTM D 3336 von über 750 h. Auch dieses Fett<br />
ist durch seine feine Partikelstruktur geräuscharm, hat aber durch<br />
seine höhere Grundölviskosität ein höheres Anlaufmoment bei<br />
niedrigen Temperaturen und ist bis – 40 °C einsetzbar.<br />
Dem Schmutz keine Chance<br />
Neben der Befettung sind Dichtungen ein weiterer lebensdauerrelevanter<br />
Bestandteil der Wälzlagerkonstruktion. Sie verhindern<br />
das Eindringen von Verunreinigungen und halten den Schmierstoff<br />
bei Verdrängung durch hohe Belastungen zuverlässig im Lager. Für<br />
den eigentlichen Schmiervorgang sind bei einer Fettschmierung<br />
meist nur geringe Schmierstoffmengen erforderlich – ein großer<br />
Teil des Fetts kann aus dem Lager verdrängt werden oder sich seitlich<br />
ablagern. Da der Austritt von Schmiermitteln potenziell auch<br />
über die Dichtungen erfolgt, ist die Wahl der richtigen Dichtungsvariante<br />
wichtig. Als optimale Kombination mit der Spezialbefettung<br />
haben sich in den Lagern der eXtreme-Serie besonders leistungsfähige<br />
zweilippige, beidseitig in Nut geführte 2RSDD-Dichtungen<br />
erwiesen. Bei den Xspeed-Lagern für hohe Drehzahlen<br />
reduziert diese Dichtungsart zusätzlich die Eigenerwärmung des<br />
Lagers, sodass die Leistungsfähigkeit nochmals gesteigert wird. Im<br />
Vergleich zu einer RS-Standarddichtung ließ sich die Eigenerwärmung<br />
um bis zu 10 °C reduzieren, was die Lagerlebensdauer unmittelbar<br />
beeinflusst. Optional ist bei den Xspeed-Lagern auch eine<br />
berührungslose Dichtungsvariante (LLB) verfügbar.<br />
Findling setzt bei den Lagern der eXtreme- und Supra-Serie ein<br />
spezielles Fertigungsverfahren ein. Hierbei werden die Dichtungsnuten<br />
nicht wie üblich gedreht, sondern mit keramischen Formwerkzeugen<br />
erzeugt. Dies führt zu einer erhöhten Fertigungspräzision<br />
und einer geringeren Rauhtiefe. Somit gleitet die Dichtlippe in<br />
der Nut, wodurch auch bei hohen Drehzahlen die Abdichtung<br />
gewährleistet ist und Reibungswärme sowie Verschleiß reduziert<br />
werden. Am Beispiel der Xspeed- Lager lässt sich belegen, welchen<br />
Einfluss eine anwendungsspezifische tribologische Modifikation<br />
auf die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit von Rillenkugellagern<br />
haben kann.<br />
www.findling.com<br />
100 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Schrägkugellager in vielen Varianten<br />
Preisoptimierte Schrägkugellager in ein- und zweireihiger<br />
Bauweise bietet Hecht mit seinen Eigenmarken HKC und HKW.<br />
Einreihige Schrägkugellager sind für die Aufnahme radialer und<br />
einseitig axial wirkender Kräfte ausgelegt. Sie kommen bevorzugt<br />
paarweise in<br />
Anwendungen zum<br />
Einsatz, die eine hohe<br />
Spielfreiheit erfordern,<br />
z. B. bei Spindeln oder in<br />
Motoren mit vertikaler<br />
Achslage. Diesen Lagertyp<br />
gibt es mit verschiedenen<br />
Nenndruckwinkeln und<br />
Käfigmaterialien aus<br />
Stahl, Messing oder Kunststoff. Universalausführungen können<br />
auch ohne Passscheiben paarweise in O-, X- oder Tandem-<br />
Anordnung verbaut werden. Für Anwendungen, bei denen<br />
beidseitig große Axialkräfte wirken, etwa in Pumpen, Landmaschinen<br />
oder Kompressoren, führt der Anbieter zweireihige<br />
Schrägkugellager mit oder ohne Füllnut. Ohne Füllnut benötigen<br />
sie nur wenig Bauraum und sind beidseitig gleich hoch belastbar,<br />
während mit Füllnut versehene Lager für gerichtete axiale Lastaufnahmen<br />
ausgelegt sind.<br />
www.hecht-hkw.de<br />
Lebensdauer additiv gefertigter Lager<br />
berechenbar<br />
Igus bietet Online-Tools an, mit denen die Gebrauchsdauer von<br />
individuell additiv gefertigten Gleitlagern aus Tribo-Polymeren<br />
angezeigt werden kann. Die<br />
Angaben werden auf Basis der<br />
Forschungs- und Prüfergebnisse<br />
des hauseigenen Testlabors<br />
gemacht. 10 000 Tests jährlich<br />
liefern dabei die Datenbasis<br />
für den Online-Lebensdauerrechner<br />
(www.igus.de/iglidurexperte).<br />
In vier Schritten<br />
werden die Anforderungen an<br />
die Lagertechnik erfasst und anschließend eine Eignungsund<br />
Lebensdaueranalyse aller Werkstoffe online zur Verfügung<br />
gestellt. Die Berechnung ist dabei sowohl für im Spritzguss<br />
produzierte Iglidur-Gleitlager als auch für 3-D-gedruckte Lager<br />
verfügbar. Das Angebot des Unternehmens umfasst sechs Tribo-<br />
Filamente für das FDM-Verfahren sowie zwei Werkstoffe für das<br />
selektive Lasersintern. Aus ihnen können Gleitlager hergestellt<br />
werden. Über den 3-D-Druck-Service lassen sich Prototypen oder<br />
Sonderteile für Kleinserien schnell und günstig produzieren.<br />
www.igus.de<br />
Großlager für hohe, kombinierte Belastungen<br />
KBT-Drehverbindungen von Knapp sind Großlager für<br />
rotative Bewegungen. Als Wälzlager sind sie vielseitig<br />
einsetzbar und kommen bei hohen Belastungen zum<br />
Einsatz. Der konstruktive Aufbau befähigt die Aufnahme<br />
von Radial- und Axialkräften sowie Kippmomentbelastungen<br />
reduziert auf eine Lagerstelle.<br />
Die Drehverbindungen nehmen Axial-, Radial- und<br />
Kippmomentbelastungen auf, denn meist tritt eine<br />
Kombination der Belastungen ein. Die beidseitige Abdichtung<br />
schützt das Lager vor Schmutz, Staub und leichtem<br />
Spritzwasser. Bei hohem Schmutzaufkommen oder Schwallwasser<br />
finden entsprechend modifizierte Abdichtungen<br />
Anwendung. Die Wälzkörper sind gefettet und durch<br />
Schmiernippel in den Ringen von außen nachschmierbar.<br />
Angepasste Kunststoff-Distanzstücke führen die<br />
Wälzkörper. Erhältlich sind sie als Vierpunktlager,<br />
Kreuzrollenlager, Genauigkeitslager, Axial-Radial-<br />
Lager und Axial-Schrägkugellager.<br />
www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />
SLF.DABEWEGTSICH WAS.<br />
Kugellager und Rollenlager<br />
von30mmbis 1600 mm Außendurchmesser<br />
in verschiedenen Ausführungen<br />
Spindeleinheiten<br />
Bohr-, Fräs- und Drehspindeln<br />
Spindeln mit angeflanschtem<br />
bzw.integriertem Motor<br />
Spindeln für spezielle Einsatzgebiete<br />
Rekonditionierung<br />
vonWälzlagern<br />
Spindel- und Lagerungstechnik<br />
Fraureuth GmbH<br />
Fabrikgelände 5<br />
D-08427Fraureuth<br />
Tel.:+49 (0)3761/8010<br />
Fax: +49(0) 37 61 /801150<br />
E-Mail: slf@slf-fraureuth.de<br />
www.slf-fraureuth.de<br />
SLF.indd 1 14.03.<strong>2018</strong> 10:20:22<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 101
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Gesucht: Der richtige Zeitpunkt für<br />
Wartung und Austausch<br />
Condition-Monitoring-Konzept für die vorbeugende Instandhaltung<br />
und Optimierung von Lagerstellen<br />
So spät wie möglich, so früh wie<br />
nötig: Auf diesen einfachen Nenner<br />
kann man die Interessenlage der<br />
Betreiber bringen, wenn es um den<br />
Austausch von Wälzlagern geht.<br />
Mit den Methoden der<br />
vorbeugenden Instandhaltung lässt<br />
sich deren Lebensdauer deutlich<br />
verlängern, ohne das Risiko des<br />
ungeplanten Stillstands zu<br />
erhöhen. Bei kritischen<br />
Anwendungen bewährt sich das<br />
Konzept der Predictive<br />
Maintenance.<br />
Peter Neubauer ist Key Account Manager und<br />
Ralf Petersen ist Engineering Manager<br />
Industrial, European Technology Centre; beide<br />
bei der NSK Deutschland GmbH in Ratingen<br />
Bewegliche Komponenten unterliegen<br />
dem Verschleiß. Das gilt für die Antriebstechnik<br />
im Allgemeinen und für<br />
Wälzlager als hochbeanspruchte Antriebselemente<br />
im Besonderen. Das bedeutet<br />
auch: Zu jedem Wartungskonzept gehört<br />
die Inspektion der Wälzlager.<br />
Vor wenigen Jahren noch verfolgten viele<br />
Betreiber ein einfaches „vorausschauendes“<br />
Wartungskonzept: Um ungeplanten Stillstand<br />
und damit Produktivitätsverlust zu<br />
vermeiden, wurden Wälzlager präventiv<br />
ausgetauscht, bevor Anzeichen von Verschleiß<br />
einen bevorstehenden Ausfall ankündigten.<br />
Dabei ließ bzw. lässt es sich<br />
nicht vermeiden, dass funktionsfähige<br />
Komponenten vorzeitig entsorgt werden.<br />
Das ist aus kommerzieller Sicht und auch<br />
aus Gründen der ressourcenschonenden<br />
Produktion ein Nachteil, zumal dadurch<br />
auch immer knapper werdendes Personal<br />
in der Instandhaltung gebunden wird.<br />
Daraufhin entstand das Prinzip des Condition<br />
Monitoring. Hier werden Daten erfasst,<br />
die Aufschluss über den Zustand der<br />
Antriebskomponenten – in diesem Falle des<br />
Wälzlagers – geben. Wenn diese Daten mit<br />
entsprechender (maschineller) Intelligenz<br />
gesammelt und interpretiert werden, wird<br />
das Wälzlager im optimalen Fall erst ausgetauscht,<br />
kurz bevor ein Defekt auftritt.<br />
Das ist das Konzept der vorbeugenden<br />
Instandhaltung bzw. Predictive Maintenance.<br />
Dieses Prinzip kann bedarfsgerecht<br />
auf verschiedene Arten umgesetzt werden,<br />
die sich in Bezug auf Aufwand und Intensität<br />
unterscheiden.<br />
Punktuelle Datenerfassung<br />
bei Bedarf<br />
Vergleichsweise einfach ist das Condition-<br />
Monitoring-Konzept, das NSK im Rahmen<br />
des Added Value Programms AIP+ als<br />
Dienstleistung entwickelt hat. Ein Servicetechniker<br />
erfasst vor Ort servicerelevante<br />
Parameter wie Schwingung, Temperatur<br />
und Drehzahl von Maschinenkomponenten.<br />
Dabei kommt für diesen Zweck entwickelte<br />
Messtechnik zum Einsatz. Sie erfasst<br />
und analysiert die Daten mithilfe<br />
anspruchsvoller Software. Dieser Condition-Monitoring-Service<br />
(CMS) folgt einem<br />
standardisierten Verfahren. Als Ergebnis<br />
102 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
erhält der Maschinenbetreiber einen ausführlichen<br />
CMS-Report mit einer Zustandsbeschreibung<br />
des Wälzlagers.<br />
Im Zuge der Messung werden unerwünschte<br />
Zustände und Kräfte wie Unwuchten<br />
an drehenden Maschinenbauteilen<br />
oder Fluchtungs- bzw. Ausrichtungsfehler<br />
von Wellen zuverlässig erkannt. Der<br />
CMS-Report gibt z. B. auch Hinweise auf<br />
unzureichende Schmierung und auf den<br />
vorzeitigen Verschleiß von Antriebselementen.<br />
Deshalb dient die Messung in<br />
der Praxis nicht nur der vorbeugenden Instandhaltung,<br />
sondern auch der Optimierung<br />
von Lagerstellen mit dem Ziel einer<br />
höheren Lebensdauer.<br />
Kontinuierliche<br />
Zustandsüberwachung<br />
Bei sicherheitskritischen Antrieben kann<br />
eine dauerhafte Überwachung gewünscht<br />
sein. Für diese Fälle hat NSK Sensorlager<br />
entwickelt: Wälzlager mit integrierter Sensorik,<br />
die kontinuierlich Informationen z. B.<br />
über Temperatur und Schwingungen erfassen,<br />
aufzeichnen und an eine übergeordnete<br />
Steuerung melden. Diese mechatronischen<br />
Antriebselemente haben inzwischen<br />
einen hohen Reifegrad erreicht. Die Signalauswertung<br />
stellt allerdings eine Herausforderung<br />
dar. Denn je nach Art des Schadens<br />
(Kratzer, Eindruck, Riefen) und seiner Position<br />
im Lager (Innen- oder Außenring,<br />
Käfig) entstehen Daten, die entsprechend<br />
ausgewertet werden müssen. Dabei steht<br />
die Frage im Zentrum: Wann deutet das<br />
Schwingungsprofil auf einen bevorstehenden<br />
Schaden bzw. einen Ausfall hin?<br />
Um dem Anwender die Beantwortung<br />
dieser Frage zu ermöglichen, hat NSK ein<br />
internes Software-Tool entwickelt, das aus<br />
den Intervallen der per Schwingungsanalyse<br />
erfassten Unregelmäßigkeiten auf deren Ursache<br />
schließt. Dabei spielt die Signalgüte<br />
keine große Rolle. Die Schwingungen lassen<br />
sich sogar mit einem Smartphone erfassen<br />
und anschließend auswerten. Im Anschluss<br />
lässt sich aus diesen Daten die Lebensdauer<br />
des individuellen Lagers mit guter Zuverlässigkeit<br />
ermitteln – sowohl als Offline-Verfahren<br />
mit einem externen Messgerät, dessen<br />
Messungen im Labor ausgewertet werden,<br />
als auch über die integrierte bzw. außerhalb<br />
des Lagers montierte Sensorik.<br />
Erfahrungen aus der<br />
Automobilindustrie genutzt<br />
Sowohl für die Entwicklung solcher Systeme<br />
als auch für die Auswertung der von<br />
den Sensoren generierten Daten benötigt<br />
man umfassendes Know-how, das NSK<br />
über viele Jahre gesammelt hat. In Fahrzeugen<br />
z. B. sind die Systeme für aktive Fahrsicherheit<br />
(ABS, ESP etc.) sowie komplexe<br />
elektrisch-elektronische Regelsysteme (z. B.<br />
elektrische Servolenkungen) auf Informationen<br />
aus Fahrwerk und Antriebsstrang angewiesen.<br />
Die Radlager bilden eine gute<br />
Integrationsmöglichkeit für die Sensorik,<br />
die für derartige Regelkreise benötigt wird.<br />
Deshalb kommen in den NSK-Radlagern<br />
der neuesten Hub-III-Generation magnetische<br />
Multipol-Encoder zum Einsatz.<br />
Bei Schienenfahrzeugen hat NSK ein<br />
„aufgelöstes“ Condition-Monitoring-System<br />
mit Radlager und separatem, industriegerechtem<br />
Vibrationssensor verwirklicht.<br />
Zu den Herausforderungen gehörte<br />
es, die von außen, d. h. vom Fahrweg kommenden<br />
Schwingungen herauszufiltern,<br />
sodass nur die im Lager entstehenden<br />
Schwingungen für die Lebensdaueranalyse<br />
berücksichtigt werden.<br />
Derartige Systeme befinden sich – in Verbindung<br />
mit doppelreihigen Kegelrollenlagern<br />
– bereits im Einsatz in Hochgeschwindigkeitszügen.<br />
Ein ähnliches<br />
Condition-Monitoring-System hat NSK für<br />
Windkraftanlagen entwickelt, das in einem<br />
japanischen Offshore-Windpark im Einsatz<br />
ist. Hier geht es darum, Unregelmäßigkeiten<br />
so frühzeitig zu erkennen, dass die Wartungsintervalle<br />
der Anlagen entsprechend<br />
getaktet werden können.<br />
Für solche Systeme sieht NSK großes<br />
Marktpotenzial – zumal die derart überwachten<br />
Wälzlager nicht nur Signale über<br />
ihren eigenen Zustand geben. Sie erfassen<br />
auch Messgrößen, die Aufschluss über den<br />
Zustand des gesamten Antriebsstrangs<br />
geben und unter Umständen Rückschlüsse<br />
auf den Prozess erlauben. So erlauben<br />
CMS-Messungen z. B. die Erfassung von<br />
dynamischen Unwuchten an Pumpen, Gebläsen<br />
und Ventilatoren.<br />
Mit professionellem Werkzeug<br />
Fehlern vorbeugen<br />
So fortgeschritten die Möglichkeiten der<br />
vorbeugenden Instandhaltung mit Sensorlagern<br />
und CMS-Messtechnik auch sind –<br />
der Anwender sollte darüber nicht die „guten<br />
alten“ Werkzeuge der Instandhaltung vernachlässigen.<br />
Auch sie leisten einen Beitrag<br />
zur Standzeitverlängerung von Antrieben.<br />
Das gilt insbesondere für die Werkzeuge zur<br />
Ausrichtung von Antriebswellen und -riemen.<br />
Mit ihnen lassen sich Fehlausrichtungen<br />
vermeiden, die zu erhöhtem Verschleiß und<br />
Vibrationen sowie vorzeitigen Ausfällen<br />
von Wälzlagern führen können. Denn: An<br />
mehr als 50 % der Maschinen wird mit der<br />
Zeit eine fehlerhafte Ausrichtung von Wellen<br />
und Riemen festgestellt.<br />
Aus diesem Grund hat NSK das LAB-Set<br />
ins Programm aufgenommen. Es erlaubt das<br />
einfache und präzise Erkennen von Fehlausrichtungen<br />
von Riemenantrieben. Die Messung<br />
erfolgt über zwei Linienlaser mit integrierten<br />
Zielmarken, die sich einfach befestigen<br />
lassen und die Detektion auch kleiner<br />
01 Wälzlager mit integrierter Sensorik für<br />
Condition-Monitoring-Anwendungen<br />
02 Die hochauflösenden digitalen Sensoren<br />
der Laserausrichtgeräte schaffen die<br />
Voraussetzung für ein genaues Ausrichten<br />
von Riemenantrieben<br />
03 Doppelreihige Kegelrollenlager in den<br />
Radsätzen von Hochgeschwindigkeitszügen<br />
werden bereits per Condition Monitoring<br />
überwacht<br />
Ausrichtungsfehler erlauben. Parallelversatz,<br />
Winkelfehler und Verdrehung sind sofort<br />
ersichtlich. Wenn sie behoben werden,<br />
erhöht sich die Lebensdauer der Antriebskomponenten<br />
einschließlich der Wälzlager.<br />
Zugleich wird der Verschleiß im Antrieb reduziert<br />
und – wegen der verringerten Reibung<br />
– die Energieeffizienz gesteigert. Ein<br />
ähnliches Laserausrichtsystem (LAS-Set)<br />
bietet NSK auch für Antriebswellen an.<br />
www.nskeurope.de<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 103
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Wälzlager weltweit beschaffen lassen<br />
Mit Rillenkugellagern und<br />
Kegelrollenlagern des japanischen<br />
Herstellers Nachi hat<br />
Findling sein ABEG-Premium-<br />
Segment erweitert. Daneben<br />
deckt Findling mit Wälzlagern<br />
der Eco- oder EasyRoll-Leistungsklassen<br />
auch den Lowcost-Bereich<br />
ab. Anwendungstechniker<br />
des Karlsruher Wälzlagerspezialist bieten auch eine technische<br />
Beratung an, von der anwendungsbezogenen Spezifikation über<br />
die Berechnung und Simulation bis hin zu Schulungsangeboten<br />
für alle Kenntnis-Stände. Der Anbieter übernimmt außerdem<br />
komplexe Supply-Chain-Prozesse. Im Rahmen des globalen<br />
Qualitätsmanagements verantwortet er die Lieferantensuche, das<br />
Voraudit, die Validierung sowie das Voll- und Prozessaudit. Die<br />
Auslagerung der Beschaffungsprozesse wird vertraglich abgesichert<br />
bei genau definierten Leistungskriterien und -kennzahlen.<br />
Der Einkauf globaler Wälzlagertechnologie wird so zu einem<br />
transparenten Prozess.<br />
www.findling.com<br />
Einfache Simulation<br />
Für die Auswahl des passenden<br />
Wälzlagers hat SKF die Analysesoftware<br />
SimPro Quick entwickelt.<br />
Dieses Ein-Wellen-<br />
Wälzlagerberechnungsprogramm<br />
mit bis zu zehn Wälzlagern<br />
auf einer Welle ermöglicht<br />
auf Basis individueller Anforderungen<br />
eine schnelle Analyse.<br />
Über eine intuitive grafische Benutzeroberfläche lässt sich ein<br />
Berechnungsmodell mit allen Komponenten erstellen. Diesem<br />
Modell können dann Betriebsbedingungen hinzugefügt werden,<br />
z. B. Drehzahl, äußere Lasten, Schmierung, Schmierstoff, Wellenund<br />
Gehäusepassungen. Anschließend wird eine Lebensdaueranalyse<br />
sowie ein Last- und Drehzahlzyklus durchgeführt.<br />
Zum Schluss liefert die Software eine Dokumentation der Berechnungsergebnisse<br />
mit allen wichtigen Ausgabeparametern.<br />
Diese Resultate können in Diagrammen und einem 3-D-Modell<br />
visualisiert werden. Das Tool kann drei Monate lang kostenlos<br />
getestet werden.<br />
www.skf.com<br />
Gleitlager und Sinterbuchsen für unterschiedliche Einsatzbereiche<br />
Zum Programm von Hecht zählt ein großes Sortiment an Gleitlagern.<br />
Diesen in der Land- und Forstwirtschaft sowie in Baumaschinen<br />
oder Hebe- und Transportvorrichtungen gebräuchlichen Lagertyp<br />
liefert der Wälzlager-Spezialist in unterschiedlichen Abmessungen<br />
und Materialausführungen aus Bronze, Bimetall, Keramik, Faserverbund-<br />
oder Kunststoff. Für niedrige bis mittlere Tragzahlen<br />
eignen sich Lager aus selbstschmierenden Kunststoffen, die zudem<br />
korrosionsbeständig, leicht und schmutzunempfindlich sind.<br />
Verschleißarme Metall-Gleitlager bieten sich für raue Einsatzbedingungen<br />
an, da sie dank hoher Druckaufnahme und dauerbeständiger<br />
Schmierung auch hohe Belastungen und lange Standzeiten<br />
gut verkraften. Komplettiert wird das Angebotsspektrum<br />
durch gesinterte Lagerbuchsen, die vor allem in kleine Elektromotoren<br />
und zur Gleitbewegung in Linearlager integriert werden.<br />
www.hecht-hkw.de<br />
IMPRESSUM<br />
erscheint <strong>2018</strong> im 57. Jahrgang, ISSN 0722-8546<br />
Redaktion<br />
Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Dirk Schaar,<br />
Tel.: 06131/992-345, E-Mail: d.schaar@vfmz.de<br />
(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />
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Redaktionsassistenz: Angelina Haas,<br />
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Doris Buchenau, Melanie Lerch, Petra Weidt, Ulla Winter<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
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Anette Fröder, Anna Schätzlein, Sonja Schirmer,<br />
Mario Wüst<br />
Chef vom Dienst<br />
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Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
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www.vereinigte-fachverlage.info<br />
Leserservice<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
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Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
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zur Feststellung der Verbreitung von<br />
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104 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
WÄLZ- UND GLEITLAGER<br />
Mehr Effizienz beim Eindampfen<br />
Für die mechanische Brüdenkompression hat TLT-Turbo eine<br />
Ventilatoren-Serie mit Hybrid-Keramiklager entwickelt. Dieses<br />
ist dauergeschmiert, sodass eine externe Ölversorgung nicht<br />
notwendig ist. In der Prozessindustrie sowie in der Chemie- und<br />
Mehr Größen an Axialschrägkugellagern<br />
Die zweireihigen Axialschrägkugellager DRF/DRN von Rodriguez,<br />
die für Gewindespindeln konzipiert sind, werden kontinuierlich<br />
mit mehr Baugrößen erweitert, vor allem am oberen und unteren<br />
Ende der Baugrößen-Skala. Die vorgespannten Präzisionslager<br />
Pharmabranche wird viel Prozessdampf benötigt, was einen<br />
hohen Energieeinsatz mit sich bringt. Um diesen zu senken, wird<br />
die Brüdenkompression eingesetzt. Dabei wird der Brüden mit<br />
einem Ventilator auf ein höheres Druckniveau verdichtet und<br />
erwärmt, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist. Bei der<br />
Entwicklung der MVR-Ventilatoren (Mechanical Vapor Recompressor)<br />
übertrug der Hersteller das Lagerungskonzept, das<br />
bisher vor allem in Windkraftanlagen und bei Werkzeugmaschinen<br />
eingesetzt wurde, auf die Ventilatoren. Die Ringe im<br />
Wälzlager bestehen aus Stahl und die Wälzkörper aus keramischen<br />
Komponenten. Die Ventilatoren gibt es in Standardgrößen,<br />
die sich in Reihe schalten lassen und unterschiedlich kombiniert<br />
werden können.<br />
www.tlt-turbo.com<br />
mit einem Druckwinkel von 60° nehmen sowohl radiale als auch<br />
axiale Kräfte aus beiden Richtungen auf. Sie sorgen aufgrund<br />
der Vorspannung für eine hohe Steifigkeit, Rundlauf sowie eine<br />
präzise Werkzeugpositionierung und Wiederholbarkeit.<br />
Die integrierte reibungsarme Dichtung – es stehen sowohl ein<br />
reibungsarmes 2RS-Modell als auch eine kontakt-/berührungslose<br />
2Z-Ausführung zur Verfügung – hält Verschmutzungen vom<br />
Axialschrägkugellager fern. Die Lager ermöglichen eine einfache<br />
Montage und die Einstellung der Vorspannung nahezu ohne<br />
Montageaufwand. Die Lager gibt es mit und ohne Befestigungsbohrungen<br />
im Außenring. Sie werden vorgeschmiert und einbaufertig<br />
geliefert.<br />
www.rodriguez.de<br />
Komplettlösung für Wartung des<br />
Maschinenparks<br />
HMI <strong>2018</strong><br />
Halle 22<br />
Stand A64<br />
KISSsoft Highlights<br />
Für die Wartung von Lagerstellen, die unter harten Bedingungen<br />
im Einsatz sind, z. B. in Steinbrüchen, in der Fördertechnik oder<br />
der Aufbereitung, bietet NTN-SNR das Quarry Pack an. Ersatzteilsets<br />
für Bandförderanlagen bilden hierbei den Kern dieser<br />
Wartungskits. Mit einer Kombination aus offenen und geschlossenen<br />
Pendelrollenlagern bieten sie eine Komplettlösung für die<br />
Wartung des gesamten Maschinenparks. Alle Pendelrollenlager<br />
sind Teil der Ultage-Reihe. Für leichtere Bandförderer, bei denen<br />
Gehäuselager zum Einsatz kommen, werden die Standardlagereinsätze<br />
durch Produkte der AGR-Baureihe von SNR ersetzt. Sie<br />
schützen besser gegen äußere Einwirkungen und Steinschlag.<br />
Des Weiteren bietet der Hersteller Schwingsieblager der Baureihe<br />
Ultage EF800, SNCD-Gehäuse aus Sphäroguss mit einer um 80 %<br />
höheren Belastbarkeit im Vergleich zu Gehäusen aus Grauguss<br />
sowie größer dimensionierte Ultage-Pendelrollenlager mit<br />
Außendurchmessern von bis zu 600 mm.<br />
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von KISSsoft unter www.KISSsoft.AG an!<br />
▪ Festigkeitsbewertung von asymmetrischen<br />
Verzahnungen<br />
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<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 105<br />
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KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Vom Sicherheitsfaktor zur<br />
Überlebenswahrscheinlichkeit – Teil 1<br />
01 Resultate der<br />
Festigkeitsberechnung<br />
eines Getriebes<br />
in Kisssys<br />
In verschiedenen Branchen der Antriebstechnik wird heute vermehrt der Nachweis der<br />
Systemzuverlässigkeit von Anlagenkomponenten wie Getriebe oder Komplettanlagen verlangt.<br />
An sich ist die Angabe der Zuverlässigkeit einer Komponente nicht etwas grundsätzlich anderes als<br />
die Angabe des Sicherheitsfaktors oder der rechnerischen Lebensdauer. Über die Zuverlässigkeit<br />
einzelner Bauteile lässt sich jedoch einfach die Zuverlässigkeit des mechanischen Systems in seiner<br />
Gesamtheit bestimmen.<br />
Dr.-Ing. Ulrich Kissling ist CEO und<br />
Dr.-Ing. Michael Stangl ist Entwickler;<br />
beide bei der Kisssoft AG in Bubikon, Schweiz<br />
Die Angabe der Zuverlässigkeit ist klarer<br />
zu deuten für den mechanischen Laien<br />
als eine Liste von Sicherheitsfaktoren. Eine<br />
Aussage wie „Die Wahrscheinlichkeit, dass<br />
Getriebe X während der garantierten Lebensdauer<br />
von 50 000 h ausfällt, ist kleiner<br />
als 0,02 %“ ist viel besser verständlich als<br />
„Die Sicherheitsfaktoren aller Zahnräder in<br />
Getriebe X, berechnet für eine Betriebsdauer<br />
von 50 000 h, sind alle > 1,6", obwohl<br />
beide Aussagen dasselbe ausdrücken.<br />
In diesem Artikel wird beschrieben, wie<br />
für die Getriebekomponenten (Wellen,<br />
Lager, Zahnräder) aus der rech nerischen<br />
Lebensdauer nach Norm die Ausfallwahrscheinlichkeitskurven<br />
nach dem<br />
Weibull-Kriterium ermittelt werden. Die<br />
Methode kann auf alle Normberechnungen<br />
nach ISO, DIN oder AGMA angewendet<br />
werden, welche mit Woehlerlinien arbeiten.<br />
Berechnungen können mit Nennbelastung<br />
oder mit Lastkollektiven durchgeführt<br />
werden.<br />
Zur Ermittlung der Systemzuverlässigkeit<br />
werden die Getriebeelemente nach Lebenswichtigkeit<br />
klassiert: Bewirkt das Versagen<br />
eines Elementes direkt den Getriebeausfall?<br />
Gibt es Redundanzen? Damit kann dann<br />
durch mathematische Kombination der<br />
Komponentenzuverlässigkeit die Systemzuverlässigkeit<br />
bestimmt werden.<br />
Festigkeitsberechnung von<br />
mechanischen Komponenten<br />
Seit langem – und vermehrt seit Beginn des<br />
20. Jahrhunderts − waren Inge nieure danach<br />
bestrebt, Regeln zu entwickeln, um<br />
eine Festigkeitsabschätzung von Maschinenbau-Elementen<br />
durchführen zu kön<br />
106 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
nen. Insbesondere deutsche Ingenieure<br />
versuchten durch die Kombination von<br />
Grundformeln der Mechanik mit Erfahrungswerten<br />
und Versuchen Berechnungsregeln<br />
zu entwickeln, mit welchen Bauteile ausgelegt<br />
werden konnten. Diese Vorgehensweise<br />
ist bis heute äußerst erfolgreich und<br />
hat sich weltweit durchgesetzt. Dies ist auch<br />
daran ersichtlich, dass alle bis heute publizierten<br />
Berechnungsnormen der ISO auf<br />
diesem Prinzip basieren.<br />
In der Regel wurden Berechnungsmethoden<br />
für mechanische Bauteile von verschiedenen<br />
Spezialisten an unterschiedlichen<br />
Hochschulen entwickelt. Allen Festigkeitsmethoden<br />
ist gemein, dass aufgrund der<br />
angreifenden Last die resultierenden Spannungen<br />
bestimmt und diese in Relation zur<br />
zulässigen Beanspruchung gesetzt werden.<br />
Ansonsten ist die Vorgehensweise zur Berechnung<br />
je nach Maschinenelement (wie<br />
Wälzlager, Welle, Zahnrad oder Schraube)<br />
äußerst unterschiedlich.<br />
Der unterschiedliche Aufbau der Rechenmethoden<br />
je nach Bauteil ist ein Problem,<br />
welches aus dieser historischen Entwicklung<br />
entstanden ist. Eigentlich könnte<br />
erwartet werden, dass die resultierende<br />
Sicherheit einer Nachrechnung, wenn die<br />
zulässige Belastung durch die auftretende<br />
Spannung geteilt wird, als Aussage genügt –<br />
und somit eine Sicherheit über 1,0 bedeutet,<br />
dass das Bauteil ausreichend dimensioniert<br />
ist. Dies ist leider nicht so. Bei Wälzlagern<br />
wird keine Sicherheit, sondern eine<br />
Lebensdauer bestimmt. Bei einer Zahnradberechnung<br />
nach ISO werden Sicherheiten<br />
für Zahnfuß und Flanke bestimmt; hier<br />
fragt sich, welches der beiden Kriterien<br />
wann entscheidend ist. Zudem wird empfohlen,<br />
für den Zahnfuß eine Mindestsicherheit<br />
von 1,4 – für die Flanke hingegen<br />
1,0 – zu verwenden. Es gibt eine Begründung,<br />
weshalb unterschiedliche Mindestsicherheiten<br />
verlangt werden: Ein Zahnbruch<br />
führt zu einem sofortigen Ausfall des<br />
Getriebes – Grübchenbildung auf der Flanke<br />
hingegen nicht. Bei Wellenberechnungen<br />
nach FKM wird die zu erreichende Mindestsicherheit<br />
abhängig gemacht von der<br />
Wichtigkeit des Bauteils, das heißt von den<br />
Konsequenzen eines möglichen Wellenbruchs,<br />
was sicher sinnvoll ist. Bei der<br />
Fressberechnung von Zahnrädern wird<br />
eine Mindestsicherheit von 2.0 verlangt,<br />
diesmal, weil die Rechenmethode als „noch<br />
nicht genügend geprüft“ beurteilt wird. Bei<br />
einer Schraubenberechnung nach VDI wird<br />
für die Sicherheit gegen Gleiten der verschraubten<br />
Teile je nach Belastungsfall eine<br />
Mindestsicherheit von 1,2 bis 1,8 verlangt.<br />
Die Aufzählung kann beliebig weitergeführt<br />
werden. Das Fazit ist: Sicherheit ist – je nach<br />
Bauteil – nicht gleich Sicherheit.<br />
02 Angabe der Schädigung aller wichtigen Elemente eines Getriebes in Kisssys<br />
Bin Häufigkeit Leistung Drehzahl<br />
Drehmoment<br />
Schädigung, bezogen auf die Soll-Lebensdauer<br />
(20 000 h)<br />
No. [%] [kW] [1/min] [Nm] No. F1 % F2 % H1 % H2 %<br />
1 0,00020 175.0000 440,8 3 791,1 1 0,08 0,04 0,00 0,00<br />
2 0,00160 172.0250 440,8 3 726,6 2 0,54 0,30 0,03 0,01<br />
3 0,02800 166.2500 440,8 3 601,5 3 7,25 3,97 0,41 0,12<br />
4 0,27200 158.9000 440,8 3 442,3 4 49,86 26,45 3,02 0,87<br />
5 2,00000 150.1500 440,8 3 252,7 5 27,25 121,40 9,58 2,54<br />
6 9,20000 141.4000 440,8 3 063,2 6 6,35 35,48 16,63 4,41<br />
7 28,00000 132.6500 440,8 2 873,6 7 0,00 4,53 17,96 4,77<br />
8 60,49820 123.9000 440,8 2 684,1 8 0,00 0,00 13,26 3,52<br />
Σ 91,33 192,18 60,89 16,24<br />
Tabelle 01: Lastkollektiv (l.) und Darstellung der Schädigung pro Lastkollektiv-Element je für<br />
Zahnfuß (F1: Ritzel, F2: Rad) und Flanke (H1: Ritzel, H2: Rad); Soll-Lebensdauer ist 20 000 h; die<br />
erreichbare Lebensdauer des Zahnrades beträgt 10 400 h (Zahnfuß des Rades); deshalb dann die<br />
rechnerische Schädigungssumme von 192 %<br />
Rechenmethode<br />
Schadenswahrscheinlichkeit F o<br />
1 % 10 % Andere Kommentar<br />
Welle, DIN743 2,5 % Angenommen,<br />
ist nicht dokumentiert<br />
Welle, FKM-Richtlinie 2,5 %<br />
Welle, AGMA6001 n Falls kC = 0,817<br />
Wälzlager, ISO281 n Falls Faktor a1 = 1,0<br />
Zahnflanke, ISO6336; DIN3990 n<br />
Zahnfuß, ISO6336; DIN3990 n<br />
Zahnflanke, AGMA2001 n Falls Zuverlässigkeitsfaktor<br />
KR = 1<br />
Zahnfuß, AGMA2001 n Falls Zuverlässigkeitsfaktor<br />
KR = 1<br />
Tabelle 02: Festgelegte Schadenswahrscheinlichkeit von verschiedenen Rechenmethoden bei der<br />
Bestimmung der Werkstoffkennwerte<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 107
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Faktor f tB<br />
Weibull-Formparameter β<br />
Wellen 0.7…0.9 (0.8) 1.1…1.9 (1.5)<br />
Kugellager 0.1…0.3 (0.2) 1.1<br />
Rollenlager 0.1…0.3 (0.2) 1.35<br />
Zahnflanke 0.4…0.8 (0.6) 1.1…1.5 (1.5)<br />
Zahnfuß 0.8…0.95 (0.875) 1.2…2.2 (1.8)<br />
Tabelle 03: Faktoren für Weibull-Verteilung nach Bertsche;<br />
in Klammern empfohlene Werte<br />
Berechnung der Faktoren für die Bestimmung der Zuverlässigkeit R(t) nach<br />
B. Bertsche mit Weibull-Verteilung:<br />
R(t) = 100 × Exp( - ((t × fac - t 0<br />
) / (T - t 0<br />
))^b) %; t in Stunden (h)<br />
Rad fac b t 0<br />
T R(H) %<br />
1 Zahnfuß 1 000 1,7 1,667e + 007 2,562e + 007 82,99<br />
1 Zahnflanke 1 000 1,3 3,543e + 007 1,688e + 008 100,00<br />
2 Zahnfuß 329 1,7 2,416e + 006 3,713e + 006 0,07<br />
2 Zahnflanke 329 1,3 3,826e + 007 1,823e + 008 100,00<br />
Zuverlässigkeit der Konfiguration bei Soll-Lebensdauer (%): 0,06 (Bertsche)<br />
Tabelle 04: Ausgabe der Faktoren für die Weibull-Gleichung zur Berechnung<br />
der Zuverlässigkeit<br />
Formelzeichen<br />
R Zuverlässigkeit (der einzelnen Komponente) %<br />
R S<br />
Zuverlässigkeit des Systems %<br />
t<br />
Lastwechselzahl<br />
t 0<br />
Versagensfreie Anzahl Lastwechsel (während der ersten t 0<br />
Lastwechseln tritt kein Versagen auf)<br />
T Charakteristische Lebensdauer (in Lastwechseln) bei 63,2 %<br />
Ausfallwahrscheinlichkeit (36,8 % Zuverlässigkeit)<br />
fac<br />
β<br />
Anzahl Lastwechsel pro Stunde (Umrechnung von Betriebsstunden<br />
in Lastwechsel)<br />
Weibull-Formparameter<br />
f tB<br />
Faktor (s. Tabelle 3)<br />
H att<br />
Erreichbare Lebensdauer des Bauteils (in Stunden) h<br />
H att10<br />
Erreichbare Lebensdauer des Bauteils bei 10 % Ausfallwahrscheinlichkeit<br />
F o<br />
Spezifische Schadenswahrscheinlichkeit (bei Berechnung H att<br />
,<br />
s. Tabelle 02)<br />
Die Beurteilung des Resultates einer Nachrechnung ist deshalb<br />
anspruchsvoll und setzt Kenntnisse der Rechenmethode sowie<br />
der anzusetzenden Mindestsicherheiten voraus. Bild 01 zeigt in<br />
Kisssys [1] das Ergebnis der Festigkeitsberechnung von allen wichtigen<br />
Bauteilen eines 4-stu figen Kegel-Stirnrad-Getriebes. Die<br />
Darstellung der Resultate ist übersichtlich; trotzdem ist es unmöglich,<br />
auch für den erfahrenen Spezialisten, auf den ersten Blick<br />
zu erkennen:<br />
n ob das Getriebe bezüglich Nenndreh moment (100 Nm) und Soll-<br />
Lebensdauer (5 000 h) ausreichend dimensioniert ist und<br />
n welches der Bauteile das schwächste Glied im Getriebe ist und<br />
gegebenenfalls verstärkt werden müsste.<br />
Beim Getriebe von Bild 01 stellt sich z. B. die Frage, ob das kritischste<br />
Wälzlager (auf der Antriebswelle ‘Shaft1’) mit nur 3 300 h<br />
Lebensdauer oder die ungenügende Flankensicherheit des Kegelradpaars<br />
(‘Pair1’ mit nur 0,91 Sicherheitsfaktor) gravierender ist<br />
und zu einem vorzeitigen Ausfall führen kann. Dabei muss noch<br />
beachtet werden, dass sich die Flankensicherheit proportional zum<br />
Quadrat des Drehmoments verhält. Bei einer Reduktion des Nenndrehmomentes<br />
von 100 auf 88 Nm erhöht sich die Flankensicherheit<br />
in diesem Fall nur von 0,91 auf 0,96 – die Lebensdauer des kritischsten<br />
Lagers hingegen von 3 300 auf 5 100 h. Das Kegelradpaar<br />
ist somit das schwächste Bauteil in diesem Getriebe.<br />
1/h<br />
h<br />
%<br />
Bestimmung von Lebensdauer & Co.<br />
Bei allen Rechenmethoden, welche die zulässige Belastung über<br />
die Woehlerlinie des Werkstoffs definieren, lässt sich die erreichbare<br />
Lebensdauer bestimmen. Dies ist somit bei allen Zahnradund<br />
Wälzlager-Berechnungen möglich. Bei der Wellenberechnung<br />
kann in der neuesten Ausgabe der DIN 743 (2012) [2] und bei der<br />
FKM-Richtlinie [3] mit Woehlerlinien gerechnet werden; bei AGMA<br />
6001 [4] hingegen ist dies nur eingeschränkt möglich. Zur Berechnung<br />
muss neben der Belastung auch die Mindestsicherheit vorgegeben<br />
werden. Die Lebensdauer wird dann bezüglich dieser<br />
Mindest- oder Soll-Sicherheit bestimmt. Damit können die berechneten<br />
Lebensdauer-Werte der verschiedenen Bauteile direkt miteinander<br />
verglichen werden; das Element mit der tiefsten Lebensdauer<br />
ist das schwächste Glied im Getriebe.<br />
Eine aus der Lebensdauer abgeleitete und vor allem bei Lastkollektiven<br />
praktische Kenngröße ist die Schädigung eines Bauteils<br />
(engl.: damage). Die Schädigung ist gleich dem Verhältnis der Soll-<br />
Lebensdauer zur erreichbaren Lebensdauer. Die Zunahme der<br />
Schädigung eines Bauteils verhält sich somit proportional zur Zeit<br />
(Lastwechselzahl). Bild 02 zeigt das Resultat einer Stirnradpaarung<br />
mit einem Belastungskollektiv. Die Angabe der Schädigung pro<br />
Schadenskriterium (Fuß/Flanke, Ritzel/Rad) und pro Lastkollektivelement<br />
zeigt klar, welches das dominierende Schadenskriterium<br />
und welches das am meisten schädigende Lastkollektivelement<br />
ist.<br />
Die Zusammenfassung der Resultate einer Getriebeberechnung<br />
durch Angabe der Schädigung aller wichtigen Bauteile (Tabelle 01)<br />
erlaubt direkt und rasch die Schwachstellen im Getriebe zu lokalisieren<br />
und das Gesamtresultat zu erhalten: und zwar, ob das Getriebe<br />
die Anforderung erfüllt (keine der Einzelschädigungen ist<br />
größer 100 %) oder nicht. Verglichen mit der zuvor besprochenen<br />
üblichen Darstellung (Bild 01) sind die Angaben bei Verwendung<br />
der Schädigungen einheitlicher (keine Sicherheitsfaktoren bei<br />
Zahnrädern und keine Lebensdauer-Werte bei Wälzlagern), zudem<br />
sind unterschiedlich vorgegebene Mindestsicherheiten im Resultat<br />
bereits integriert, und müssen somit nicht zusätzlich berücksichtigt<br />
werden beim Vergleich der Ergebnisse.<br />
In letzter Zeit wird in Festigkeitsberechnungen auch die sogenannte<br />
Auslastung (engl.: exposure) bestimmt; z. B. in der FKM-<br />
Richtlinie [3] für Wellen oder im Entwurf einer ISO-Norm für<br />
Flankenbruch. Die Auslastung ist an sich der Kehrwert des rechnerischen<br />
Sicherheitsfaktors, beinhaltet aber bereits die erforderliche<br />
Mindestsicherheit. Die Auslastung ist somit proportional zur Last,<br />
und kann deshalb nicht proportional zur Schädigung sein. Da Last<br />
108 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
und Lebensdauer durch die logarithmische Woehlerlinie verknüpft<br />
sind, wird eine Erhöhung der Auslastung um 10 % – je nach Neigung<br />
der Woehlerlinie – eine Erhöhung der Schädigung um 100 %<br />
und mehr bewirken. Bei einer eher belastungsorientierten Betrachtung<br />
der Resultate kann die Verwendung der Auslastung der Schädigung<br />
vorgezogen werden.<br />
Ausfallwahrscheinlichkeit von<br />
Maschinenelementen<br />
Die Verwendung der Schädigung als Kriterium, um die Zuverlässigkeit<br />
von Getriebekomponenten zu quantifizieren, scheint das perfekte<br />
Instrument zu sein, um eine Aussage zur Lebensdauer von<br />
Getriebekomponenten zu machen. Dabei gibt es jedoch ein Problem:<br />
Werkstoffkennwerte wie die Woehlerlinie werden mit Proben<br />
gemessen, die Messresultate streuen. Um einen Kennwert für die<br />
Berechnung zu erhalten, wird üblicherweise angenommen, dass<br />
die Messwerte einer Normalverteilung entsprechen. Dann wird,<br />
wiederum unterschiedlich je nach Methode, festgelegt, für welche<br />
Schadenswahrscheinlichkeit die bei der Berechnung verwendeten<br />
Festigkeitswerte gelten (Tabelle 02).<br />
Ein mit Ausfallwahrscheinlichkeit 90 % bestimmter Werkstoffkennwert<br />
ist höher als ein mit 99 % bestimmter. Somit ergibt sich<br />
bei Anwendung der 90 % Ausfallwahrscheinlichkeit ein höherer<br />
Sicherheitsfaktor und eine höhere rechnerische Lebensdauer<br />
des Bauteils und somit eine kleinere Schädigung bei Soll-Lebensdauer.<br />
So können Schädigungen, berechnet mit Methoden, welche<br />
unterschiedliche Ausfallwahrscheinlichkeiten vorschreiben, auch<br />
nicht direkt verglichen werden. Die berechneten Schädigungen<br />
sind auch keine exakten Werte, sondern – wegen der Werkstoffkennwert-Streuung<br />
und anderer Effekte, welche in der Rechenmethode<br />
nicht berücksichtigt sind – einer statistischen Streuung<br />
unterworfen. Ein Getriebeausfall kann entstehen, weil ein anderes<br />
Bauteil als das kritischste verfrüht bricht – dies kommt in der<br />
Praxis häufig vor.<br />
Bei der Angabe einer erreichbaren Lebensdauer (bzw. einer Schädigung<br />
bei Soll-Lebensdauer) müsste deshalb gleichzeitig die zugehörige<br />
Wahrscheinlichkeit angegeben werden. Wenn nun aus Versuchen<br />
statistische Parameter wie z. B. die Streuung der Resultate<br />
bei Normalverteilung bestimmt werden, kann auf Basis der rechnerisch<br />
bestimmten Lebensdauer mit statistischem Ansatz eine Versagenswahrscheinlichkeit<br />
in Funktion der Zeit ermittelt werden. Das<br />
Gegenteil der Versagenswahrscheinlichkeit ist die Zuverlässigkeit<br />
(engl.: reliability). Da bei diesem Ansatz die der Rechenmethode<br />
inhärente Ausfallwahrscheinlichkeit (Tabelle 02) berücksichtigt ist,<br />
können nun berechnete Zuverlässigkeitswerte verschiedener Bauteile<br />
bei Soll-Lebensdauer effektiv miteinander verglichen werden.<br />
Die Zuverlässigkeit wird in Prozent von 0 bis 100 angegeben und<br />
hat auch einen psychologisch wichtigen Nebeneffekt, denn Sicherheitsfaktoren<br />
vermitteln den Eindruck, absolute Werte zu sein: Ein<br />
Getriebe mit hohen Faktoren kann nicht versagen. Eine Darstellung<br />
desselben Resultats als Zuverlässigkeit, auch wenn sie 99,99 % ist,<br />
zeigt hingegen immer, dass eine Restunsicherheit bleibt.<br />
Bestimmung der Zuverlässigkeit<br />
Die Berechnung der Zuverlässigkeit wird noch nicht verbreitet verwendet.<br />
Allerdings besteht ein zunehmendes Interesse, da bspw.<br />
im Windenergie-Bereich eine Nachfrage nach einer Aussage zur<br />
Systemzuverlässigkeit besteht [5]. Es gibt auch keine Norm im<br />
Maschinenbau, welche eine solche Regel enthält. Eine klassische<br />
Quelle für diese Berechnung ist das Werk von Bertsche [6], in welchem<br />
die möglichen Verfahren ausführlich beschrieben werden. In<br />
diesem Beitrag wird deshalb auf die Besprechung der verschiedenen<br />
Methoden verzichtet. Am üblichsten und gut angepasst an die<br />
aus klassischen Maschinenbauberechnungen erhältlichen Resultate<br />
ist die sogenannte „Weibull-Verteilung“. Bertsche empfiehlt<br />
hier die Verwendung der Drei-Parameter-Weibull-Verteilung. Die<br />
Zuverlässigkeit R eines Maschinenelements in Abhängigkeit der<br />
Lastwechselzahl t wird nach Gleichung 1 berechnet.<br />
Die Parameter T und t 0<br />
lassen sich aus der rechnerisch erreichbaren<br />
Lebensdauer H att<br />
des Bauteils wie folgt bestimmen (mit F o<br />
entsprechend<br />
Rechenmethode, Tabelle 02, β und f tB<br />
aus Tabelle 03<br />
nach Bertsche):<br />
mit<br />
Mit der Gleichung (1) für R(t) kann nun der Verlauf der Zuverlässigkeit<br />
in Abhängigkeit der Zeit (oder Zyklenzahl) grafisch dargestellt<br />
werden. Die Berechnung der Lastwechselwerte t 0<br />
und T kann einfach<br />
im Anschluss an eine Lebensdauerberechnung erfolgen. Dazu<br />
werden die Gleichungen (2) bis (4) unter Verwendung der erreichbaren<br />
Lebensdauer H att<br />
verwendet. In Kisssoft [1] werden diese Angaben<br />
im Protokoll dokumentiert und können für weitere Analysen<br />
übernommen werden (Tabelle 04).<br />
Teil 2 dieses Artikels können Sie demnächst in der <strong>antriebstechnik</strong><br />
lesen.<br />
www.kisssoft.ag<br />
Literaturverzeichnis:<br />
[1] KISSsoft/KISSsys; Festigkeitsberechnung für den Maschinenbau;<br />
www.kisssoft.ag<br />
[2] DIN 743, Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen, 2012<br />
[3] FKM-Richtlinie, Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile,<br />
2012<br />
[4] AGMA 6001-D97: Design and Selection of Components for Enclosed Gear<br />
Drives; AGMA, 1997<br />
[5] Falko, T.; Strasser, D; u. a.: Determination of the Reliability for a Multi-Megawatt<br />
Wind Energy Gearbox; VDI-Bericht Nr.2255, 2015<br />
[6] Bertsche, B.: Reliability in Automotive and Mechanical Engineering; Berlin,<br />
Heidelberg: Springer Verlag, 2008<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 109
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Kraftvoll Schrott beißen<br />
Schrottscheren mit hoher Schneidkraft durch speziell entwickelte Zylinder-Familie<br />
Autokarosserien, Stahlträger, ganze Schiffe und Flugzeuge: Schrottscheren sind das<br />
Mittel der Wahl, wenn es um das Zerkleinern von Eisen und anderen Metallen geht.<br />
Für eine neue mobile Schrottschere, die auch bei vergleichsweise kleinem<br />
Trägergerät hohe Schneidkraft besitzt, greift der Hersteller auf robuste und<br />
langlebige Hydraulikzylinder von Liebherr-Components zurück. Lesen Sie mehr.<br />
D<br />
er Stahl ächzt kurz und gibt doch widerstandslos nach, als sich<br />
das Maul der Schrottschere in die armdicken Träger gräbt und<br />
kraftvoll zubeißt. Stück für Stück zerlegt der Baggerführer auf<br />
einem Schrottplatz im italienischen Bergamo das einst so stabile<br />
Bauteil und führt es seiner finalen Bestimmung zu – der Wiederverwertung.<br />
Möglich macht diese effektive Schrottbearbeitung die<br />
Kombination aus einer kräftigen mobilen Schrottschere, einem<br />
Modell der GXT-Serie des Herstellers Genesis, und der Materialumschlagmaschine<br />
LH 40 von Liebherr. Waren bislang für derartige<br />
Arbeiten große Geräte und große Werkzeuge nötig, bietet<br />
Genesis mit der neuen Generation mobiler Schrottscheren eine<br />
wirtschaftliche und gleichzeitig leistungsstarke Lösung um auch<br />
kompaktere Trägergeräte mit hoher Schneidleistung auszustatten.<br />
Die GXT-Scheren sind kürzer und somit leichter konzipiert und<br />
Simone Stier, Leitung Werbung und Kommunikation,<br />
der Liebherr-Components AG in Nussbaumen, Schweiz
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
kommen überall dort zum Einsatz, wo es um das schnelle Zerkleinern<br />
großer Mengen innerhalb kürzester Zeit geht. Zentrales Bauteil<br />
der Werkzeuge sind Hydraulikzylinder. Kernanforderungen an<br />
diese Komponente in dieser Anwendung sind Belastbarkeit mit<br />
hohen Drücken bis zu 345 bar und das gleichzeitige Erreichen<br />
hoher Zyklusgeschwindigkeiten.<br />
Fündig wurden die Verantwortlichen von Genesis nicht weit von<br />
ihrem europäischen Firmensitz im benachbarten Kirchdorf, wo<br />
Liebherr-Components jährlich rd. 50 000 Hydraulikzylinder, Dämpfer<br />
und Systemlösungen entwickelt und fertigt. Nur sechs Monate<br />
nach dem Start der Zusammenarbeit im Jahr 2014 gab es bereits<br />
den ersten einsatzbereiten Prototypen; seit 2015 sind die Produkte<br />
im Einsatz.<br />
Gemeinsame Entwicklung bei<br />
vorgegebenem Design<br />
„Wir haben bei der Neuentwicklung der GXT-Serie alle bisherigen<br />
Komponenten und Lieferanten auf Herz und Nieren geprüft. Bei<br />
der Liebherr-Components GmbH in Kirchdorf haben uns das jahrzehntelange<br />
Know-how im Bereich Baumaschinen, der hochwertige<br />
Herstellungsprozess und die Serviceleistungen überzeugt“,<br />
sagt Roman Pohl, Director of Operations der Genesis GmbH. „Gemeinsam<br />
haben wir uns dann Gedanken darüber gemacht, wie<br />
der Hydraulikzylinder beschaffen sein muss, damit er in unsere<br />
Schrottscheren passt und seinen Zweck erfüllt.“ Denn zu Beginn<br />
des gemeinsamen Projekts stand das Design der GXT-Serie bereits<br />
fest. „Unsere Aufgabe war es, den neuen Zylinder so zu gestalten,<br />
dass er nicht nur in rauen Einsatzumgebungen zuverlässig arbeitet,<br />
sondern dass er gleichzeitig in das neue Scheren-Konzept passt<br />
und die Kräfte optimal nutzt“, weiß Sven Weckwerth, Sales Manager<br />
für Hydraulikzylinder.<br />
Neben einer Verlagerung des Lastschwerpunkts näher an den<br />
Schnellwechsler wurde auch der Aufbau der Schere grundsätzlich<br />
geändert, um eine höhere Schneidkraft zu erzielen. Hier spielen die<br />
Hydraulikzylinder von Liebherr ihre Vorteile aus: Für die Genesis-<br />
Scheren entwickelten die Fachleute bei Liebherr in Kirchdorf eine<br />
Zylinder-Familie, die gänzlich ohne Schweißnähte auskommt, um<br />
maximale Stabilität zu erzielen. Die massiven Freiform-Schmiedeteile,<br />
anstelle einer gefügten Stange, werden im Liebherr-Werk<br />
präzise nachbearbeitet. Auch die Verbindung von Kolben und<br />
Stange ist dank eines Ringspann-Systems besonders widerstandsfähig<br />
und im Vergleich zu konventionellen Befestigungssystemen<br />
die ideale Verbindung für die auftretenden Lasten. Zur Wartung<br />
und Reparatur, z.B. zum bequemen Austausch von Verschleißteilen<br />
wie Dichtungen, kann der Kolben wie üblich ganz einfach gelöst<br />
werden. „Es gibt viele Zylinder, die unseren hohen Druckanforderungen<br />
standhalten – aber nicht mit dieser hohen Zyklenzahl. Die<br />
Kompetenz von Liebherr erstreckt sich dabei sowohl auf die<br />
Konstruktion und Entwicklung, aber auch auf die Fertigungskompetenz.<br />
Dabei ist das Grundmaterial ebenso entscheidend<br />
wie die eigene zerspanende Fertigung und Bearbeitung der<br />
Guss- und Freiformteile, die für unsere Anwender einen echten<br />
Mehrwert bieten“, sagt Pohl.<br />
„Not am Mann“ gibt es nicht<br />
Weil Schrottscheren häufig an Schlüsselstellen<br />
zeitkritischer Projekte zum Einsatz kommen, ist<br />
ein Ausfall aus wirtschaftlicher Sicht drama-<br />
Zylinder-Montage in die Schrottschere bei der Genesis GmbH<br />
in Memmingen<br />
tisch. Entsprechend müssen die eingesetzten Komponenten über<br />
Jahre hinweg problemlos funktionieren. Und sollte doch ein Wartungsfall<br />
auftreten, dann hat schneller Ersatz oberste Priorität. Diese<br />
Versorgungssicherheit bietet Liebherr dem Hersteller Genesis<br />
und dieser wiederum seinen Anwendern. „Das ist ein starkes<br />
Argument, das wir unseren Anwendern vortragen können“, sagt<br />
Martin Wirth, Director of Sales und Projekt-Verantwortlicher bei<br />
Genesis für AOM Rottami S.p.A. So hat AOM Rottami seit vielen<br />
Jahren diverse Umschlagmaschinen von Liebherr im Einsatz. Auf<br />
dem klassischen Schrottplatz wird Konstruktionsmaterial wie ausgediente<br />
Krane, Betonmischer oder auch Tanks mithilfe einer stationären<br />
Schere zerkleinert. Um diese jedoch einfacher zu bestücken,<br />
suchte AOM Rottami nach einer Möglichkeit, die großen Teile<br />
vorher grob zu zerkleinern. Die Lösung war eine zusätzliche mobile<br />
Abbruchmaschine, bei der ein schneller Wechsel der Anbauten<br />
möglich sein sollte. „Die Kombination aus Liebherr-Umschlagmaschine<br />
und Genesis-Schrottschere mit integriertem Liebherr-<br />
Hy draulikzylinder war für den Anwender die ideale Antwort auf<br />
seine Herausforderung“, weiß Wirth.<br />
Inzwischen werden in allen Modellen der GXT-Reihe die Liebherr-Zylinder<br />
verbaut. Hierfür entwickelten Liebherr-Components<br />
Kirchdorf GmbH und Genesis GmbH insgesamt zwölf Zylindertypen,<br />
die auf dem gleichen skalierbaren Konstruktionsprinzip<br />
basieren. Mittlerweile exportierte Genesis das neue Zylinder-<br />
Konzept zum Mutterkonzern in die USA, die Genesis Attachments<br />
LLC. Auch hier beliefert Liebherr-Components das Werk in<br />
Superior, Wisconsin mit Hydraulikzylindern. Die Versorgungssicherheit<br />
gewährleistet Liebherr durch ein Konsignationslager<br />
vor Ort. Ein zentraler Faktor, da für Guss- und Freiformteile Lieferzeiten<br />
von etwa drei Monaten die Regel sind. „Wir stimmen uns eng<br />
ab und planen bedarfsorientiert“, sagt Weckwerth. „Damit erreichen<br />
wir eine Lieferzeit von null Wochen – denn die fertigen Produkte<br />
liegen in ausreichender Menge direkt im Lager in den USA.<br />
Weitere Infos zum Thema unter: www.liebherr.com/components<br />
www.liebherr.com<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 111
KOMPONENTEN UND SOFTWARE<br />
Servoleitungen für große Distanzen<br />
Servoleitungen müssen<br />
mitunter zig Meter<br />
zwischen Schaltschrank<br />
und Antrieb ohne Leistungsabfall<br />
überbrücken.<br />
Das geht nur, wenn sie<br />
kapazitäts- und dämpfungsarm<br />
konstruiert<br />
sind – wie die Leitungen<br />
Ölflex Servo 7TCE und Ölflex Servo 728 CY von Lapp. Ölflex<br />
Servo 7TCE ist gelistet nach UL TC-ER sowie Flexible Motor<br />
Supply und ist damit für den europäischen und nordamerikanischen<br />
Markt zugelassen. Die kapazitätsarme Konstruktion<br />
resultiert aus einer Aderisolation aus XLPE, der Außenmantel<br />
besteht aus einem thermoplastischen Elastomer und erlaubt eine<br />
um rd. 40 % größere Verlegelänge gegenüber herkömmlichen<br />
Lösungen. Die Leitung erfüllt viele Vorgaben für Ölbeständigkeit,<br />
Flammwidrigkeit und UV-Beständigkeit. Die geschirmte Geberleitung<br />
Ölflex Servo 728 CY ist ebenfalls dämpfungsarm und<br />
erlaubt große Übertragungsdistanzen dank einer Aderisolation<br />
aus Polypropylen. Sie ist ölbeständig und daher für viele Anwendungen<br />
im Maschinenbau mit fester Verlegung geeignet. Zudem<br />
ist sie um 10 % dünner als vergleichbare Leitungen, was in engen<br />
Schaltschränken ein Pluspunkt ist.<br />
www.lappkabel.de<br />
Radiale Kraft in gerader Linie<br />
Die Smalley-Flachdraht-Linearfeder<br />
von<br />
TFC dient als kostengünstige<br />
Lösung für<br />
Einrast-, Anpress- und<br />
Abdichtfunktionen.<br />
Mit den wellenförmigen<br />
Federn lassen<br />
sich Einschnappoder<br />
Einrastvorgänge<br />
realisieren, zwei<br />
Bauteile mit einer definierten Nachgiebigkeit auseinanderhalten<br />
oder eine Komponente gegen eine Konterfläche drücken. Die<br />
Bandfedern kommen z. B. in rotierenden Einrast-, Schließ- und<br />
Positionierelementen zum Einsatz. Hier setzen sie in Nuten<br />
gelagerte Arrettierbolzen oder -stifte unter Vorspannung, um<br />
sicherzustellen, dass die beweglichen Komponenten des Bauteils<br />
beim gewünschten Drehwinkel einschnappen. Dabei sind die<br />
Federn so ausgelegt, dass sie eine präzise Last bereitstellen, die<br />
einen definierten Reibungswiderstand für die Rotation erzeugt.<br />
Im Rotor einer Drehschieberpumpe dienen sie dazu, die beweglichen<br />
Leitschaufeln von hinten radial unter Last zu setzen und<br />
sie während der Rotation nach außen gegen die Wandung des<br />
Schöpfraums zu drücken.<br />
www.tfc-de.com<br />
Individuelle Schmierstoffmenge für jeden Elektromotor<br />
Eine optimale Schmierung erhöht nachweislich die Anlagensicherheit sowie deren Lebensdauer<br />
und damit die Produktivität. An Elektromotoren hat sich der temperaturunabhängige Perma<br />
Star Vario bewährt, ein Einzelpunktschmiersystem, das bei Temperaturen von – 10 bis + 60 °C<br />
zuverlässig mit einer konstanten Spendemenge arbeitet. Das Gehäuse ist staubdicht und gegen<br />
Strahlwasser geschützt (IP65). Mit dem Schmierstoff versehen, versorgt das Schmiersystem<br />
jeden Elektromotor mit der individuell einstellbaren Schmierstoffmenge. Die Montage kann<br />
direkt auf dem Motor erfolgen oder mithilfe einer Schlauchleitung.<br />
www.perma-tec.com<br />
komplett<br />
zuverlässig<br />
ökonomisch<br />
Verschlussschrauben, Entlüftungsventile und Ölschaugläser – EIN Abdichtungssystem<br />
für alle Einschraub- und konstruktionsbedingten Löcher im Getriebegehäuse. Komplett<br />
montiert und einsatzbereit.<br />
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Unser Paket für die<br />
Antriebstechnik<br />
It’s our turn.<br />
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Extra-starke Hochleistungszahnriemen<br />
Die PU-Hochleistungszahnriemen Brecoflexmove<br />
AT10 und das Modell Brecomove AT10 von<br />
Mulco werden in der Ausführung als Meterware<br />
vorwiegend in der Lineartechnik eingesetzt. Sie<br />
verfügen über einen Stahlkord-Zugträger, der<br />
größere Zugkräfte und eine um 70 % höhere<br />
Riemensteifigkeit im Vergleich zur Vorgängerversion<br />
erreicht. Die hohe Riemensteifigkeit<br />
kann in Linearachsen für die dynamische Positionierung<br />
mit kurzen Ausschwingzeiten genutzt<br />
werden. Abhängig vom Antrieb können steilere<br />
Start- und Stopprampen gefahren werden. So ermöglicht der Brecomove AT10 kürzere<br />
Zykluszeiten und eine höhere Produktivität von Achsen und ganzen Maschinen. Die<br />
im Vergleich zur Vorgängerversion größeren übertragbaren Zugkräfte können Sondermaschinenbauer<br />
in Vertikalachsen mit hohen Sicherheitsanforderungen nutzen.<br />
www.mulco.de<br />
Generationenwechsel bei Mess- und Systemleitungen<br />
TKD Kabel ersetzt die bestehenden Kaweflex-<br />
Serien von Mess- und Systemleitungen für<br />
Schlepp- und Energieführungsketten durch die<br />
leistungsstärkeren Serien Kaweflex 5468 und<br />
5488. Die neue Serie wird nur noch zwei statt<br />
sieben Produktgruppen umfassen. Mit dieser<br />
Maßnahme reduzieren sich Teilevielfalt und<br />
Lagerkosten. Sämtliche Leitungsarten, -typen<br />
und -ausführungen sind auf die Anwendungsprofile<br />
und Systeme – etwa von Siemens, B&R,<br />
Bosch Rexroth und SEW – abgestimmt. Je nach<br />
Modell eignen sich die geschirmten, kapazitätsarmen Leitungen für feste Verlegungen<br />
und flexible bis hochflexible Anwendungen. Aber auch leichte, normale und hohe<br />
elektrische wie mechanische Anforderungen werden abgedeckt. Dank der modifizierten<br />
Aderisolation aus Pelon 2 weisen die neuen, flammwidrigen Mess- und<br />
Systemleitungen reduzierte Ableitströme sowie eine höhere Spannungsfestigkeit auf.<br />
Niedrigere Kapazitätswerte ermöglichen zudem größere Leitungslängen.<br />
www.tkd-kabel.de<br />
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Schrumpfscheiben<br />
Präzise hoch stapeln<br />
Antriebsriemen für<br />
Regalbediengeräte<br />
Weniger Verschleiß, weniger Wartung, bessere<br />
Positionierzeiten: Der CONTI® Synchrodrive sorgt<br />
in Fahr- und Hubantrieben von Regalbediengeräten<br />
für maximale Effizienz – ab sofort auch im<br />
neuen Profil HTD 20M. Gemeinsam mit einem<br />
Flaschenzugsystem lässt sich mit dem Riemen<br />
tonnenschwere Ware in Hochregallagern schneller<br />
und präziser positionieren. Und das zahlt sich<br />
für Betreiber aus.<br />
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Das Angebot umfasst 33 Typen und 878 Artikel,<br />
dazu gehören mechanische oder hydraulische<br />
innenspannende Spannsätze und außenspannende,<br />
mechanische Schrumpfscheiben. Auf der<br />
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Auswahl-Tool schnell der passende Artikel gefunden<br />
werden. Außerdem kann damit die Festigkeitsberechnung<br />
für die Nabe für beliebige Spannsätze und Naben-Werkstoffe schnell<br />
durchgeführt werden. Das gesamte Lieferprogramm des Anbieters umfasst Antriebselemente,<br />
Bedienteile, Normteile, Stoßdämpfer, Lineartechnik, Pneumatik, Getriebe,<br />
Getriebemotoren, Auszugschienen und Welle-Nabe-Verbindungen. Viele Teile werden<br />
in den beiden eigenen Fertigungsbetrieben in Deutschland produziert. Andere Produkte<br />
werden nach deutschen Qualitätsmaßstäben gefertigt und kontrolliert. Das<br />
Qualitätsmanagement ist nach DIN 9001:2015 zertifiziert.<br />
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23.–27. April <strong>2018</strong><br />
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Halle 5, Stand E18<br />
Power Transmission Group
Modulare Segmentmotoren –<br />
Entwicklung eines Antriebskonzepts<br />
für hohe Drehmomentanforderungen<br />
Industrie 4.0 im Elektromaschinenbau beginnt zwingend mit der Modularisierung an der<br />
Produktbasis. Gelöst werden kann diese Aufgabe durch ein neues Konzept für einen<br />
segmentierten und damit skalierungsfähigen Sonderantrieb auf Basis einer hochmodernen<br />
Synchron-Reluktanzmaschine (SynRM) in Form einer modularen Ausführung als Baukastensystem<br />
für den Applikationsingenieur. Je nach Leistungsbedarf wird der Motor mit einem (Bild 02) oder<br />
mehreren Statorblöcken bestückt (Bild 03).<br />
Prof. Dr. ir. Dr. h. c. Rik W. De Doncker ist Lehrstuhlinhaber des Instituts für<br />
Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) an der RWTH Aachen<br />
University und Dr. Jan-Dirk Reimers, Tobias Lange, Claude Weiss und<br />
Tobias Berthold sind wissenschaftl. Mitarbeiter des ISEA und arbeiten an der<br />
Ausgründung von Torque Werk<br />
I<br />
ndustrie 4.0 ist ein derzeit oft bemühter Ansatz, um auch Produkte<br />
geringer Stückzahl im Rahmen einer industriellen Fertigung<br />
schnell, günstig und qualitativ hochwertig herstellen zu können.<br />
Triebfeder für den steigenden Bedarf stellt die heutig gewünschte<br />
Produktdiversifikation bis hinunter zu Losgröße 1 dar.<br />
Die klassische Antriebstechnik, die Basis nahezu aller heutigen<br />
Fertigungsprozesse und -anlagen ist, löst diese Aufgabe größtenteils<br />
mittels Variantenmanagement. Die Komponenten des Antriebstrangs<br />
(Bild 01), bestehend aus Umrichter, Elektromaschine,<br />
Kupplung und Getriebe, werden nach Leistung, Wellendurchmesser<br />
und Bauhöhe aus in Katalogen standardisierten Baugrößen<br />
114 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
01<br />
02 03<br />
01 Die Komponenten Umrichter, Maschine, Kupplung und<br />
Getriebe bilden einen klassischen Antriebstrang<br />
02 Segmentierter Synchronreluktanzmotor<br />
03 Rotor mit zwei, wahlweise vier Statormodulen<br />
und -formen konfiguriert und zu einem Antriebstrang zusammengesetzt.<br />
Die Variantenvielfalt und die damit verbundene Teilevielfalt<br />
und Produktkomplexität verursacht Kosten in vielen Unternehmensbereichen<br />
beim Hersteller der Produkte aber auch beim<br />
Anwender. Wird nun die Teilevielfalt durch eine weitere Produktdiversifikation<br />
gesteigert, sinken naturgemäß die Losgrößen und<br />
Skaleneffekte gehen verloren. Der Anwender von Elektromaschinen<br />
muss entweder die technologischen Vorgaben (Leistung,<br />
Achshöhe, usw.) der Elektromaschinenhersteller akzeptieren und<br />
adaptieren und damit die Gestaltung seiner Produkte in Elementen<br />
dem Antrieb unterordnen oder er muss einen teuren Sonderweg<br />
gehen. Speziell an die Anwendung angepasste Elektromaschinen<br />
müssen für jede Bauform, Auslastung, Leistungsklasse oder Drehmomentklasse<br />
und deren Nenndrehzahl neu ausgelegt werden.<br />
Dadurch werden ebenfalls Serieneffekte in erheblichem Umfang<br />
verschenkt. Damit mündet doch wieder jede Einzelstückproduktion<br />
im bekannten Bereich des klassischen Sondermaschinenbaus<br />
und damit in der Komplexitätsfalle, sowohl beim Hersteller wie<br />
auch beim Anwender.<br />
Für jeden Anwendungsbereich eines Antriebes haben sich heute<br />
technische Lösungsprinzipien innerhalb der Bauformen der Elektromaschinen<br />
etabliert, die entweder branchenspezifisch gewachsen<br />
sind durch zwingende regulatorische Anforderungen oder<br />
wirtschaftliche Zwangsbedingungen geformt wurden. Diese spezifischen<br />
Anwendungsgebiete treffen auf die oben geforderte Notwendigkeit<br />
der Baugruppenbildung, der Modulbauweise oder aber<br />
der Plattformkonzepte.<br />
In diesem Anforderungsfeld besteht wie so oft das Hauptproblem<br />
innerhalb des technologischen Kompromisses der Modularisierungsschnittstellen<br />
des Elektromaschinenherstellers und des auf<br />
einer höheren Systemebene arbeitenden Maschinenbauunternehmens<br />
mit seinen zumeist integrativen Tätigkeiten. Dieser benötigt<br />
einen applikationsangepassten und integrierten Antrieb für sein<br />
Produkt und dahingehend optimierte Modulschnittstellen, die er<br />
heute als zusätzliche Sonderaufwände managen muss. Oftmals ist<br />
diese Tätigkeit der Kern der Integrationsarbeit. Für den industriellen<br />
Maschinenbau mit geringeren Stückzahlen stellt dies eine erhebliche<br />
Entwicklungshürde dar. Daher entsteht gerade mit dem<br />
gedanklichen Vorstoß in eine Industrie-4.0-taugliche-Produktion<br />
von Antriebstechnologien für den modernen Maschinen- und Anlagenbau<br />
zunehmend der Bedarf an einem skalierbaren und ressourcenschonenden<br />
Antrieb, der nahezu nahtlos in die Arbeitsmaschinen<br />
eingegliedert werden kann. Ein Höchstmaß an Synergien<br />
entsteht durch die reduzierte Teilevielfalt, welche modular aufgebaut<br />
sein sollte.<br />
Dies ist Gegenstand des hier vorgestellten Exist-Forschungstransferprojektes<br />
bzw. des dazugehörigen technologischen Konzeptes.<br />
Im 2016 gestarteten Projekt werden modulare Segmentmotoren<br />
für industrielle Antriebsaufgaben entwickelt, die im oben<br />
genannten Sinne eine vollkommen neuartige Lösungsstrategie im<br />
Bereich der elektrischen Antriebe ermöglichen. Das modulare<br />
Plattformkonzept ermöglicht einen nahezu vollständig flexiblen<br />
Aufbau von Antriebsmaschinen trotz Verwendung von Gleichteilen<br />
(Bild 03).<br />
So lässt sich bei beliebigen Drehmomentanforderungen der Bauraum<br />
optimal ausnutzen. Da das modulare Motorkonzept eine<br />
einfache Integration in bestehende Anlagen oder Maschinen ermöglicht<br />
und die Positionswahl nahezu frei und je nach Platzvorgabe<br />
erfolgen soll, werden die Statormodule mit hoher Drehmoment-<br />
und Leistungsdichte und autark betrieben. Dies sind zwei<br />
der wichtigsten Entwicklungsziele des modularen Segmentmotors,<br />
wie sie im Folgenden ausführlich dargestellt werden.<br />
Skalierung segmentierter Drehmomentmotoren<br />
Für Drehzahl (n), Drehmoment (M) und Leistung (P) ist folgender<br />
Zusammenhang gegeben:<br />
Im Sinne der Modularität bzw. Segmentbauweise kann das Drehmoment<br />
M der Maschine direkt gedanklich in eine zu summierende<br />
Größe i × M i<br />
abhängig von der Anzahl (i) der Statorblöcke<br />
aufgeteilt werden, vergl. Bild 03 mit i = 2 oder wahlweise 4.<br />
Jeder Statorblock erzeugt anteilig das Moment M i<br />
aufgrund seiner<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 115
elek tromagnetisch erzeugten Luftspalttangentialkraft F t<br />
die in tangentialer<br />
Richtung und mit dem Hebelarm D/2 wirkt. Es ergibt sich:<br />
Die Luftspalttangentialkraft lässt sich für ein Statorsegment aus<br />
dem Luftspalttangentialschub τ t<br />
und mit einem Segmentwinkel α<br />
sowie der Baulänge des Statorblocks L aufteilen in:<br />
Somit ergibt sich die Bilanz der mechanischen Größen zu:<br />
Die wirkungsvollste Drehmomentoptimierung ist über Steigerung<br />
des Wirkdurchmessers D zu erreichen. Drehzahl, Baulänge, Segmentwinkel<br />
(α) und auch Segmentanzahl (i) führen nur linear zu<br />
einer Drehmoment- und Leistungssteigerung. In einer segmentierten<br />
Maschine kommen die neuen Optimierungsvariabel i und α<br />
hinzu, wobei das Drehmomentoptimum bei einer 360°-Vollmaschine<br />
liegt. Dies gilt nicht im Sinne der Materialaufwände und Kosten.<br />
Zur Kostenbewertung wurden für die später vorgestellte 150-mm-<br />
Maschine (Bild 12, Tabelle 03) Kostensätze für die Materialkosten<br />
und die Fertigungskosten in €/kg ermittelt. Die Rotor-, Stator- und<br />
Spulenkosten werden dann ausgehend von diesem Punkt (Kostenbasis<br />
1 bei D = 150 mm) linear über das Gewicht und den Segmentwinkel<br />
jedes neuen Designs ermittelt. Die erste Darstellung erfolgt<br />
für 360°-Vollmaschinen und wird in Bild 04 dargestellt.<br />
Ein Kostenoptimum für die angesetzte Aufteilung von Drehzahl<br />
zu Drehmoment ergibt sich in einer für Torquemotoren bekannten<br />
scheibenförmigen Bauform. Mit den hier verwendeten Randwerten<br />
der Synchron-Reluktanzmaschine ergibt sich in diesem Beispiel<br />
(3 kW, 41 Nm) ein breites Optimum bei einem Luftspaltdurchmesser<br />
von ca. 300 bis 400 mm. Bei höheren Durchmessern steigen die<br />
Kosten bedingt durch den ebenfalls quadratisch wachsenden Bauaufwand<br />
an.<br />
Die Optimierungsvariablen i und α lassen sich bei der segmentierten<br />
Maschine zu einem Summensegmentwinkel zusammenfassen.<br />
Die Kostenbasis ist erneut auf die 150-mm-Vollmaschinen<br />
normiert, welche die Basis dieser Berechnung darstellt. Zur<br />
Einhaltung der konstant angesetzten Drehzahl und des Drehmoments<br />
muss bei Reduzierung des Segmentwinkels folglich die<br />
Baulänge erhöht werden.<br />
∝ x D = 150 mm (M = konst) D = 300 mm (M = konst)<br />
60° 4,78 2 693,6 N<br />
84 700 h<br />
90° 4,5 2 535,8 N<br />
116 200 h<br />
120° 4,14 2 313 N<br />
152 800 h<br />
150° 3,69 2 079,4 N<br />
200 700 h<br />
180° 3,18 1 792 N<br />
318 800 h<br />
1 364,5 N<br />
646 400 h<br />
1 284,6 N<br />
726 300 h<br />
1 181,8 N<br />
808 400 h<br />
1 053 N<br />
939 800 h<br />
907,8 N<br />
> 1 000 000 h<br />
Tabelle 01: Radialkraftfaktor zur Ermittlung der Lagerlasten und<br />
Lagerlebensdauer<br />
Es ergibt sich ein neues Optimum der auf das Drehmoment bezogenen<br />
Kosten, welches mit größerer Auswirkung als die scheibenförmige<br />
Bauweise der Vollmaschine die Kosten, wie in Bild 05 gezeigt,<br />
reduziert. Durch die Segmentbauweise verschiebt sich das Optimum<br />
weiter zu größeren Luftspaltdurchmessern.<br />
Dies ist dadurch erklärbar, dass die Materialaufwände ebenfalls<br />
quadratisch mit D skalieren, aber durch die Segmentbauweise<br />
bzw. den geteilten Stator dies nur für den Rotor gilt. So kann die<br />
quadratische Drehmoment- und Leistungssteigerung des Durchmessers<br />
erneut und im doppelten Sinne als Drehmomentübersetzung<br />
wirken. Mit steigendem Durchmesser reduziert sich der<br />
benötigte Segmentwinkel und erzeugt weiterhin ein konstantes<br />
Drehmoment, auch bewirkt durch die wachsende Baulänge. Diese<br />
wiederum hilft zusammen mit der Segmentierung einen für den<br />
Stator elektromagnetisch sinnvolles Verhältnis von Breite zu Länge<br />
einzuhalten.<br />
Bei diesem Beispiel des 3–5-kW-Motors ist ein Durchmesser von<br />
400 bis 500 mm wirtschaftlich sinnvoll. Der benötigte Segmentwinkel<br />
beträgt für den Motor 120 bzw. 90°. Durch die Motorbauart<br />
lässt sich schließlich eine äquivalente Getriebeübersetzung wie in<br />
Bild 06 dargestellt ersetzen.<br />
Hier befindet sich das wirtschaftliche Optimum bei einer Übersetzung<br />
von i = 17 im Vergleich zu einer 2-poligen Maschine der<br />
Baugröße 112, von i = 8,5 zu einer 4-poligen Maschine bzw. i = 4,25<br />
ausgehend von einer 8-poligen Baugröße 160. Der Ersatz einer Getriebestufe<br />
durch einen segmentierten Torquemotor ist in diesem<br />
Übersetzungsbereich wirtschaftlich sinnvoll.<br />
Eine technologische Grenze ergibt sich bei sehr flacher Bauweise<br />
und wenn die Kosten des stark vergrößerten Durchmessers die Kostenvorteile<br />
gegenüber der Vollmaschine wieder aufwiegen. Dieser<br />
liegt bei einem i = 32 gegenüber der 2-poligen Maschine (BG112),<br />
bzw. i = 8 ausgehend von der 8-poligen Maschine (BG160) vor. Für<br />
höhere Leistungsklassen ergibt sich ein analoges Bild bei dann größeren<br />
Achshöhen. Das eingesparte Getriebe wird hier jeweils nicht<br />
in den Kosten berücksichtigt. Der wirtschaftliche Einsatzbereich erweitert<br />
sich erheblich unter Berücksichtigung dieser Kosteneinsparungen.<br />
Der direkte Anbau an vorhandene Baugruppen großen<br />
Durchmessers ruft weitere Synergieeffekte hervor, da die Tragstruktur<br />
des Läuferringes entfällt.<br />
Bauweise<br />
Die flache, scheibenförmige und segmentierte Bauform bewirkt<br />
wenige konstruktive Änderungen an einem klassischen Torquemotor.<br />
Der Läufer wird aus Gewichtsgründen als Ring auf eine<br />
Trägerscheibe mit z. B. Speichen montiert (Bild 07), er verfügt damit<br />
über ein sehr geringes Trägheitsmoment. Der Stator wird als<br />
Segmentblock mittels einer mit Passstiften tolerierten Arretierung<br />
passend für einen bestimmungsgemäßen Luftspalt um den ringförmigen<br />
Läufer positioniert (Bild 07).<br />
Asymmetrische Lagerbelastung<br />
Bei asymmetrischem Aufbau der Segmente um einen Läufer entsteht<br />
aufgrund der magnetischen Kräfte im Luftspalt eine nicht ausgeglichene<br />
Radialkraft. Diese wirkt auf die Statoraufnahme, auf den<br />
Läuferring und auf die Läuferlagerung. Sie ist vergleichbar zu einer<br />
einseitig eingreifenden Stirnradgetriebestufe oder einem Riementrieb,<br />
die ebenfalls beide Prinzipien bedingt Radialkräfte auf die<br />
Lagerung und Tragstruktur einwirken lassen.<br />
Die Luftspaltradialspannung (LRSr) ist faktoriell an den bereits<br />
beschriebenen Luftspalttangentialschub τ t<br />
gekoppelt und beträgt<br />
bei dem hier vorgestellten Beispiel das ca. 5-fache. Die Radialspannung<br />
LRSr liegt damit im Mittel bei ca. 0,12 MPa. Die Radialkraft<br />
wirkt als Normalkraft und hebt sich bei gekrümmter Statorfläche<br />
116 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
Kostenbasis<br />
Kostenbasis<br />
ELEKTROMOTOREN<br />
04<br />
Kostenvergleich eines 360°-Vollmotors bei konstantem<br />
Drehmoment, Drehzahl, Leistung<br />
05<br />
Kostenbewertung des Maschinendurchmessers und des<br />
Segmentwinkels<br />
2<br />
Vollmotor 360°<br />
2<br />
100 mm<br />
150 mm<br />
1.5<br />
1.5 D<br />
400 mm<br />
1<br />
1<br />
0.5<br />
0.5<br />
0<br />
200<br />
400 600<br />
Luftspaltdurchmesser in mm<br />
0<br />
45<br />
120 180 240 360<br />
Segmentwinkel in °<br />
06<br />
Einsatzgrenzen für den Segmentmotor, beispielhaft für<br />
4 kW<br />
07<br />
Bau- und Montagekonzept – segmentierter Einbaumotor<br />
30<br />
25<br />
20<br />
technologisch sinnvoll, 4 kW, – D=850, 60°<br />
wirtschaftliches Optimum<br />
4 kW – D=330 – 450, 180° – 120°<br />
360°<br />
1/3<br />
1/6<br />
1/9<br />
1/12<br />
i·M i<br />
15<br />
10<br />
4 kW, 1.500 U/min<br />
BG 112<br />
4 kW<br />
3.000 U/min<br />
BG 112<br />
5<br />
0<br />
0<br />
4 kW, 750 U/min<br />
BG 160<br />
0.5 1 1.5 2 2.5 3<br />
Verhältnis Länge zu Durchmesser<br />
mit steigendem Winkel teilweise auf. Abhängig vom Segmentwinkel<br />
α ergibt sich die Radialkraft zu:<br />
Für die Segmentwinkel von 60 bis 180° ergeben sich die in Tabelle<br />
01 dargestellten Faktoren x zur Ermittlung der jeweils wirksamen<br />
Luftspaltradialspannung und zur weiteren Berechnung der daraus<br />
resultierenden Radialkraft F r<br />
. Diese Radiallast wirkt zusätzlich zu<br />
den für den Motor anzusetzenden gewichts- und betriebsbedingten<br />
Axial- und Radiallasten auf die Lagerungen. In Tabelle 01 wird<br />
anhand einer heute üblichen Lagerung mit einem 6206-ZZ-C3 für<br />
zwei Segmentmotoren die Lagerlebensdauer unter Einwirkung dieser<br />
Lasten für fettgefüllte Lager in Stunden (h) angegeben.<br />
Die in den heute bekannten Baugrößen äquivalent verwendeten<br />
Lagergrößen erreichen eine ausreichende Lagerlebensdauer von<br />
über 35 000 bis 50 000 h und sind ohne weitere externe Lasten im<br />
Grunde überdimensioniert.<br />
Die bei Verwendung von nur einem Segment maximal entstehende<br />
zusätzliche Radiallast führt zu einer relevanten Erhöhung<br />
der Lagerbelastung. Bei den vom Konzept favorisierten höheren<br />
Durchmessern fallen die Radialbelastungen bedingt durch den<br />
Radius geringer aus (Tabelle 01). Die Radiallast trägt gerade bei<br />
Sonderanwendungen positiv zur Sicherstellung der benötigten<br />
Lagermindestlast bei. Der Einfluss auf die Lagerreibung kann<br />
energetisch vernachlässigt werden.<br />
Zusammenfassung der Bauausführung<br />
Folgende konstruktive Randwerte und Vorteile lassen sich anhand<br />
der geführten mechanischen Betrachtung für eine segmentierte<br />
Reluktanzmaschine aufzählen:<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 117
Nuten/Pole 6 8 10<br />
9 k w,p<br />
0,866 0,945 0,945<br />
σ δ<br />
0,46 1,18 2,4<br />
F M<br />
0,687
ELEKTROMOTOREN<br />
08<br />
Zahnspulen – Wicklungsschema<br />
09<br />
Positionsabhängige Polausnutzung: (links) verteilte<br />
Wicklung, (rechts) konzentrierte Wicklung<br />
9 1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Die Amplituden der Wicklungsfaktoren der jeweiligen i-ten harmonischen<br />
Welle k w,i<br />
sowie der Arbeitswelle k w,p<br />
gehen in die Summe<br />
des Faktors ein. Dieser kann für beliebige Wicklungsanordnungen<br />
berechnet werden.<br />
Drehmomentfaktor<br />
10<br />
Normierte Durchflutung und Differenzdarstellung der<br />
Durchflutung – verteilte Wicklung<br />
Zuletzt wird der Drehmomentfaktor eingeführt um für SynRM mit<br />
konzentrierter Wicklung ohne Finite-Elemente-Berechnung eine<br />
gute Vorhersage der Drehmomentausbeute treffen zu können. Allgemein<br />
wird das Reluktanzmoment wie folgt analytisch bestimmt<br />
(Boldea, 1996), (Doncker, Pulle, & Veltman, 2011):<br />
In der analytischen Berechnung wird eine gleichmäßige Verteilung<br />
der Induktivität über die Rotorpole angenommen. Der Streufluss<br />
verringert das Induktivitätsverhältnis, sagt aber nichts über die tatsächliche<br />
Rotorausnutzung und somit die mögliche Drehmomentdichte<br />
aus. Es zeigt sich in Finite-Elemente-Berechnungen, dass die<br />
Rotorpole positionsabhängig unterschiedlich gut ausgenutzt<br />
werden (Bild 09). Diese Besonderheit fällt insbesondere bei konzentrierten<br />
Wicklungen ins Gewicht.<br />
In Bild 09 ist ein massiver Rotor mit jeweils sechs Polen dargestellt.<br />
Bei der verteilten Wicklung (links) lässt sich die Annahme<br />
gleichmäßiger Polverteilung bestätigen. Hingegen zeigt sich bei der<br />
konzentrierten Wicklung (rechts) eine ungleichmäßige Ausnutzung.<br />
Bereits aus den Abbildungen lässt sich vermuten, dass die<br />
Pole nur zu einem Anteil von etwas über 50 % ausgenutzt werden.<br />
Der Grad dieser Ausnutzung kann ohne FEM-Berechnungen analytisch<br />
anhand der Verteilung der Durchflutung im Stator berechnet<br />
werden. Hierzu werden mittels Fourieranalyse die spektralen Komponenten<br />
der Amplitude A i<br />
und Phase ϕ i<br />
der Durchflutung über<br />
räumliche Koordinaten eines Statorumlaufs γ bestimmt.<br />
Anschließend lässt sich die Arbeitswelle entsprechend der Polzahl<br />
inklusive der korrekten Phasenlage extrahieren und über den Winkel<br />
γ auftragen. In dem gezeigten Beispiel ist die Polpaarzahl p = 3.<br />
Nun kann die Abweichung von der idealen Arbeitswelle definiert<br />
werden. Hierzu wird von der Durchflutung die Arbeitswelle räumlich<br />
aufgetragen und subtrahiert.<br />
Differenz Durchflutung und A p<br />
11<br />
Differenz Durchflutung und A p<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
0<br />
1<br />
1<br />
2<br />
2<br />
3<br />
3<br />
4<br />
4<br />
5<br />
5<br />
6<br />
6<br />
7<br />
7<br />
8<br />
8<br />
9<br />
9<br />
10<br />
10<br />
11<br />
11<br />
Statornutzahl<br />
Normierte Durchflutung und Differenzdarstellung der<br />
Durchflutung – konzentrierte Wicklung<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
12<br />
12<br />
13<br />
13<br />
14<br />
14<br />
15<br />
15<br />
16<br />
16<br />
17<br />
17<br />
18<br />
18<br />
Die Durchflutung, die Arbeitswelle und die zuvor berechnete Differenz<br />
sind zur Verdeutlichung in Bild 10 gezeigt. Die Fläche unter<br />
1<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9<br />
Statornutzahl<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 119
Leistungsdaten<br />
Leistung<br />
3 (9; 18) kW<br />
Spannung<br />
Y-400 V<br />
Strom<br />
10,9 (32,7; 65,4) A<br />
Außendurchmesser<br />
320 mm<br />
Aktive Länge<br />
50 mm<br />
Drehmoment<br />
41 Nm (max. 57 Nm)<br />
Drehzahl<br />
600 (1 800; 3 600) U/min<br />
Kühlart<br />
luftgekühlt, aktiv<br />
σ (kNm/m 3 ) 25 – 28 kNm/m 3<br />
Wirkungsgrad<br />
87,3 % @ 3 kW<br />
Gewicht (Einbausatz)<br />
25 kg<br />
Tabelle 03: Motordaten der 150-mm-Referenzmaschine<br />
Formelzeichen<br />
P W Leistung<br />
n min -1 Drehzahl<br />
M Nm Drehmoment<br />
i<br />
D mm Rotordurchmesser<br />
Anzahl der Segmente, äquivalente Getriebeübersetzung<br />
A Luftspaltfläche<br />
mm 2 Oberfläche des Luftspalt<br />
τ t<br />
MPa Luftspalttangentialschub<br />
α ° Segmentwinkel<br />
L mm Aktivlänge des Blechpakets<br />
F t<br />
N Luftspalttangentialkraft<br />
F r<br />
N Luftspaltradialkraft<br />
LSRr MPa Luftspaltradialspannung<br />
x<br />
n s<br />
p<br />
k w<br />
n l<br />
ζ<br />
Faktor zur Berechnung der anteiligen Radialkraft<br />
Positionsvektor der Wicklung<br />
Statorzahnzahl<br />
Statorpolpaarzahl<br />
Wicklungsfaktor<br />
Anzahl der Lagen in einer Nut<br />
Normierte induzierte Spannung je Zahn<br />
Induktivitätsverhältnis<br />
L d<br />
H Längsinduktivität<br />
L q<br />
H Querinduktivität<br />
L σd<br />
H Streuinduktivität in Längsrichtung<br />
L σq<br />
H Streuinduktivität in Querrichtung<br />
L δ<br />
H Luftspaltstreuinduktivität<br />
L m<br />
H Magnetisierungsinduktivität<br />
cos ϕ<br />
σ δ<br />
Leistungsfaktor<br />
Luftspaltstreuflussfaktor<br />
i d,q<br />
A Strom der d,q-Achse<br />
A(γ)<br />
A i<br />
, ϕ i<br />
Normierte Durchflutung<br />
Spektrale Amplitude und Phase der normierten<br />
Durchflutung<br />
γ ° Winkel des Statorumlaufs<br />
D mmf<br />
F M<br />
Störanteil der normierten Durchflutung<br />
Drehmomentfaktor<br />
der Differenzkurve kann als nicht drehmomenterzeugender Anteil<br />
der Durchflutung verstanden werden. Dies gilt es zu minimieren.<br />
Aus dem Quadrat dieser Fläche lässt sich nun ein auf die Arbeitswelle<br />
normierter Drehmomentfaktor zur Beschreibung der Rotorausnutzung<br />
in Prozent berechnen.<br />
Für segmentierte Motoren wird das Integral über den Segmentwinkel<br />
der kleinsten Teilungseinheit gebildet. Der Drehmomentfaktor<br />
der erstmalig in (Lange, Weiss, & De Doncker, 2017) dargestellten<br />
Beispiele beträgt für die verteilte Wicklung F M<br />
= 0,92 und für die<br />
konzentrierte Wicklung F M<br />
= 0,687.<br />
Anhand der hergeleiteten Formel wurden die Drehmomentfaktoren<br />
unterschiedlichster Konfigurationen wie in Tabelle 02 gezeigt<br />
ermittelt. Für den Bau der ersten Segmentmaschine wurde eine<br />
Maschinenkonfiguration mit 18 Nuten und zehn Polen gewählt.<br />
Hier wird ein hoher Drehmomentfaktor bei geringem Streufluss<br />
und ausreichendem Wicklungsfaktor erreicht. Die Maschine verfügt<br />
über eine kleinste Segment-Teilung von 18 Nuten. Es bleibt zu<br />
bemerken, dass der Drehmomentfaktor nicht nur für konzentrierte<br />
Wicklungen, sondern auch für verteilte Wicklungen aller Maschinentypen<br />
gilt. Allerdings ist der Einfluss bei z. B. Permanentmagnet-Synchronmaschinen<br />
ungleich geringer.<br />
Zusammenfassung der Faktoren<br />
Es wurden die drei wichtigsten Faktoren zur Auswahl einer SynRM<br />
mit konzentrierter Wicklung vorgestellt. Besonders wichtig ist das<br />
Verständnis, dass nicht nur ein hoher Wicklungsfaktor zu einem erfolgreichen<br />
Entwurf der Maschine führt. Bei SynRM muss von üblichen<br />
Wicklungskonfigurationen abgewichen werden um einen geringen<br />
Streufluss und hohen Drehmomentfaktor zu erreichen. Nur<br />
so lässt sich eine effiziente und kompakte Reluktanzmaschine als<br />
Scheibenläufer mit hoher Drehmomentdichte entwerfen.<br />
Referenzmotor, Montage<br />
Für die Erprobung dieses Maschinentyps wurde eine Vollmaschine<br />
(360°) mit einem 18-nutigen-Segment ausgewählt und zur Erprobung<br />
gebaut. Bild 12 zeigt die Zahnspulen bei der Montage. Der<br />
Luftspaltdurchmesser wurde für den Prototypen mit 150 mm angesetzt.<br />
Die Kenndaten der Maschine sind Tabelle 03 zu entnehmen.<br />
Auslegung und Erprobung<br />
Der Motor lässt sich je nach Verschaltung der Zahnspulen mit drei<br />
Leistungen und Eckdrehzahlen betreiben. Bild 13 zeigt den Prüfstand<br />
zur Validierung der Auslegungsdaten.<br />
Fazit und Ausblick<br />
Der Schlüssel für eine moderne und langfristig industriell tragfähige<br />
Antriebslösung ist die Kombination eines modularen Konzeptes<br />
mit einer hocheffizienten und kostengünstigen Antriebstechnologie.<br />
Hier wird diese in Form der konzeptionell und praktisch<br />
vorgestellten Entwicklung einer segmentierten Synchron-Reluktanzmaschine<br />
gezeigt. In einem interdisziplinären Projektteam<br />
wurden moderne Methoden der Elektromaschinenentwicklung mit<br />
aktueller Fertigungstechnik kombiniert, um einen hochgradig modular<br />
und fertigungstechnisch optimierten Baukasten für Elektromaschinen<br />
auszuführen. Dies erfolgte im Sinne der anwender- und<br />
applikationsspezifischen Schnittstellen für einen Einbaumotor.<br />
120 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
ELEKTROMOTOREN<br />
Gleichzeitig entstand eine effiziente Synchron-Reluktanzmaschine<br />
mit gesteigerter Leistungsdichte.<br />
Der segmentierbare Torquemotor wurde je nach Verschaltung<br />
mit einer Leistung von 3, 9 oder 18 kW im Drehzahlbereich von 0<br />
bis 3 600 Umdrehungen pro Minute gebaut und erprobt. Durch<br />
die Ausnutzung des vergrößerten Rotordurchmessers als zusätzlichem<br />
Hebelarm entsteht eine Maschine mit hohem Drehmoment.<br />
Somit ist ein Ersatz von Getriebeübersetzungen bis i = 32 sinnvoll<br />
möglich (Bild 06).<br />
Damit erweitert das Konzept den Einsatzbereich für heutige<br />
Torque motoren und bietet eine zukunftsfähige Antriebstechnik für<br />
den industriellen Maschinenbau. Die modularen Segmentmotoren<br />
bieten sich insbesondere für den produktübergreifenden Aufbau<br />
von Antriebsbaugruppen mit gezielt abgestuften Leistungsklassen<br />
an. Der direkte Anbau an Applikationen mit größerem Durchmesser<br />
kommt der scheibenförmigen Bauweise des Motors entgegen.<br />
Fundamente, zusätzliche Kupplungen, Lagerungen und Wellen<br />
können eingespart werden (Bild 14, rechts).<br />
Als weitere Stufe der Integration ist die Vollintegration der Rotorstruktur<br />
in die Struktur der anzutreibenden Maschine möglich, da<br />
der Rotor weder Magnete noch einen Läuferkäfig enthält. Der Rotor<br />
besteht nur aus gestanzten Blechen und ist überaus robust.<br />
Ziel des derzeit laufenden Exist-Forschungstransferprojektes ist<br />
es, eine abgestufte Produktreihe von Standardmotoren und Einbaumotoren<br />
zu entwickeln und in eine industrielle Verwendung in<br />
diversen Applikationsfeldern zu überführen. Die mittels der Segmente<br />
abbildbare Motorpalette soll zukünftig von wenigen Kilowatt<br />
bis zu großen Leistungen skalierbar sein und einen großen Drehzahlbereich<br />
abdecken.<br />
Die entwickelte modulare Antriebstechnologie für drehzahlvariable<br />
Sonderantriebe kann in der industriellen Umsetzung eine<br />
effiziente, flexible und in Serie kostengünstige Antriebsform für<br />
Sondermaschinen aller Art bieten.<br />
Fotos: 01– 06 und 12–14: Torque Werk <strong>2018</strong><br />
12<br />
13<br />
Bau des 150-mm-Referenzmotors, hier mit<br />
Montage der Zahnspulen<br />
Referenzmotor (TW-18.1) und Prüfstand<br />
14,5 kW, 50 Nm, Prüfmaschine 9 kW, 50 Nm, Motor TW-18.1<br />
Literaturverzeichnis:<br />
[1] Boldea, I. (1996). Reluctance Synchronous Machines and Drives (1. Ausg.). Oxford:<br />
Clarendon Press<br />
[2] Doncker, R. D., Pulle, D. W., & Veltman, A. (2011). Advanced Electrical Drives, Springer<br />
[3] Lange, T., Weiss, C., & De Doncker, R. (12 2017). Key Factors for the Design of<br />
Synchronous Reluctance Machines with Concentrated Windings. IEEE PEDS 2017<br />
[4] Lehner, B., & Gerling, D. (2016). Design Considerations for Concentrated Winding<br />
Synchronous Reluctance Machines. IEEE Transportation Electrification Conference<br />
and Expo, Asia-Pacific (ITEC-Asia-Pacific), Busan, S. 485–490<br />
[5] Nürnberg, W. (1962). Die Asynchronmaschine. Berlin/Göttingen/Heidelberg:<br />
Springer-Verlag OHG<br />
[6] Ponomarev, P., Alexandrova, Y., Petrov, I., Lindh, P., & Lomonova, E. (November<br />
2014). Inductance Calculation of Tooth-Coil Permanent-Magnet Synchronous<br />
Machines. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 61, NO. 11<br />
[7] TorqueWerk. (31. Januar <strong>2018</strong>). TorqueWerk.de. Abgerufen am 31. Januar <strong>2018</strong><br />
von TorqueWerk.com: https://torquewerk.de/en/<br />
Förderhinweis<br />
Das Projekt Torque-Drive (03EFHNW135) wird im Rahmen des<br />
Exist-Programms durch das Bundes ministerium für Wirtschaft und<br />
Energie und den Europäischen Sozialfonds gefördert.<br />
14<br />
100 Nm Messflansch<br />
Konzept des segmentierten Einbaumotors, (links) klassischer<br />
Antrieb, (rechts oben) angebauter Einbaumotor,<br />
(rechts unten) integrierter Direktantrieb<br />
<strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong> 121
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 5/<strong>2018</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 15. 05. <strong>2018</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 26. 04. <strong>2018</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
01 Intelligente und flexible Regler befähigen Prozesstechniker,<br />
Ablaufsteuerungen ohne Programmierkenntnisse selbst zu erstellen.<br />
Der Automatisierungsspezialist Hesch stellt nun eine Reglerplattform<br />
vor, die sich für mehr als nur den Einsatz in Thermoprozessen eignen soll<br />
02 Signale, Daten und Leitungen – das sind die elektrischen<br />
Über tragungsformen in einer Industrieanlage. Seit den 90er-Jahren als<br />
Industriestandard für Signal- und Datenanwendungen weitgehend<br />
etabliert, werden sie auch zunehmend zur Leistungsübertragung genutzt<br />
Der direkte Weg<br />
im Internet:<br />
www.<strong>antriebstechnik</strong>.de<br />
als E-Paper:<br />
www.engineering-news.net<br />
Redaktion:<br />
d.schaar@vfmz.de<br />
WORLD OF INDUSTRIES:<br />
www.en.engineering-news.net<br />
03 Windkraftanlagen sind extremen Belastungen ausgesetzt und<br />
stellen hohe Anforderungen an sämtliche Bauteile. Für den langlebigen<br />
Einsatz wurden nun Dichtungskonzepte für fett- oder ölgeschmierte<br />
Hauptlager entwickelt<br />
04 Sensoren zur Positionsüberwachung übernehmen in der Automatisierung<br />
hydraulischer Arbeitseinrichtungen wichtige Funktionen.<br />
Eingesetzt in Hebevorrichtungen oder Landmaschinen erleichtern sie<br />
u. a. die Arbeit des Fahrzeugpersonals<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
122 <strong>antriebstechnik</strong> 4/<strong>2018</strong>
HANNOVER Messe<br />
23.–27. April <strong>2018</strong><br />
Halle 15, Stand D09<br />
Frameless and Powerful.<br />
Schweizer BLDC-Motoren jetzt auch als Frameless-Kit. Erhältlich in<br />
fünf Leistungsstufen zwischen 30 W und 260 W.<br />
Rotor und Stator werden getrennt geliefert und erst beim Zusammenbau der Komponenten miteinander<br />
verbunden. Frameless-Motoren bieten ein Optimum an Drehmomentdichte und minimalem Volumen. Hohe<br />
Überlastbarkeit, geringes Rastmoment und genug Platz für Kabeldurchführungen. Erhältlich mit Aussendurchmessern<br />
von 43 bis 90 Millimeter.<br />
maxons Spezialisten beraten Sie gerne.<br />
www.maxonmotor.de