KEM Konstruktion 06.2017

Das
Engineering
Magazin
06 2017
www.kem.de
Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte
Titelstory Seite 50
Polymergleitlager erweisen sich
als langlebiger und günstiger
Schneller und
individueller
3D-Druck
Seite 30
Normen
in der Praxis
Serie Sicherheitstechnik
Seite 90
Laser als Basis
für Industrie 4.0
World of Photonics
Seite 98
Im Gespräch | „Materialkompositionen als Chance“
Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer Reichelt Chemietechnik – Seite 14
K|E|M Konstruktion 06 2017 1

Industrie
Fachwissen für Interdisziplinäre
Produktentwicklung
KEM Systems Engineering
Speziell für Sie als Verantwortliche für den Entwicklungsprozess.
Damit die Zusammenarbeit zwischen Mechanik- und Elektronik-
Spezialisten, Softwarenentwicklern, Automatisierungsprofis
und IT‘lern reibungslos klappt.
Jährlich 2 Sonderausgaben unter anderem mit diesen Themen:
• Systems Engineering – Methoden & Tools
• Industrie 4.0 / Internet of Things (IoT)
• Mechatronische Konfiguration
• Product Livecycle Management (PLM)
• Durchgängige Entwicklungs- und Programmiertools
• MES-Lösungen als Mittel der Wahl für die
ganzheitliche Steuerung
• Kommunikation/Security
• IT-Infrastruktur
... und vielen Anregungen und Ansätzen, wie
sich die interdisziplinäre Zusammenarbeit
in der Praxis methodisch und organisatorisch
umsetzen lässt.
aus develop³
wird KEM Systems
Engineering
kem.de/digitalisierung
Digitale
Ausgabe
2 K|E|M
lesen:
Konstruktion 06 2017
Aktuelle
Ausgabe
bestellen:
Hier finden Sie die passenden
Medien für Sie und Ihre Branche:
konradin.de/industrie
media.industrie.de

EDITORIAL
Tief Luft holen und hoch in
die Luft gehen
Einfach mal tief Luft holen und durchatmen. Atmen ist für die meisten von uns
selbstverständlich, aber es gibt auch Menschen, die unter ernsthaften gesund -
heitlichen Problemen leiden, und daher rund um die Uhr auf ein Beatmungsgerät
angewiesen sind. Das mobile, nur 1,8 kg leichte Beatmungsgerät EO-150
des französischen Medizintechnikherstellers Eove, das aktuell als leichtestes
mobiles Gerät in dieser Branche gilt, ermöglicht den Patienten mehr Freiheit
und Mobilität. Eines der wichtigsten Bauteile dieses Beatmungsgeräts ist ein
eingangsdruckausgleichendes Proportionalventil von Asco (Seite 62f).
Neben ihrer Verwendung als Atemgas wird komprimierte Luft in der Industrie
als Energiemedium zum Antreiben von Zylindern, Turbinen oder auch von Rohrpost
verwendet. Ein neues Druckluft-Rohrleitungssystem bei Ebm-Papst Mulfingen
am Standort Hollenbach bietet mehr Effizienz bei Installation und Betrieb sowie
Langlebigkeit (Seite 68ff).
Hoch in die Luft geht es mit den Ultraleicht- und LSA-Flugzeugen des nordfriesischen
Flugzeugbauers Breezer Aircraft. LSA steht für Light Sport Aircraft
und bezeichnet einmotorige Leichtflugzeuge mit ein oder zwei Sitzen. Die
durchsichtige Plexiglashaube der 1,16 m breiten Pilotenkanzel der Breezer-
Sportmaschine ist ein wichtiges Bauteil der Konstruktion. Sie muss immer sicher
und fest in ihrer Position bleiben und sich zum Ein- und Aussteigen auch im
Notfall schnell und problemlos öffnen lassen. Deshalb werden wartungsfreie
Teleskopschienen von Rollon zur Führung und Befestigung des beweglichen
Teils der Plexiglashaube eingesetzt (Seite 48f).
DER NEUE
KONFOKALE
INDUSTRIESTANDARD
confocalDT IFC2421/22
Konfokaler Mittelklasse-Controller
in Ein- und Zweikanal-Ausführung
Hochpräzise Weg- und Abstandsmessung
auf nahezu allen Oberflächen
Dickenmessung von Glas und
transparenten Objekten
2 Sensoren mit nur einem Controller
Extrem kleiner Messfleck zur
Erfassung kleinster Teile
Einfache Bedienung über Webbrowser
Für eine sichere Landung von Sport- und kleineren Geschäftsflugzeugen sorgen
zuverlässige Zusatz-Notausfahreinrichtungen des Bruchsaler Unternehmens
Hydraulik-Liftsysteme (HLS). Hier finden sich die präzisen Miniaturwechselventile
von Lee im Regelfall in Fahrwerkszylindern oder kleinen Ventilblöcken am Bremssystem
wieder (Seite 64f).
Dr.-Ing. Ralf Beck
Redakteur
KEM Konstruktion
ralf.beck@konradin.de
Übrigens: Nicht nur Überflieger haben jetzt die Möglichkeit, durchgängiges,
softwaregestütztes Engineering im E-Co-Lab (Engineering Collaboration Lab) zu testen.
Interessenten können sich direkt beim Fraunhofer IEM melden (Details s. Seite 6f)
Tel. +49 8542 1680
www.micro-epsilon.de/konfokal

Inhalt
06 2017
TITELTHEMA
Kunststoff schlägt Metall
bei Gleitlagern
Sie sind heute weltweit im Einsatz, Hochleistungskunststoffe
für bewegte Anwendungen. Im Alltag ebenso wie
in industriellen Umgebungen. Iglidur-Kunststoffgleitlager
von Igus verdrängen metallische Lösungen dabei zunehmend.
Denn die Tribo-Polymere bieten viele Vorteile.
Bild: Protiq
30
Der industrielle 3D-Druck eröffnet auch
neue Möglichkeiten im Produktdesign.
Was sich alles umsetzen lässt, zeigt das
Leistungsspektrum der Protiq GmbH.
Magazin
Branchennews
KEM fragt nach zum E-Co-Lab (Engineering Collaboration Lab) ......... 6
Rittal eröffnet Lefdal Mine Datacenter in Norwegen ....................... 8
Mehr Raum für Innovationen bei Delo in Windach ......................... 10
KEM Konstruktion Porträt
Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer Reichelt Chemietechnik
„Neue Materialkompositionen lösen spezielle Aufgaben“ ............ 14
Messe
All About Automation in Essen ..................................................... 104
Rapid.Tech in Erfurt ..................................................................... 104
Bild: Festo
60
Digitalisierte Pneumatik für die Industrie 4.0 zeigte Festo unter
der Bezeichnung Festo Motion Terminal auf der Hannover Messe.
Nun genügen 2/2-Wegeventile, die kombiniert über Motion Apps
programmiert werden.
Trends
Digitalisierung
Zuken will Entwickler von administrativen Aufgaben entlasten ..... 23
Alles unter einem Hut dank erweiterter Konstruktions-Suite ........ 24
Axoom Solutions macht Industrie 4.0 erlebbar .............................. 26
3D-Druck und Werkstoffe für den 3D-Druck
Pulverbettbasiertes Laserschmelzen mit Metallen ........................ 27
Einsatz des 3D-Drucks in der Industrie .......................................... 30
3D-Druck beschleunigt die Produkt-Bearbeitungsprozesse ........... 33
Mehr wirtschaftliche Hebelwirkung mit Connected Prototyping ... 36
KEM Konstruktion Perspektiven
3D-Druck/Additive Manufacturing
Zwischen Kinderschuh-Status und ausgereiftem Prozess ............. 38
Bild: Keller
82
Die Schweizer FPT Motorenforschung AG entwickelt
Motoren für das Powertrain-Segment von CNH
Industrial. An 30 Prüfständen setzt man auf die
Drucktransmitter von Keller.
Automatisierung
Sensoren & Messtechnik
Nano-präzise Messtechnik für High-End-Anwendungen ................ 78
Strömungsschalter für ökonomische Durchflussüberwachung ...... 80
Druckmessung unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen .......... 82
Elektrotechnische Bauelemente
Stiftkühlkörper für Datenzentren und mehr ................................... 84
Signal- und Arbeitsleuchten für explosionsgefährdete Bereiche .... 86
Hohe Ausfallkosten zuverlässig vermeiden .................................... 88
Sicherheitssysteme
Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 1 ................................... 90
Produkt-News aus dem Bereich Automatisierung. ..................... 92
4 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEU!
FLEX - Flexible Rohrheizkörper
HLP - Heizpatronen
50
Bild: Igus
RHK - Rohrheizkörper
Maschinenelemente
Gleit- & Wälzlager
Linearführungen in X-life-Qualität für die Automatisierung ........ 42
Präzisionslager für Werkzeugmaschinen nach Maß .................... 46
Teleskopschienen im Cockpit des Leichtflugzeugs Breezer ........ 48
Langlebige Kugelgewindetriebe auf Basis
detaillierter Analysen .................................................................. 54
Leichtbau-Linearsysteme aus Aluminium mit Direktantrieb ....... 56
Titelstory
Kunststoff schlägt Metall bei Gleitlagern .................................... 50
Fluidtechnik
Zuverlässige Speicherung von hydraulischer Energie ................. 58
Festo digitalisiert die Pneumatik für Industrie-4.0 ..................... 60
Proportionalventil für mobiles Beatmungsgerät ......................... 62
Wechselventile in hydraulischen Notausfahreinrichtungen ......... 64
Hydrostatische Elemente in Flachschleifmaschinen ................... 66
Durchdachtes Druckluft-Rohrleitungssystem für mehr Effizienz . 68
Messkupplungen für Hydrauliksysteme ..................................... 71
Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente ............... 72
Werkstoffe/Verfahren
Verfahren
Plasmaspritzen schützt Getriebe im Nassbereich ...................... 96
Scheibenlaser von Trumpf mit intelligentem Innenleben ............ 99
Produkt-News aus dem Bereich Werkstoffe/Verfahren ............. 100
KEM Konstruktion Service
Das englische Fachwort: Messtechnik ..................................... 102
Veranstaltungen und Publikationen ........................................... 104
Webinar: Multiphysik-Simulation .............................................. 105
Online-Tipps: Konfigurieren mit Item Machining Tool .............. 106
Aktuell in der elektro AUTOMATION ......................................... 107
Rubriken
Editorial ......................................................................................... 3
Wir berichten über ...................................................................... 10
Vorschau .................................................................................... 110
Inserentenverzeichnis ............................................................... 110
Impressum ................................................................................ 110
RP - Rohrwendelpatronen
HP/HPQ - Hohlpatronen
TE - Temperatursensoren
ALW - Leistungswiderstände
QUALITÄT AUS
DEUTSCHLAND
Türk+Hillinger GmbH
78532 Tuttlingen, Germany
Tel. +49 74 61 70 14 0
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und weitere Produkte
auf Anfrage
seit 1963

MAGAZIN
NACHGEFRAGT
NACHGEFRAGT
Industrie und Wissenschaft bauen deutschlandweit Testumgebung auf
„Durchgängiges Engineering
im E-Co-Lab einfach mal testen“
Der Spitzencluster it’s OWL hat zusammen mit dem KIT und Vertretern aus der Industrie den Startschuss
für den Aufbau einer deutschlandweiten Testumgebung für softwaregestützte Engineering-
Konzepte gegeben. Ziel ist, insbesondere Mittelständlern zu ermöglichen, mit geringem Aufwand
einfach neue Ideen auszuprobieren und Erfahrungen auszutauschen.
Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion
Wollen mit dem E-Co-Lab mittelständischen Unternehmen Chancen
eröffnen (v.l.n.r.): Thomas Böck (Mitglied der Konzernleitung der Claas
Gruppe), Georg Kraft (Senior Director Industrial Equipment, Dassault
Systèmes), Prof. Roman Dumitrescu (Geschäftsführer it‘s OWL und Direktor
Fraunhofer IEM), Prof. Jivka Ovtcharova (Institutsleiterin am KIT und Direktorin
am Forschungszentrum Informatik FZI), Dr. Christian Tschirner (Abteilungsleiter
Digital Engineering & Collaboration, Fraunhofer IEM und Ansprechpartner
für das E-Co-Lab) sowie Matthias Knoke (Leiter
Virtuelle Produktentwicklung bei Miele)
Über die zunehmende Komplexität von Entwicklungsprojekten aufgrund
des immer engeren Zusammenspiels von Mechanik, Elektrotechnik
und Software berichtet die KEM Konstruktion nicht zuletzt in
der zweimal pro Jahr erscheinenden Sonderausgabe Systems Engineering.
Um zu zeigen, welche Rolle ein durchgängiges, softwaregestütztes
Engineering spielen kann, bauen Industrie und Wissenschaft
nun zusammen sogenannte E-Co-Labs auf – Testumgebungen, in denen
interessierte Unternehmen Konzepte und Ideen einfach testweise
einmal im wahrsten Sinne des Wortes ‚durchspielen‘ können. Das Angebot
richtet sich vor allem an Mittelständler und unterstützt diese
nicht zuletzt über den so möglichen Erfahrungsaustausch.
Das hinter dem E-Co-Lab (Engineering Collaboration Lab) stehende
Netzwerk kann sich sehen lassen, umfasst es doch einige der Haupt -
akteure im Spitzencluster it’s OWL. Vor allem die Beteiligung des Landmaschinenherstellers
Claas und des Haushaltsgeräteherstellers Miele,
die solche Konzepte bereits erfolgreich in der Praxis umsetzen, dürfte
ein nicht zu unterschätzender Vorteil sein. Auf wissenschaftlicher Seite
ist das Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik IEM mit
von der Partie, das sich bereits seit Jahren mit dem Systems Engineering
(SE) beschäftigt und 2013 den Nutzen durchgängiger Werkzeugket-
Bild: Konradin Mediengruppe
ten in der Studie „Systems Engineering in der industriellen Praxis“ herausgestellt
hat. Dreh- und Angelpunkt ist deswegen auch das SE Live
Lab, in dem das E-Co-Lab angesiedelt ist. Da das Netzwerk deutschlandweit
aufgebaut werden soll, ist zudem von Beginn an auch das
Karlsruher KIT mit an Bord – seinerseits ebenfalls erfahren in der Umsetzung
digitaler Konzepte. Die Engineering-Umgebung steuert
schließlich der französische Softwarehersteller Dassault Systèmes in
Form der 3DExperience-Plattform bei.
Das Konzept des E-Co-Labs selbst ist einfach: Unternehmen erhalten
einen Testzugang für die Engineering-Lösung und können – am Beispiel
eines eigenen Projektes! – den Nutzen verschiedener Anwendungen
für die eigene Entwicklungsarbeit testen und validieren. Im Vordergrund
stehen durchgängige Engineering-Prozesse und eine vernetzte
Zusammenarbeit. Mittels eines solchen Testzugangs entwickelten übrigens
Miele, Dassault Systèmes und das Fraunhofer IEM bereits 2015
einen Demonstrator, der auch auf der Hannover Messe zu sehen war.
Nachfolgend jeweils ein Statement der Initialpartner zum E-Co-Lab:
Thomas Böck, Mitglied der Konzernleitung der Claas Gruppe: „Wir
wollen uns sowohl austauschen als auch von anderen lernen, nicht zuletzt
aber auch kommende Fragestellungen eruieren – die sich im Unternehmen
nicht so einfach behandeln lassen. Genau dafür ist solch ein
Testbed interessant, weil es zudem die Chance bietet, mit Wissenschaftlern
gemeinsam Fragestellungen zu präzisieren. Entscheidend
ist, dass eben nicht nur das Tool, sondern vor allem die dahinterstehende
Methodik für uns interessant ist. Auf Basis dieser Erkenntnisse können
wir dann den Umbau unserer eigenen Organisation vorantreiben.“
Matthias Knoke, Leiter Virtuelle Produktentwicklung bei Miele:
„Durchgängigkeit in der Produktentwicklung mechatronischer Systeme
bedeutet, dass die verschiedenen Aspekte des Entwicklungsprozesses
– wie das Anforderungsmanagement oder die Systemsimulation
mit Hilfe einer gemeinsamen Datenbasis – miteinander verknüpft sind.
6 K|E|M Konstruktion 06 2017

NACHGEFRAGT
NACHGEFRAGT
MAGAZIN
So wird die effiziente Zusammenarbeit großer und interdisziplinärer
Entwicklerteams ermöglicht. Für uns selbst ist dabei insbesondere die
Nachverfolgbarkeit im Entwicklungsprozess wichtig.“
Prof. Jivka Ovtcharova, Institutsleiterin am KIT und Direktorin am
Forschungszentrum Informatik FZI: „Das Thema Systems Engineering
ist angesichts der wachsenden Dynamik und Komplexität in der
Produktentwicklung eminent wichtig für den Mittelstand. Die Möglichkeit,
in einer vernetzten Umgebung frei von Angst experimentieren zu
können – mit eigenen Modellen! –, erlaubt es, ein Gefühl dafür zu bekommen,
welche Tools und Konzepte ein Unternehmen voranbringen.
Nicht zuletzt mit dem 2014 am KIT gegründeten ‚Industrie 4.0 Collaboration
Lab‘ im Lifecycle Engineering Solutions Center (LESC) können
wir hier auch unsere Erfahrungen beisteuern. Wichtig ist das Thema
auch für die Ingenieursausbildung – Interaktivität und Praxisorientierung
sind für Sudierende extrem wichtig.“
Prof. Roman Dumitrescu, Direktor am Fraunhofer IEM und Geschäftsführer
it’s OWL: „Moderne Softwarelösungen bieten viel, besonders
der Mittelstand tut sich mit der Nutzung aber schwer – das Vorgehen
ist unklar, die hohen Investitionskosten schrecken ab, weswegen
Unternehmen meist zu vermeintlich überschaubareren und kostengünstigeren
Einzellösungen greifen. Eine durchgängige Produktentwicklung
ist hiermit aber schwer umzusetzen. Umfragen belegen, dass
durchgängige Werkzeugketten – in Verbindung mit einem sinnvollen
methodischen Ansatz! – in der Industrie als Erfolgsrezept bereits erkannt
aber noch nicht umgesetzt werden. Im Spitzencluster it’s OWL
haben wir das Entwickeln mit Softwareunterstützung speziell im Mittelstand
aber bereits erprobt und wollen diese Erfahrung weitergeben.
Georg Kraft, Senior Director Industrial Equipment, Dassault Systèmes:
„Gerade kleinere und mittlere Unternehmen stehen vor der Herausforderung,
die Komplexität der Produktentwicklung in den Griff zu
bekommen. Hier wollen wir durch die Bereitstellung unserer Plattform
die Möglichkeit bieten, das einfach einmal auszuprobieren – ohne vorab
in langen Projekten die Eignung von Entwicklungsumgebungen evaluieren
zu müssen. So lässt sich herausfinden, wie sich Konzepte wie
das Systems Engineering oder weitergehend auch die Umsetzung von
Industrie 4.0 im eigenen Unternehmen realisieren lassen.“
Hinweise:
[1] Einen Bericht zu den bei Miele gesammelten Erfahrungen veröffentlicht die KEM Konstruktion
in der am 10. Okt. 2017 erscheinenden Sonderausgabe Systems Engineering
2 2017. Interessenten können unter kem.redaktion@konradin.de eine Ausgabe bestellen.
[2] Erste Ergebnisse werden auf dem Tag des Systems Engineerings TdSE vorgestellt, der
von 8. bis 10. Nov. 2017 im Heinz Nixdorf Museumsforum in Paderborn stattfindet.
[3] Unernehmen, die Interesse am E-Co-Lab und am Erfahrungsaustausch haben,
können sich bei Dr.-Ing. Christian Tschirner, Fraunhofer IEM direkt melden:
Tel. 05251/5465334, christian.tschirner@iem.fraunhofer.de
Geplanter Projektstart für das E-Co-Lab ist Sommer 2017.
Weiterführende Infos zum E-Co-Lab
(Engineering Collaboration Lab):
http://hier.pro/RaGOP
Oft nicht zu sehen.
Mink Flex-System ®
Die Leistung unübersehbar.
Flexibles Abdichten
in Mink Qualität.
DREIFACH
FLEXIBEL,
EINFACH GENIAL
Gewusst wie...
Think Mink! ®
K|E|M www.mink-buersten.com
Konstruktion 06 2017 7

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
Europas wohl umweltfreundlichste Rechenzentrum steht in Norwegen
Rittal eröffnet Lefdal Mine Datacenter
Das kosteneffizienteste, sicherste und umweltfreundlichste Rechenzentrum in Europa zu sein – das ist das Ziel
von Lefdal Mine Datacenter (LMD) in Norwegen. Mit der Eröffnung Mitte Mai 2017 hat das Rechenzentrum die
Ausbaustufe 1 abgeschlossen und 45 MW Kühlleistung sind nun einsatzbereit. Die Anlage im ehemaligen
Bergwerk setzt Maßstäbe für die Rechenzentrumsindustrie.
Die Daten werden von Felswänden geschützt, die eine natürliche Abschirmung bieten
Als strategischer und Technologiepartner bietet
Rittal vorkonfigurierte, modulare und skalierbare
Infrastruktur für dieses Rechenzentrumsprojekt.
Anlässlich der Eröffnung sagte
Dr. Karl-Ulrich Köhler, Vorsitzender der Geschäftsführung
von Rittal International: „Die
laufende digitale Transformation wird zweifellos
zu einer höheren Nachfrage an Rechenzentrumskapazität
führen und in der Folge zu
Bild: Rittal
der Fertigungslinien und -anlagen,
wie das Werk für Mobileund
Windlösungen in Forli Italien
sowie der Neubau einer
Produktionsstätte im indischen Pune für Getriebe
in industriellen Anwendungen. Darüber
hinaus wurde bereits angekündigt, dass
die Konzernzentrale nach Industrie 4.0-Anforderungen
und modernen Energieeffizienzkriterien
neu gebaut werden soll. Produktseitig
gesehen bietet Bonfiglioli bereits für eine
Vielzahl seiner Produkte ein Condition-Monieiner
hocheffizienten Industrialisierung der
Rechenzentrumsinfrastruktur und Dienstleistungen,
mit anderen Worten – einer intelligenten
Standardisierung. Als Spezialisten auf
diesem Gebiet sind wir überzeugt von hocheffizienter
Industrialisierung.“ An der Westküste
von Norwegen gelegen, wird das
120000 m² große Rechenzentrum ausschließlich
mit erneuerbaren Energien betrieben.
Darüber hinaus wird es durch Wasser
aus dem nahegelegenen Fjord gekühlt. Die
Energiekosten sind entsprechend gering und
das System erreicht einen PUE-Wert (Power
Usage Effectiveness) von weniger als 1,15.
Zudem bietet das LMD große Flexibilität, da
der verfügbare Speicherplatz sehr variabel
ist. Die Größe und die Kapazität, die die 16
Meter hohen Hallen im Berg sowie die dazugehörige
Logistik bieten, ermöglichen somit
unterschiedliche, skalierbare Lösungen. Darüber
hinaus wird das Lefdal Mine Datacenter
eines der sichersten Rechenzentren
Europas werden. Die Daten werden von Felswänden
geschützt, die eine natürliche Abschirmung
gegen elektromagnetischen Impulse
(EMP) bieten. Die Anlage ist nur von
zwei Zutrittspunkten zugänglich und bietet
damit ein hohes Maß an natürlicher Sicherheit
und Zugangskontrolle. Der Aufbau und
die Dokumentation der Infrastruktur-Installationen
sind streng vertraulich. Speziell ausgebildetes
Personal überwacht die Anlage rund
um die Uhr.
bt
www.rittal.de
Umsatz in Asien und Amerika legt überproportional zu
Bonfiglioli wächst weiter
Der italienische Antriebsspezialist verbuchte
2016 mit 790 Mio. Euro Umsatz das nächstes
Rekordjahr seiner über sechzigjährigen Geschichte.
In den letzten drei Jahren stieg der
Umsatz in den Regionen Asien und Amerika
mit mehr als 20 % am stärksten, besonders
in Brasilien, China, Indien und Russland. Jedoch
sind Europa und der Mittlere Osten mit
fast 57 % des Gesamtumsatzes nach wie vor
die wichtigsten Märkte. Der Rest des Umsatzes
teilt sich auf in 20 % in Nord- und Südamerika
sowie 23 % in der Region Asien/Pazifik,
bei einer jährlichen Wachstumsrate von
15 %. Bonfiglioli ist überzeugt, dass die Produktionswerke
die Grundlage für den Kundennutzen
sind. Deshalb investiert das Unternehmen
große Summen in sein Produktportfolio
sowie die Weiterentwicklung der Pro-
duktionsstätten. Zudem verstärkt
Bonfiglioli seine weltweite
Präsenz und Produktionskapazitäten
durch den
Ausbau des Forschungs- und
Entwicklungszentrums und
Bonfiglioli verstärkt seine weltweite Präsenz unter anderem durch
den Neubau einer Produktionsstätte in Pune, Indien, für Getriebe
in industriellen Anwendungen
toring-System an, das den Antrieb überwacht,
notwendige Wartungsarbeiten meldet
und damit längere Stillstandzeiten verhindert.
Für das Geschäftsjahr 2017 prognostiziert der
Antriebsspezialist aus Italien einen lebhaften
Markt mit weiterhin positivem Wachstum. ik
www.bonfiglioli.de
Bild: Bonfiglioli
8 K|E|M Konstruktion 06 2017

K|E|M Konstruktion 06 2017 9

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
Mehr Raum für Innovation in Windach
Forschungsministerin Wanka weiht Delo-Gebäude ein
„Offenheit,
Erreichbarkeit und
kurze Wege – das
spiegelt unsere
gelebte Kommu -
nikationskultur
wider.“
Bild: Delo
Die Geschäftsführerin Sabine Herold und die
Bundesforschungsministerin Wanka testen
die Festigkeit eines Klebstoffes bei der Einweihungsfeier
in Windach
In Anwesenheit von Bundesforschungsministerin
Johanna Wanka eröffnete Delo am
Standort Windach ein neues Verwaltungsgebäude.
Auf einer Fläche von 4600 m² bietet
es ausreichend Raum für 150 weitere Arbeitsplätze.
Das moderne Gebäude fügt sich
harmonisch in die bestehende, gradlinige Bebauung
mit ihrem lockeren Campuscharakter
ein. Bei der Innenarchitektur legte das Unternehmen
besonderen Wert auf gute Arbeitsbedingungen,
Transparenz und Flexibilität.
Der Mittelständler erzielte zuletzt 38 % des
Umsatzes von 95 Mio. Euro mit Produkten,
die jünger als drei Jahre sind. „Deutschland
ist stark als Innovationsführer und Exporteur
von forschungsintensiven Gütern. Dafür
brauchen wir neben guten politischen Rahmenbedingungen
mutige Unternehmen wie
Delo, die mit innovativen Produkten internationale
Märkte erreichen und erfolgreich Nischen
besetzen. Solche ,Hidden Champions‘
unterstützen wir, mit Forschung und mit einer
modernen Fachkräfteausbildung“, sagte
Bundesforschungsministerin Johanna Wanka
bei ihrem Unternehmensbesuch. Wie bei
den bestehenden Gebäuden besitzen alle
Büros im Neubau Glasfronten nach innen.
Das sorgt nicht nur für viel natürliches Tages-
licht, sondern fördert auch den Austausch.
„Durch die Türen und Wände aus Glas sieht
man gleich, ob ein Kollege telefoniert oder
gerade Zeit hat“, so Herold. „Der Weg zur Besprechung
in der nächsten WLAN-Arbeitslounge
beträgt meist nur wenige Meter.“
In den letzten Jahren wurden bereits die Labor-,
Produktions- und Lagerkapazitäten erweitert.
Da das Unternehmen seit Bezug des
Standortes Windach 2007 die Mitarbeiterzahl
von 180 auf 580 mehr als verdreifacht hat,
wurde nun die Erweiterung nötig.
bt
www.delo.de
Wir berichten über
Airtec ............................................. 72
Altair .............................................. 38
Amazone ....................................... 38
Amphenol FCI ............................... 84
Ansys ............................................ 38
Asco Numatics .............................. 62
Atlas Copco ................................... 12
Atos ............................................... 73
Attocube Systems ......................... 78
August Steinmeyer ........................ 54
Aventics ......................................... 76
B&R ......................................... 12, 94
BASF ............................................ 100
Bender ........................................... 88
Bonfiglioli ......................................... 8
Bosch ............................................. 12
Breezer Aircraft ............................. 48
Cadfem .......................................... 38
Canyon Bicycles ............................ 36
Claas ................................................ 6
Comsol Multiphysics ................... 105
Conrad Business ........................... 94
CTX Thermal Solutions .................. 84
Dassault Systèmes .......................... 6
Datron ............................................ 76
Delo ............................................... 10
Ebm-Papst Mulfingen .................... 68
Ejot .............................................. 100
Emerson ........................................ 62
EOS ............................................... 38
Eove .............................................. 62
Eplan ............................................. 25
Euchner ......................................... 90
Festo ............................................. 60
Fibro .............................................. 72
Findling .......................................... 76
FPT Motorenforschung ................. 82
Franke ............................................ 56
Fraunhofer IEM ............................... 6
Fraunhofer-Institut für Graphische
Datenverarbeitung IGD .................. 38
Ganter ............................................ 74
Heinz Stöckel Werkzeugmaschinen
..................................... 66
Hermle .......................................... 38
Hummel ........................................ 95
Hydraulik-Liftsysteme .................... 64
Hyprostatik Schönfeld ................... 66
IDS ................................................ 92
Igus ............................................... 50
IMI Buschjost ................................ 73
Intel ............................................... 94
Item ............................................. 106
Kaydon .......................................... 46
Kegelmann Technik ........................ 36
Keller ............................................. 82
KIT ................................................... 6
Knapp Wälzlagertechnik ................. 75
KVT-Fastening .............................. 100
Lapp .............................................. 92
Lee ........................................ 64, 106
Liebherr-Aerospace ....................... 38
LineMetrics ................................... 94
Mader ............................................ 68
Miele ............................................... 6
Minitec .......................................... 13
Minitec Smart Solutions ................ 13
MSC .............................................. 38
MVTec ........................................... 93
Nachi .............................................. 76
Norelem ........................................ 75
NSK ................................................ 74
Optibelt ......................................... 77
Orbit Antriebstechnik .................... 77
Pallas ............................................. 96
Parker Hannifin ........................ 12, 58
Patlite ............................................ 86
Phoenix Contact ...................... 30, 93
Physikalisch-Technische
Bundesanstalt ............................... 78
Polytec ........................................... 94
Preinfalk ........................................ 96
Protiq ............................................. 30
Proto Labs ..................................... 33
RCT Reichelt Chemietechnik ......... 14
Renishaw Plc ................................. 38
Rittal ........................................ 8, 104
Rodriguez ...................................... 46
Rollon ...................................... 12, 48
Rubis Precis ................................. 101
Schaeffler ...................................... 42
Sick ................................................ 95
Siemens ........................... 24, 25, 101
Simufact ........................................ 38
Sony ........................................ 92, 95
Stauff ............................................. 72
Stemmer Imaging ......................... 95
Teledyne Dalsa .............................. 95
Trumpf ........................................... 98
Turck .............................................. 94
Uhing ............................................. 13
Universität Erlangen-Nürnberg ...... 38
Voss Fluid ...................................... 71
Voxeljet .......................................... 38
Wika ............................................ 106
Wittenstein .................................... 78
Yamaichi ........................................ 93
Zuken ............................................ 23
10 K|E|M Konstruktion 06 2017

Was bewegt 24/7?
K|E|M Konstruktion 06 2017 11

MAGAZIN
BRANCHENNEWS
PERSONEN
Mats Rahmström,
Atlas Copco
Mats Rahmström ist neuer
Präsident und Vorstandsvorsitzender
der schwedischen
Atlas Copco AB. Er löst
Ronnie Leten ab, der den
Konzern acht Jahre lang erfolgreich
geführt hatte. Rahmström ist der zwölfte
CEO und Präsident seit Gründung von Atlas
Copco 1873.
Ulrich Jochem,
Parker Hannifin
Parker Hannifin hat Ulrich
Jochem zum neuen General
Manager der Hydraulic
Controls Division Europe bestellt.
Damit ist Jochem ab
sofort verantwortlich für die
Entwicklung und Fertigung von Industriehydraulik-Komponenten
am Stammsitz in Kaarst, in den
Werken in Oberndorf am Neckar und im finnischen
Tampere sowie im italienischen Cellatica.
Rüdiger Knevels, Rollon
Rüdiger Knevels wurde zum
General Manager Rollon
International, Member of
Board, berufen. Seine Position
als Geschäftsführer der
Düsseldorfer Rollon GmbH
bleibt davon unberührt. Die
italienische Rollon Group zählt zu den führenden
Anbietern für Linear- und Teleskopführungen,
Linearachsen und lineare Bewegungssysteme für
die Industrieautomation.
Marcus Eisenhuth,
Schaeffler
Zum 1. April 2017 hat
Marcus Eisenhuth die Leitung
Industrie Europa der
Schaeffler Gruppe übernommen.
In dieser Position verantwortet
er das Direktkunden-
und Vertriebspartnergeschäft für die
Schaeffler- Region Europa, zu der neben Europa
Indien, der Mittlere Osten und Afrika zählen.
Umsatz bei Bosch gesteigert
Die Welt von morgen gestalten
Dr. Volkmar Denner, Vorsitzender der Bosch-
Geschäftsführung
Die Bosch-Gruppe ist gut ins neue Geschäftsjahr
gestartet. Der Umsatz des Technologieund
Dienstleistungsunternehmens stieg im
ersten Quartal um 12 %, wechselkursbereinigt
um 11 %. Alle Unternehmensbereiche
und Regionen konnten in den ersten drei Monaten
2017 teils deutlich zulegen. Für das lau-
Ziel von B&R ist die Umsatzmilliarde
Ausbau der F&E- und Produktions-Standorte
Hans Wimmer, Managing Director, und Peter
Gucher, General Manager, haben auf der
Hannover Messe bekannt gegeben, dass die
Produktionskapazitäten von B&R weiter ausgebaut
werden sollen. Zudem entstehen
neue Arbeitsplätze am Forschungsstandort
Salzburg: „Damit kommen wir unserem Ziel,
die Umsatzmilliarde zu erreichen, einen bedeutenden
Schritt näher.“ Als einzigartige
Chance für Mitarbeiter, Kunden und den
Standort Eggelsberg bezeichnete Wimmer
die Übernahme durch ABB. Die Transaktion
wird voraussichtlich Anfang Sommer abgeschlossen
sein. „ABB bietet eine großartige
Plattform für das nächste Kapitel in unserer
Wachstumsgeschichte“, sagte Wimmer. „Gemeinsam
können wir in Zukunft sämtliche
Anforderungen unserer Kunden für das Industrial
IoT abdecken.“ Innerhalb des ABB-
Konzerns ist B&R eine eigenständige Business
Unit, die am Markt weiterhin als rechtlich
eigenständiges Unternehmen agieren
wird. „Daher bleiben die Management-Strukturen
und alle Ansprechpartner für unsere
Kunden gleich“, betonte Wimmer. Um für die
stetig steigende Nachfrage nach B&R-Produkten
gerüstet zu sein, erhöht das Unternehmen
am Hauptsitz in Eggelsberg gerade
die Produktionskapazität um 20 %. Der
Standort Gilgenberg – wenige Kilometer von
Eggelsberg entfernt – wird ebenfalls erwei-
Bild: Bosch
fende Jahr strebt Bosch wegen verhaltener
Konjunkturaussichten und geopolitischer Unsicherheiten
ein Umsatzwachstum zwischen
3 % und 5 % an. Das Ergebnis soll ungeachtet
weiterhin hoher Vorleistungen in die Zukunftssicherung
steigen. „Unser geschäftlicher
Erfolg heute schafft uns die Gestaltungsmöglichkeiten
für die Welt von morgen“,
sagte Dr. Volkmar Denner, Vorsitzender der
Bosch-Geschäftsführung, anlässlich der Bilanz-Pressekonferenz.
„Als Innovationsführer
gestalten und treiben wir die Transformation“,
so Denner weiter. 2016 stieg der Umsatz der
Bosch-Gruppe auf 73,1 Mrd. Euro. Das entspricht
einem Wachstum von 3,6 %, wechselkursbereinigt
um 5,5 %. Die Wechselkursbelastungen
summierten sich im vergangenen
Jahr auf 1,3 Mrd. Euro.
ik
www.bosch.com
Hans Wimmer: „Mit der Orange Box machen
wir Bestandsanlagen fit für das Industrial
Internet of Things“
tert. Dort baut B&R eine mechatronische Fertigung
auf. Erweitert und modernisiert wird
auch das Salzburger Entwicklungsbüro. Dort
entstehen 50 Arbeitsplätze für die Entwicklung
von industriellen Kommunikationstechnologien,
Robotik und Steuerungstechnik.
Basis für das stetige Wachstum von B&R seien
die Produkt-Innovationen. Auf der Hannover
Messe wurde die Orange Box vorgestellt.
Mit diesem Lösungspaket bietet B&R
Anlagenbetreibern die Möglichkeit, ihre Bestandsanlagen
zu vernetzen. Die Orange Box
erfasst Effizienz-Daten von bereits installierten
und Linien und reicht diese an übergeordnete
Systeme oder die Cloud weiter. ik
www.br-automation.com
Bild: B&R
12 K|E|M Konstruktion 06 2017

Tochterunternehmen Minitec Smart Solutions
Minitec gründet Startup für Assistenzsysteme
Kernziel der neu gegründeten Minitec Smart
Solutions GmbH ist die Entwicklung und Vermarktung
eines modularen Baukastens eines
innovativen Assistenzsystems für manuelle
Arbeitstätigkeiten im industriellen Umfeld.
Dazu werden unterschiedliche Software- und
Hardwarekomponenten entwickelt, die miteinander,
mit angeschlossenen Geräten und
mit der Produktions-IT kommunizieren und
kooperieren, um eine für den Kunden maßgeschneiderte
Lösung kostengünstig herstellen
zu können. Das Assistenzsystem besteht,
je nach Wunsch und Anwendung, aus
Bildschirmen, Projektoren, Pick-by-Light-Systemen,
Kameras und weiteren Komponenten
sowie passender Software. Durch Erkennung
der Intentionen des Werkers sowie Wissen
über das aktuell herzustellende Produkt kann
Bild: Minitec
Das Tochterunternehmen wurde zur Entwicklung
und Vermarktung eines Assistenzsystems für die
manuelle Montage gegründet
die Software passende Zusatzinformationen
liefern oder die nächsten Arbeitsschritte visualisieren
und überwachen.
bt
www.minitec.de
Uhing zieht nach Flintbeck
Produktionsprozess
optimal positioniert
Was lange Zeit geplant war, wurde
in diesem Frühjahr Wirklichkeit:
Anfang April verließ die Joachim
Uhing GmbH & Co. KG die
seit den 70er-Jahren genutzten
Unternehmensgebäude in Mielkendorf.
Das neue Domizil liegt
in Flintbek. Bis ins Detail wurde
es nach den Anforderungen des
Betriebes konzipiert. Der von außen
modern und kubisch anmutende
Neubau hat es in sich:
Zwar ist die Grundfläche im Vergleich
zu der des bisherigen Firmensitzes
nahezu gleich geblieben.
Doch sind nun alle am Produktionsprozess
beteiligten Abteilungen
optimal positioniert.
Die kurzen, schnellen Wege in
dem neuen Gebäude sorgen für
eine hohe Effizienz der Arbeitsabläufe.„Wichtig
waren uns darüber
hinaus Aspekte wie Arbeitsschutz,
Lärmemissionen und der
Schutz vor Brandgefahr“, erklärt
Geschäftsführer Jörg Wadehn.
Zudem unterliegt das Unternehmen
am zukünftigen Standort
keinerlei Produktionsbeschränkungen.
So würde nun ein Mehrschichtbetrieb
möglich sein. bt
www.uhing.com
Im neuen Unternehmensgebäude in
Flintbek sind nun alle am Produktionsprozess
beteiligten Abteilungen
optimal positioniert
Bild: Uhing
WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE
WWW.RW-KUPPLUNGEN.DE

MAGAZIN
PORTRÄT
PORTRÄT
Im Gespräch: Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.
„Mit Materialkompositionen
lassen sich auch spezielle Aufgaben lösen“
In fast vierzig Jahren konnte sich RCT Reichelt Chemietechnik ein umfangreiches Know-how rund um
den Einsatz von Kunststoffen im Maschinen-, Anlagen- und Apparatebau erarbeiten. Mit dem Firmengründer
und Geschäftsführer Dr. Peter Reichelt sprach KEM Konstruktion über neue Materialien und
Angebote sowie Tipps für Konstrukteure.
Interview: Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion
KEM Konstruktion: Dr. Reichelt, gibt es angesichts Ihres umfangreichen
Angebots noch Potenzial für Neues?
Reichelt: Definitiv – wir sind stets auf der Suche nach neuen Materialien
und Produkten, mit denen wir unser Angebot erweitern können.
Derzeit sind wir beispielsweise dabei, unser Portfolio bezüglich
der Antriebstechnik unter der Produktgruppen-Bezeichnung Thomadrive
auszubauen. Hinzu kommen neue interessante Verbundmaterialien,
etwa Materialkompositionen aus Ethylen-Propylen-Dien-
Kautschuk (EPDM) und Polypropylen (PP) oder ganz aktuell Ethylentetrafluorethylen
(ETFE) und Polyurethan (PUR). Nicht nur hier arbeiten
wir auch mit Partnern zusammen, die uns ihr Produkt-Knowhow
zur Verfügung stellen. In der Summe bieten wir auf diese Weise
über alle sieben Produktgruppen hinweg zirka 80.000 Artikel an –
rund zwei Drittel davon halten wir auf Lager! Entscheidend dabei ist
unsere Philosophie des Angebots und Vertriebs der kleinen Quantität
– verbunden mit einer hohen Verfügbarkeit der Produkte und damit
der Lieferung ‚just in time‘.
KEM Konstruktion: Wollen Sie uns etwas mehr verraten speziell
zu den Verbundmaterialien?
Reichelt: Innerhalb unserer Thomaplast-Halbzeuge ist das die Produktreihe
Thomapren, die High-Tech-EPDM/PP-Platten umfasst als
Materialkomposition aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk und
Polypropylen mit stabilisierenden Additiven. Die EPDM/PP-Platte
gibt es standardmäßig in unterschiedlichen Materialstärken ab
0,5 mm Dicke. Die Shore-Härte liegt bei A 64 ±5 gemäß DIN 53503.
Das Material ist beständig bis maximal +135 °C, kurzfristig aber
auch bis +150 °C, weist eine sehr gute chemische Beständigkeit auf
und entspricht den Regelwerken der FDA-Norm 21, CFR § 177.2600,
LMBG, NSF 51 sowie EU 2003/11/EC. Gerade für die Lebensmittelsowie
Biotechnik stellt die Thomapren-High-Tech-EPDM/PP-Platte
eine Neuheit dar, da sie alle wichtigen Parameter der FDA-Konformität,
der thermischen Belastbarkeit sowie der chemischen Resistenz
vereint. Richtungsweisend sind weiterhin Sandwich-Platten aus
Butyl (IIR), FPM/FKM (Viton) oder Silikon (Silikon-Kautschuk/Thomasil)
jeweils mit Thomaflon-Auflage (PTFE); standardmässig ab 1 mm
Materialstärke ab Lager verfügbar.
KEM Konstruktion: Mit der Kombination zweier Grundmaterialien
kann ich also ganz gezielt auf die Anforderungen der jeweiligen
Applikation eingehen...
„Pro Jahr verlegen wir 13 Handbücher in einer Gesamtauflage von 3,2 Mio.
Exemplaren allein für den deutschen Markt“, betont Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer
von RCT Reichelt Chemietechnik im Gespräch mit KEM Konstruktion.
Adressiert werden die Branchen Maschinenbau, Chemietechnik,
Konstruktionstechnik, Prozesstechnik, Biotechnik und Labortechnik
Bild: Michael Omori Kirchner/Konradin Mediengruppe
Reichelt: ...weil diese Kombimaterialien gleichermaßen beständig
wie auch flexibel sind! Das ist vor allem in der Pharmazie sowie der
Medizin- und Biotechnik ein wichtiges Thema, beispielsweise bei
der Fermentation. Will man hier die Behälter auskleiden und das
Material verschweißen, geht das mit anderen Elastomeren nicht so
leicht. Von Vorteil ist hier, dass wir viel mit kleinen Unternehmen sowie
Start-ups sprechen, die Ideen auch umsetzen. Ein weiteres Beispiel
sind etwa ETFE/PUR-Verbundschläuche (Anm. d. Red.: siehe
Kasten ‚Tipp‘). Deren Innenseele besteht aus Ethylentetrafluorethylen
(ETFE) mit Polyurethan (PUR) als Außenmantel – was kleinste
Biegeradien ohne Knickgefahr ermöglicht.
Bild: Michael Omori Kirchner/Konradin Mediengruppe
14 K|E|M Konstruktion 06 2017

PORTRÄT
PORTRÄT
PORTRÄT
MAGAZIN
Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer,
RCT Reichelt Chemietechnik
K|E|M Konstruktion 06 2017 15

MAGAZIN
PORTRÄT
PORTRÄT
Bild: Michael Omori Kirchner/Konradin Mediengruppe
„Gerade für die Lebensmittel-
sowie Biotechnik
stellt die Thomapren-
High-Tech-EPDM/PP-
Platte eine Neuheit dar,
da sie alle wichtigen
Parameter der FDA-
Konformität, der thermischen
Belastbarkeit
sowie der chemischen
Resistenz vereint.“
Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer, RCT Reichelt Chemietechnik
der Schlauch löst sich auf oder er platzt. Dies kann vermieden werden,
wenn man die physikalische Chemie im Auge behält und versteht,
wie die einzelnen Parameter zusammenspielen.
KEM Konstruktion: Im Zusammenhang mit der allgegenwärtigen
Industrie-4.0-Debatte steht vor allem das Thema der vorausschauenden
Wartung im Vordergrund. Sehen Sie den Bedarf,
den Schlauch an sich ‚smart‘ zu machen – sprich mit Sensorik
auszustatten, so dass sich der Zustand permanent erfassen
lässt?
Reichelt: Der Aspekt Industrie 4.0 ist für uns noch kein Thema und
wird, so glaube ich, auch so schnell keines werden. Will man sich in
diesen Gedanken ‚hineinfühlen‘, so müssten die Schläuche beispielsweise
mit Sensoren ausgerüstet werden, um rechtzeitig Informationen
an die Steuerungsebene weiterzugeben. Für Schläuche
eine hochinteressante, gleichzeitig aber auch schwierige Aufgabe –
KEM Konstruktion: Ein Kernelement Ihres Angebots ist die
Schlauchtechnik mit der Marke Thomafluid. Welche Anforderungen
der Anwender wollen Sie hier adressieren?
Reichelt: Die Produktsparte Thomafluid ist eindeutig unser Hauptumsatzträger.
Als ich vor 39 Jahren die Gesellschaft gründete, begannen
wir mit einem schmalen Schlauchangebot neben anderen
Produkten der Schlauchtechnik – etwa Schlauchfittings, Hähnen,
Ventilen und Pumpen. Es stellte sich jedoch heraus, dass das
Schlauch-Programm überproportional angenommen wurde und uns
Kundenanfragen erreichten, die uns ermutigten, das Programm expansiv
zu erweitern. Im Vordergrund stand hierbei ein Schlauchprogramm
zu entwickeln, mit dem wir jeglichen Bedarf an weichen
Kunststoffschläuchen (Elastomerschläuchen) sowie harten Kunststoffschläuchen
abdecken. Doch der Werkstoff war pro Schlauch -
type nicht das einzige Kriterium, sondern auch die Verfügbarkeit aller
nur denkbaren Dimensionen, die für das Labor, das Technikum und
den Betrieb relevant sind. So bieten wir pro Schlauchtype teilweise
bis zu 30 Schlauchdimensionen an und dies wiederum in unterschiedlichen
Schlauchlängen, beispielsweise 3, 9 und 15 m. Hier
spiegelt sich ebenfalls unsere Philosophie ‚Vertrieb der kleinen
Quantität‘ wider.
ETFE/PUR-
Verbundschläuche
Bild: RCT Reichelt Chemietechnik
TIPP
KEM Konstruktion: Gibt es – speziell etwa für Anwender aus
dem Maschinenbau beziehungsweise der Fluidtechnik – Tipps,
die Sie Konstrukteuren aufgrund Ihrer langen Erfahrung mitgeben
können?
Reichelt: Generell müssen Fördermedium und Schlauchmaterial
aufeinander abgestimmt werden. In diesem Zusammenhang sind
die Druck- und Temperaturbedingungen zu prüfen – beide Größen
stehen im Zusammenhang und spielen in der Schlauchtechnik eine
bevorzugte Rolle. Auch die Aktivität (Aggressivität) des zu fördernden
Mediums nimmt bei steigender Temperatur zu. Der Techniker
und Konstrukteur im Maschinenbau sollte sich also stets vor der
Projektierung beziehungsweise vor dem Aufbau einer Versuchsanlage
mit der Kunststofftechnik befassen. Beachtet man das Zusammenspiel
der Parameter chemische Beständigkeit, Druck und Temperatur
nicht, kommt es unweigerlich zum Betriebsunfall – das heißt
Speziell für den Einsatz mit kritischen Medien bietet RCT
Reichelt Chemietechnik nun einen Verbundschlauch an, dessen
Innenseele aus ETFE (Ethylentetrafluorethylen) besteht
und mit PUR (Polyurethan) als Außenmantel überzogen ist.
Sind auf kleinstem Raum Schläuche zu verlegen, ermöglicht
die Flexibilität des Verbundschlauchs kleinste Biegeradien
ohne Knickgefahr. Fördern lassen sich damit Säuren und Laugen
sowie Lösungsmittel jeder Art. Die Innenseele ist frei
von extrahierbaren Bestandteilen und gleichfalls physiologisch
absolut unbedenklich. Der maximale Arbeitsdruck kann
mit 6 bar bei +20 °C angegeben werden, die Arbeitstemperatur
kann zwischen -20 und +80 °C liegen. Verbundschläuche
aus ETFE/PUR für kritische Medien können sowohl im Apparatebau
in der Labor- und Chemietechnik als auch generell in
der Konstruktionstechnik eingesetzt werden.
16 K|E|M Konstruktion 06 2017

DIE DNA
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K|E|M Konstruktion 06 2017 17

MAGAZIN
PORTRÄT
PORTRÄT
einfach deshalb, weil hier wie bereits erwähnt viele Parameter Einfluss
haben, die in diesem Zusammenhang schwer aufeinander abzustimmen
sind.
KEM Konstruktion: Welche technologischen Herausforderungen
sehen Sie generell in der Fluidtechnik? Hat diese Technologie
– angesichts der zunehmenden ‚Elektrifizierung‘ – weiter Bestand?
Reichelt: Die Schlauchtechnik und damit die Fluidtechnik ist wie die
Chemie-, Prozess- und Verfahrenstechnik für den Maschinenbau ein
elementarer Grundbaustein. Sicher ist, dass die Technologie fortschreitet
und immer neue Materialien entwickelt werden, um so die
Anwendungsbreite bezüglich der chemischen Beständigkeit, gepaart
sowohl mit der mechanischen als auch thermischen Belastbarkeit,
aufeinander abzustimmen und technologisch zu sichern.
Bild: Michael Omori Kirchner/Konradin Mediengruppe
„In der Summe bieten
wir über alle sieben
Produktgruppen hinweg
zirka 80.000 Artikel
an – rund zwei Drittel
davon halten wir
auf Lager!“
Dr. Peter Reichelt, Geschäftsführer, RCT Reichelt Chemietechnik
KEM Konstruktion: Verstehen Sie sich deshalb mehr und
mehr auch als Engineering-Partner, der bei der Lösung besonderer
Aufgabenstellungen miteinbezogen werden kann?
Zum Unternehmen
INFO
Gegründet wurde die Reichelt Chemietechnik GmbH & Co.
am 1. September 1978 von Dr. Peter Reichelt als Produk -
tions- und Vertriebsgesellschaft durch den Erwerb der
Serva-Technik GmbH & Co. Gehörten zu Beginn 600 Artikel
zum Sortiment, sind es aktuell rund 80.000 – für den Einsatz
in Verfahrens-, Prozess-, Labor-, Fluid-, Pharma- und Biotechnik
sowie dem Apparate- und Maschinenbau. Die insgesamt
sieben Produktgruppen sind:
• Thomafluid – Schläuche, Fittings, Hähne, Ventile,
Magnetventile, Strömungsmesser und Pumpen
• Thomaplast-Kunststoffartikel für Labor und Betrieb
• Thomaplast-Halbzeuge als Folien, Platten, Stäbe aus
Elastomeren und Kunststoffen
• Thomaplast-Kleb- und Schmierstoffe sowie
Befestigungselemente
• Thomaplast-Schutzelemente – Dichtungselemente,
O-Ringe und Flachdichtungen
• Thomapor-Labor- und Prozessfiltration
• Thomadrive-Antriebstechnik-Elemente – unter anderem
Zahnräder aus Kunststoff und Edelstahl
Auf 2000 m² Lagerfläche hält RCT permanent etwa 70 % seines
Gesamtprogrammes auf Lager und erreicht so eine hohe
Lieferbereitschaft und Liefersicherheit. Zudem verlegt das
Unternehmen jährlich 3,2 Mio. Handbücher allein für den
deutschen Markt. Übrigens: Die Produktmarken beginned mit
‚Thoma‘ gehen auf den Vornamen Thomas des Sohnes des
Firmengründers zurück.
www.rct-online.de
Reichelt: Ihre Frage ist verlockend – in erster Linie verstehen wir
uns als Problemlöser unseren Kunden gegenüber. Unsere Verfahrenstechniker
sind täglich bemüht, kritische Aufgabenstellungen unserer
Kunden umzusetzen, wobei sich aus den Gesprächen oft neue
Produktanstöße ergeben, die uns und unsere Partner innovativ werden
lassen. Dieses Zusammenspiel zwischen anwendungstechnischer
Problemlösung und Innovation für neue Produktideen spiegelt
die Kompetenz der Reichelt Chemietechnik als fachkundiger Marktpartner
wider.
KEM Konstruktion: Lassen Sie uns abschließend noch eine
Frage zu Ihren Handbüchern stellen: Wie bewältigen Sie den hohen
Aufwand, der mit der jährlichen Aktualisierung verbunden
ist und gibt es vielleicht Themen, die 2017 besonders hervorzuheben
sind?
Reichelt: Wir verlegen pro Jahr 13 Handbücher in einer Gesamtauflage
von 3,2 Mio. Exemplaren – allein für den deutschen Markt. Auf
den Schreibtisch unserer Kunden gelangen unsere Handbücher
durch die Beilage in Fachzeitschriften in den Branchen Maschinenbau,
Chemietechnik, Konstruktionstechnik, Prozesstechnik, Biotechnik
und Labortechnik. Natürlich ist der Aufwand, das heißt die ständige
fachliche Redaktion ein wichtiges Arbeitsgebiet unserer Marketingabteilung,
doch entsprechende EDV-Programme sichern die jährlich
neue Produktion. Ganz abgesehen von der deutschen Auflage
werden die Handbücher zudem zielgruppenbezogen in weiteren
13 Sprachen verlegt. 2017 erscheinen übrigens neben den Standard-
Handbüchern weitere unter den Titeln ‚Thomafluid – The Best‘ sowie
‚Thomaplast – The Best‘. Hier stellen wir gezielt die Highlights
des Gesamtprogramms vor.
www.rct-online.de
Online ist im Servicebereich ein Druckrechner für
PTFE-Schläuche verfügbar:
http://hier.pro/Qw08W
18 K|E|M Konstruktion 06 2017

DIGITALISIERUNG
TRENDS
Zuken will mit DS-E3 disziplinspezifische Datenverwaltung erhalten und mit PLM verbinden
Entwickler von
administrativen Aufgaben entlasten
Ist die PLM-Integration aller Entwicklungsdisziplinen zur Schaffung einer ‚single source of truth‘ der richtige
Schritt, die Komplexität moderner Produkte in den Griff zu bekommen? Zuken sagt nein und stellt dem das Konzept
einer anwendernahen Bereitstellung von Entwicklungsdaten in Elektronik und Elektrotechnik entgegen, verbunden
mit dem Abgleich zu PLM- und ERP-Lösungen über zertifizierte Schnittstellen.
Michael Corban, Chefredakteur KEM Konstruktion
Zu komplex und zu arbeitsintensiv sei der Versuch, sinnvoll
Daten aller Autorensysteme einschließlich E-CAD und Leiterplattendesign
in einer PLM-Umgebung zu verwalten, sagt Kazuhiro
Kariya, Managing Director und CTO des japanischen E-CAE-Spezialisten
Zuken. „Wir präferieren deswegen ein neues Konzept, bei
dem wir Entwicklungsdaten der Disziplinen Elektronik und Elektrotechnik
zur Steuerung des Produktentstehungsprozesses auf der
Basis einer dezentralen Datenverwaltung innerhalb der E-CAD-Autorenumgebung
bereitstellen.“ Als Abkehr von dem Prinzip der ‚single
source of truth‘ will Zuken diesen Schritt aber nicht verstanden wissen.
„Es geht vielmehr darum, den enormen Zeitaufwand, der mit
der Integration in PLM-Lösungen zu leisten ist, zu reduzieren und
diese Zeit wieder für die eigentliche Entwicklungsarbeit verfügbar
zu machen.“ Fast die Hälfte der Arbeitszeit von Produktentwicklern
werde heute durch administrative Tätigkeiten blockiert.
„Blickt man in die gelebte Praxis von Unternehmen, stellt man zudem
sehr häufig fest, dass eher eine Reihe von Schnittstellen zwischen
den verschiedenen beteiligten Systemen existiert – verbunden
mit einem entsprechend hohen Aufwand für Implementierung
und Pflege dieser Schnittstellen“, ergänzt Oliver Hechtl, bei Zuken
Head of Strategic Data Management and Integration Solutions. Die
Komplexität sei einfach zu groß, als dass sich dies alles in einer einzigen
PLM- oder ERP-Umgebung zusammenführen ließe. „Zuken
wählt deswegen den Weg der anwendernahen Verwaltung und Bereitstellung
der erforderlichen Daten und Informationen im Rahmen
der CAD-Autorenumgebung, die mit deutlich geringerem Integra -
tionsaufwand mit der PLM- oder ERP-Ebene synchronisiert werden
kann.“ Die Fähigkeit, E-CAD-Originaldaten zu öffnen und zu lesen,
ermögliche auf diese Weise eine effiziente Unterstützung von struk-
„Die Komplexität moderner
Produkte lässt sich nicht
mehr in einer einzigen
PLM- oder ERP-Umgebung
zusammenführen.“
Bild: Zuken
„Wir präferieren ein Konzept,
das Entwicklungsdaten
der Disziplinen Elektronik
und Elektrotechnik auf
Basis einer dezentralen
Datenverwaltung innerhalb
der E-CAD-Autorenumgebung
bereitstellt.“
Kazuhiro Kariya,
Managing Director und CTO,
Zuken
turierten Änderungs-, Konfigurations- und Wiederverwendungsprozessen
und vereinfache auf diese Weise den Abgleich mit der PLMund
ERP-Ebene.
Produktseitig führt dies zu einer Erweiterung von Zukens Portfolio
von Datenverwaltungs-Applikationen durch das neue Produkt DS-E3
für die Elektrotechnik. Die neue Daten- und Projektsteuerungs-Umgebung
ist direkt in die Oberfläche von Zukens E³.series für die
Elektrotechnik und Fluid-Konstruktion eingebunden, so dass Entwickler
Zugriff auf alle erforderlichen Informationen erhalten, ohne
ihre vertraute Umgebung verlassen zu müssen. DS-E3 stellt dazu allen
am Produktentstehungs- und Fertigungsprozess beteiligten Mitarbeitern
und Lieferanten aktuelle, gültige und validierte Entwicklungsdaten,
Stücklisten und Bibliotheksinformationen zur Verfügung
– unter anderem auch über eine zertifizierte, bidirektionale Schnittstelle
zu SAP-Lösungen. Die neue Software ist auf derselben Plattform
aufgebaut wie ihr Pendant für die Leiterplatten-Entwicklung,
DS-CR, die ebenfalls direkt in die Oberfläche der CR-8000-Familie
für die Leiterplatten- und Systementwicklung eingebunden ist. Auf
diesem Wege bietet sich also auch die Möglichkeit, Elektronik- und
Elektrotechnik-Entwicklung zu harmonisieren.
www.zuken.com
www.zuken.com/edm-movie
Bild: Zuken
Oliver Hechtl, Head of Strategic
Data Management and Integration
Solutions, Zuken
Details zu den Datenverwaltungslösungen
von Zuken:
http://hier.pro/tFFfO
K|E|M Konstruktion 06 2017 23

TRENDS
DIGITALISIERUNG
Konstruktion, Topologieoptimierung und Reverse Engineering sowie 3D-Druckvorbereitung vereint
Alles unter einem Hut
Siemens erweitert seine Konstruktions-Suite um Convergent Modeling, optimierte Topologien und Reverse
Engineering. Die Simulation untersucht nun auch Strömungen und Wärmeübertragung, Bauteile können für
den 3D-Druck vorbereitet und bestellt werden. Teamcenter unterstützt Klassifizierungen und Arbeiten im
Offlinemodus, die Cloud soll für bessere Zusammenarbeit sorgen.
Tobias Meyer, freier Mitarbeiter KEM Konstruktion
Der Grundkörper einer Nähmaschine wurde mit
Solid Edge einer Topologieoptimierung unterzogen
Die Version ST10 der 3D-CAD-Software Solid Edge hat unter der
Haube einige Updates bekommen. Dabei will man die Vorteile
von Topologieoptimierung, Reverse Engineering und industriellem
3D-Druck vereinen und gleichzeitig deren Nachteile ausmerzen. Das
bereits aus NX bekannte Convergent Modeling vereinfacht es, mit
Geometrien zu arbeiten, die aus einer Kombination aus Facetten-,
Flächen- und Volumenkörpern bestehen – seien es importierte CAD-
Daten aus anderen Systemen oder solche, die durch optimierte Topologien
entstehen. So können nun beispielsweise per Laserscanner
erzeugte Mesh-Modelle direkt um Funktionen wie Bohrungen
ergänzt oder schon mitgescannte Durchbrüche als saubere Zylinder
definiert werden, ohne dass die Daten aufwendig in ein B-Rep-Modell
umgewandelt werden müssen. Ebenfalls funktioniert das beispielsweise
mit STL-Daten für den 3D-Drucker, die kurzfristig angepasst
werden müssen.
Die neue Technologie für optimierte Topologien verbessert das Verhältnis
von Festigkeit und Gewicht einzelner Teilkonstruktionen. Das
zu optimierende Teil wird direkt in Solid Edge ausgewählt und von
der Software in die meist sehr organisch wirkende Form umgewandelt.
Die anderen Komponenten bleiben unangetastet, die Software
zeigt, wie neue und herkömmliche Bauteile zusammen agieren.
Eine weitere geschickte Funktion sucht nach gleichen Komponenten
innerhalb eines Bauteils, etwa Gewindelöchern, an denen ein bestimmtes
Teil verschraubt wird. Muss beispielsweise eine Kabelhalterung
mehrfach platziert werden, schlägt die Software vor, wo das
möglich wäre. Die Gewindelöcher müssen dafür nicht speziell gekennzeichnet
sein, ein Algorithmus erkennt sie rein anhand ihrer
Geometrie.
Bauteile direkt im Netz bestellen
Solid Edge ST10 optimiert Bauteile für die additive Fertigung
und überprüft, ob das Bauteil in Sachen Überhang
und ähnlichen Restriktionen überhaupt druckbar ist. Anschließend
kann direkt im Haus ein Drucker angesteuert
werden oder die Software holt Angebote, Materialauswahl
und Angaben zu Lieferzeiten in Echtzeit direkt bei
verschiedenen AM-Dienstleistern ein. Nach Aussage von
Siemens ist der Bestellvorgang nicht komplexer als die
Buchung auf einem Reiseportal. Dank neuer Funktionen
für die Simulation, wie die vollständig integrierte Strömungsanalyse,
ist es nicht mehr notwendig, Daten zwischen
Anwendungen zu übertragen. So können Konstrukteure
Strömung und Wärmeübertragung direkt in Solid
Edge analysieren. Das entsprechende CFD-Know-how kaufte sich
Siemens mit der Übernahme der US-Firma CD-adapco im letzten
Jahr ins Portfolio.
Solid Edge ST10 integriert zudem neue Publishing-Funktionen, anhand
derer sich detaillierte Illustrationen von Konstruktionen erstellen
lassen. So kann ein einzelnes Bauteil in einer 3D-Ansicht farblich
hervorgehoben werden und um Pfeile und Warnsymbole ergänzt
werden, um etwa die Demontage zu erklären. Die Dokumente sind
assoziativ mit den Originalinformationen der Konstruktionen verknüpft.
Dadurch sind schnelle Updates möglich, wenn Änderungen
an der Konstruktion vorgenommen werden. Neue Features im integrierten
Solid Edge-Datenmanagement und die verbesserte Integration
mit der PLM-Software Teamcenter ermöglichen zudem Komponenten-Klassifizierung
und Arbeiten im Offlinemodus. Über das
Solid-Edge-Portal wird eine cloudbasierte Lösung für die Zusammenarbeit
mit anderen Anwendern, Lieferanten und Kunden zur Verfügung
stehen. Im Gegensatz zu Insight sei hier keine komplizierte
Datenbank nötig, was auch kleineren Firmen den Einstieg erleichtern
soll. Dort können Nutzer Dateien in cloudbasierte Ordner hochladen
und verwalten. Gleichzeitig können sie plattformübergreifend
in ihrem Browser Solid-Edge-Daten und Daten vieler anderer gängiger
CAD-Anwendungen betrachten.
Bild: Siemens
www.siemens.com/plm
Details zu den neuen Features
in Solid Edge:
www.hier.pro/qoO7N
24 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
TRENDS
Verbindung zwischen Eplan Electric P8 und TIA Portal
SPS-Daten für beide Welten
Durchgängiger Austausch von Detaildaten
beim Engineering von Automatisierungssystemen
– das ist die Aufgabe der Kopplung
zwischen Eplan Electric P8 und dem Siemens
TIA Portal. Mit der bidirektionalen TIA
Portal Connection von Eplan werden Daten in
beide Welten, also Automatisierungs- und
Elektro-Engineering, im- oder exportiert. Beide
Bearbeiter entscheiden frei, wann sie die
Daten der anderen Disziplin nutzen oder zur
Verfügung stellen. TIA Portal Connection basiert
auf Automation ML – einem neutralen
Format zum Datenaustausch nach IEC
62424/IEC 62714. Die Hardware-Konfiguration
umfasst Artikel und Rackaufbauten inklusive
der Zuordnung, welches Modul sich in
welchem Steckplatz des Baugruppenträgers
befindet. Der Datenaustausch unterstützt
auch bei der Planung geeigneter Hardware in
Verbindung mit Schaltplan und SPS-Programm.
Die korrekte Zusammenstellung der
Hardware prüft das TIA Portal selbstständig.
Als Zieldaten lassen sich Schaltpläne in Eplan
Electric P8, SPS-Übersichten und Hardware-
Aufbauten automatisch erzeugen. Zuordnungslisten
enthalten Hardware-Adressen,
symbolische Adressen und Funktionstexte
sowie Kommentare. Die Zuordnungsliste
stellt dar, welche physikalischen Ein-/Ausgänge
in welcher Weise belegt sind. Die neue
System-Kopplung unterstützt Anwender zudem
bei der Zuordnung der symbolischen
Adressen aus dem SPS-Programm zu den
Hardware-Adressen, was die Verdrahtung der
Ein- und Ausgänge erleichtern soll. Die Bus-/
Netzwerk-Topologie enthält auch die Verkabelung
der Racks und Busteilnehmer unter -
ein ander. Durch den Austausch der Bus-
Adressen mit den Abhängigkeiten der Slaveund
Master-Konfiguration wird eine Erfassung
und Dokumentation vereinfacht. tm
www.eplan.de
Bild: Eplan
Gehen Sie auf die Überholspur.
Electrical Engineering
mit WSCAD.
35.000 zufriedene Anwender arbeiten bereits
mit der WSCAD SUITE - der integrierten
CAD/CAE-Gesamtlösung für Elektrotechnik,
Schaltschrankbau, Verfahrens- und Fluidtechnik,
Gebäudeautomation und Elektroinstallation. Die
Software ist turboschnell, überraschend günstig
und wscaduniverse.com die derzeit größte
E-CAD-Artikeldatenbank am Markt.
Laden Sie die Demoversion oder rufen Sie
uns an unter +49 (0)8131 36 27-98
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K|E|M Konstruktion 06 2017 25

TRENDS
DIGITALISIERUNG
Die Axoom-Geschäftsplattform hilft Nutzern
die Prozessschritte in der Produktion
zu vereinfachen und zu synchronisieren,
und so insgesamt die Produktivität
zu steigern
Bild: Axoom
Axoom Solutions macht Industrie 4.0 erlebbar
Vom Smart Product zur Smart Factory
Die steigende Komplexität in der Fertigungsindustrie birgt neue Herausforderungen. Schlüsselfaktoren
sind sinkende Losgrößen, nicht integrierte Systeme zur Auftrags-, Ressourcen, und Produktionsverwaltung
und fehlende Maschinenanbindungen für Echtzeit-Status-Aktualisierungen. Axoom bietet eine offene
Geschäftsplattform, die sich nahtlos in die Wertschöpfungskette einfügt. Damit hilft das Unternehmen
Nutzern die Prozessschritte in der Produktion zu vereinfachen und so die Produktivität zu steigern.
Bastian Deck, Geschäftsführer Axoom Solutions GmbH in Karlsruhe
Die offene, digitale Geschäftsplattform Axoom des gleichnamigen
IT-Dienstleisters für Fertigungsunternehmen hebt entlang der Wertschöpfungskette
im Rahmen von Industrie 4.0 die Gesamtproduktivität
auf ein neues Niveau. Im neuen Geschäftsfeld Axoom Solutions
wird das Ziel verfolgt, die besten Kundenlösungen mit entsprechenden
Prozessen, Beratungen und Technologien zu entwickeln
und die Transformation zur intelligenten Fabrik zu realisieren. Dabei
steht die übergreifende Vernetzung von Maschinen, Software und
Prozessen mit dem Menschen als entscheidendem Faktor im Mittelpunkt.
Zu den Kompetenzen zählen die strategische Beratung
und Umsetzung moderner Konzepte der Smart Factory, Lean-Management-Methoden
sowie zukunftsorientierte Technologien zum
weltweiten Maschinen-Monitoring. Bastian Deck, Geschäftsführer
der Beratungssparte der Trumpf-Tochtergesellschaft hebt die Wichtigkeit
des Handelns hinsichtlich Industrie-4.0-Lösungen hervor:
„Die Axoom-Lösungen geben Antworten auf die Herausforderungen
des heutigen Produktionsalltags, wie etwa die immer kleineren
Losgrößen, variierende Aufträge und den Zwang Durchsatz, Kosten
und Qualität zu optimieren. Werkshallenprozesse müssen schnell
automatisiert und standardisiert werden. An vielen Stellen müssen
existierende Softwarelösungen neu überdacht werden.“ Dabei verfolgt
das Dienstleistungsunternehmen eine klare Priorität: die vertikale
Datenintegration ist der Schlüssel zur Vernetzung der Maschinen
und anderen Datenquellen. Durch sichere und hochverfügbare
Datentransportplattform des Providers werden Unternehmen zur
Transparenz ihrer Maschinendaten und Fertigungsprozesse befähigt.
Auf dieser Basis wird in einem nächsten Schritt mittels modularer
Applikationen, wie einer MES-Lösung, die horizontale Prozessintegration
geschaffen. Wertschöpfungsprozesse werden somit effi-
zienter und transparenter. Deck betont die Bedeutung der digitalen
Transformation in Deutschland und ihre Vorteile: „Die digitale Fabrik
ist keine Vision mehr, sondern Realität. Die Ergebnisse und Vorteile
der Unternehmen liegen auf der Hand: Sie erhöhen natürlich die Effizienz
in der Wertschöpfungskette und reduzieren nicht-wertschöpfende
Tätigkeiten. Darüber hinaus erhöht sich die Ausbringung der
Produktion und Bestände in der Fabrik reduzieren sich.“
Als Experten für digitale Transformation bietet die Beratungssparte
Axoom Solutions auf Basis seiner weitreichenden Erfahrungen zielgerichtete
Dienstleistungen an, wie z.B. die Definition einer „digitalen
Roadmap“. Der IT-Dienstleister unterstützt Unternehmen bei Fragestellungen
der digitalen Strategie, berät hinsichtlich neuer digitaler
Geschäftsmodelle und -prozesse und setzt die Strategien in kundenindividuellen
Lösungen um. Als Tochtergesellschaft der Trumpf
Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG, begleitet das Unternehmen
den weltweiten Rollout und Umsetzung der digitalen Produktion
beim Maschinenbauer. Die Axoom-Bestandteile sind in der Pilotfabrik
für Industrie 4.0 in Ditzingen zu sehen. Dr.-Ing. Mathias Kammüller,
Trumpf-Geschäftsführer, sagt: „Die Produktionseinheit Blech
ist ein konkretes Beispiel dafür, wie Industrie 4.0 funktioniert. Mit
derartigen Anwendungsfällen können wir es schaffen, die Produktivität
in den nächsten Jahren um bis zu 30 Prozent zu steigern.“ jg
www.axoom-solutions.de
Details zur Lösung Axoom Smart Enterprise:
http://hier.pro/d22zI
26 K|E|M Konstruktion 06 2017

ADDITIVE MANUFACTURING
TRENDS
Pulverbettbasiertes Laserschmelzen mit Metallen
Additive Verfahren für Serienteile
Der 3D-Druck hat die Experimentierphase verlassen und entwickelt sich zum boomenden Geschäft.
Das liegt zum einen daran, dass zunehmend Serienteile mit additiven Verfahren gefertigt werden. Zum
anderen aber auch an neuen Maschinenarchitekturen und Werkstoffen. So bietet etwa Concept Laser
Lösungen für das pulverbettbasierte Laserschmelzen mit Metallen an.
Daniel Hund, Leiter Marketing & Kommunikation, Concept Laser GmbH in Lichtenfels
Die industrielle Serienfertigung hat das Additive
Manufacturing erreicht. Angesichts der
heute schon möglichen Aufbaugeschwindigkeiten
und Bauraumgrößen hat die generative
Fertigung längst das Stadium des Prototyping
überwunden. Nun wartet der Megatrend
„Industrie 4.0“ oder die vierte industrielle
Revolution als große Herausforderung
auf alle Marktteilnehmer. Laut Peter Sander,
Leiter Emerging Technologies & Concepts
bei Airbus, plant der Flugzeugbauer im Jahr
2018 Titan, Edelstahl und Aluminium im AM-
Serieneinsatz zu haben. Anwender aus der
US-Luft- und Raumfahrtbranche haben AM
zur Standardstrategie erklärt. Die Herausforderungen
für eine wirtschaftliche Serienproduktion
spielen sich auf drei Ebenen ab: Digitalisierung,
Automatisierung und eine Vernetzung
der Maschinen bis hin zur Schaffung einer
Smart Factory. Dazu müssen aber die bisherigen
Maschinenlösungen einerseits noch
besser, effizienter und wirtschaftlicher werden und andererseits
dem Leitgedanken der Industrie 4.0 entsprechen. Einige Branchen
haben inzwischen das Laserschmelzen von Metallen zur strategischen
Richtung definiert; so die Luft- und Raumfahrt oder Teile der
Dental- und Medizintechnik. Andere wichtige Branchen wie Automotive
befinden sich in einer Orientierungsphase. Auch hier scheint
der 3D-Druck ein aussichtsreicher Kandidat für zukünftige Lösungen
zu sein.
Additiv gefertigte Serienbauteile erobern die Luftfahrt
Die Luftfahrt setzt auf die AM-Serienfertigung. Als Beispiel dient ein
Kabinenhalter, ein sogenanntes Bracket, welches ein Kabinenelement
mit der Struktur eines Flugzeugs verbindet. Das konventionell
gefertigte Bauteil wurde mittels
Topologie-Optimierung strukturell
angepasst und additiv aufgebaut.
So konnte eine Gewichtsersparnis
von ca. 30 % gegenüber
dem konventionellen Bauteil bei
höherer Belastbarkeit erreicht werden. Laut Airbus-Potenzialabschätzung
könnte bei jeweils einer Tonne Gewichtreduzierung pro
Flugzeug und einem Weltmarkt von ca. 32.600 neuen Flugzeugen
bis 2035 ein Einsparungspotenzial von 46 Millionen Tonnen Kerosin
mit ca. 119 Millionen Tonnen CO entstehen.
2
Bild: Concept Laser
„AM Factory of Tomorrow“ von Concept Laser für die industrielle Serienfertigung
„Einige Branchen haben das
Laserschmelzen von Metallen zur
strategischen Richtung definiert.“
Ein weiteres Beispiel ist General Electric (GE). Das Unternehmen
spricht von sich selbst als „Digital Industrial Company“ und in Bezug
auf AM von „The next industrial revolution“. Das Unternehmen
kündigte bereits 2014 an, dass binnen fünf Jahren ca. 80 % eines
Triebwerks additiv hergestellt werden. Ebenfalls 2014 kündigte GE
an, dass eine sogenannte Fluid Nozzle zum Betanken von Flugzeugen,
bisher ein Druckgussteil, bis 2016 nur noch gedruckt werden
soll. Die Aufbaugeschwindigkeit gibt man mit nur ca. 18 Stunden an
– und, das überrascht sogar Branchenkenner, die Stückzahl liegt
weltweit bei 150.000 pro Jahr.
Immer dann, wenn das generativ aufgebaute Bauteil besser, leistungsfähiger,
schneller verfügbar, leichter oder/und kostengünstiger
sein wird, ist die additive Fertigungsoption die richtige Lösung. Die
Kosten werden derzeit mit 3,14
Euro/cm³ (für Material, Maschine,
Energie etc.) [3] angesetzt,
sinken aber ständig, was die weitere
Verbreitung verbessert. Die
Prognosen nach Roland Berger
lauten: 2018 1,60 Euro/cm³, für 2023 1,10 Euro/cm³. Aufbaugeschwindigkeiten
sind aus Sicht der Industrie das wohl wichtigste
Kriterium zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit. Die Grenzen verschieben
sich durch den Stand der Technik kontinuierlich nach oben.
K|E|M Konstruktion 06 2017 27

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Beispiel eines Bauteils aus der Luftfahrt (Bracket von Airbus): Neues
Design und Leichtbau treffen auf Seriencharakter. Ein additiv gefertigtes
Bauteil (unten) im Vergleich zum konventionellen Bauteil (oben)
Wie verändert sich der Markt generell?
In den letzten drei bis vier Jahren sind zahlreiche Industrien in die
Explorationsphase des 3D-Drucks eingestiegen. Die Vorreiter analysieren
alle bisherigen Konstruktionen aus der Zerspanung oder dem
Guss auf eine Substitution durch den 3D-Druck. Sie sind übergegangen
in eine Adaptionsphase der generativen Verfahren. Dies nehmen
wir als einen Einstieg in die industrielle Serienfertigung wahr,
was neue Antworten des Maschinen- und Anlagenbaus erfordert.
Dabei bilden Geometriefreiheit und Leichtbaupotenzial, Funktionsintegrationen,
„production on demand“, Zeit- sowie Kosteneinsparungen
und Überlegungen zur ressourcensparenden bzw. nachhaltigen
Fertigung eine wesentliche Rolle.
Wie verändert ein generativer Ansatz
das konstruktive Denken?
Bislang legten Einkäufer ein konventionelles Bauteil auf den Tisch
und fragten, was es lasergeschmolzen kosten würde. Dies bedeutete
faktisch, die Vorzüge des Verfahrens ungenutzt zu lassen. Heute
gehen die Konstrukteure systematischer vor. Es werden die Leistungsparameter
definiert, und daraus werden „verfahrensgerechte
Lösungen“ entwickelt. Das Bauteil kann AM-gerecht „designt“ werden.
Das Ergebnis überrascht nicht nur optisch. Bionisch ausgelegte
Leichtbauteile können durchschnittlich um bis zu 20 - 30 % leichter
sein als gefräste oder gegossene Bauteile. Wichtig ist es, die Bauteilanforderungen
hinsichtlich thermischer und mechanischer Eigenschaften
zu erfassen und diese mit einer gezielt auf das Verfahren
abgestimmten Konstruktion zu erschließen. Konkret bedeutet dies,
dass die Teile nicht nur mehr können, sie sind auch leichter und weisen
eine andere Geometrie auf.
Momentaner Stand der Technik
Die bisherigen Maschinenkonzepte konzentrierten sich auf Aufbaugeschwindigkeiten,
Bauraumgrößen und qualitative Aspekte. Die
propagierten Zielsetzungen wurden auf Anbieter- und Verarbeiterseite
weitgehend erfüllt, und damit konnte sich der 3D-Druck im
Bild: Airbus Operations GmbH
ersten Schritt für das Prototyping und die Kleinserienfertigung etablieren.
Doch die Erwartungen an die generative Fertigung steigen
weiter. Welche Antworten bieten die Maschinen- und Anlagenbauer
auf mittlere Sicht? Größere Bauräume? Die X line 2000R mit 2 x
1.000 W verfügt über den derzeit größten Bauraum der Welt für das
pulverbettbasierte Laserschmelzen von Metallen (800 x 400 x 500
mm 3 ). Die industriellen Anwender sind mit dem heutigen Stand der
Technik eher zufrieden. Grundsätzlich ist Folgendes festzuhalten:
Die aktuellen Maschinen und Anlagen sind „Insellösungen“. Sie operieren
ohne eine echte Einbettung ins betriebliche Fertigungsumfeld
als „Stand alone“-Lösungen. Die Maschinen sind weder untereinander
noch mit vorgelagerten und nachgelagerten Fertigungsprozessen
vernetzt. Sie sind nur bedingt „kommunikativ“ im Rahmen der
digitalen Prozesskette von der Konstruktion bis zur Fertigung. Sie
sind für die industrielle Serienfertigung der Zukunft so nicht geeignet.
Es fehlt weiterhin die konsequente Automation manueller Prozesse.
Der bisherige sequenzielle Ablauf von Rüstaufgaben und
Bauteilaufbau in einer Anlage führt zu ungenutzten „Totzeiten“ und
einer zeitlichen Belastung für den Betreiber. Auch die Vernetzung
der Maschinen untereinander sowie mit Peripheriegeräten ist,
Stand heute, noch nicht gegeben. Diese Kritikpunkte lassen erkennen,
dass wir von den Zielsetzungen der „Industrie 4.0“ im Sinne
einer Smart Factory noch weit entfernt sind.
Neue Wege in der Maschinenarchitektur
Die Probleme, die sich für die Serienfertigung aus den bisherigen
„Stand alone“-Maschinenlösungen ergeben, werden bei Concept
Laser durch die M Line Factory überwunden. Dazu findet zunächst
eine räumliche Trennung von Production Unit und Processing Unit
statt. Dies geschieht aber nicht, wie bei allen anderen Anlagenlösungen
von Concept Laser innerhalb der Maschine, sondern durch
zwei physisch getrennte Bereiche. Zudem ermöglicht das automatisierte
Pulvermanagement sowie die Automation weiterer, bisher
manueller Prozesse, die bisherigen Stillstandzeiten auf ein Minimum
zu reduzieren. Abgerundet wird das Konzept durch eine Anbindung
konventioneller Prozessschritte an die additive Fertigung, z.B.
zur Nachbearbeitung der Bauteile. Insgesamt fügt sich das Bild zu
einer automatisierten, digitalisierten und vernetzten Lösung zur
wirtschaftlichen Serienfertigung von metallischen Bauteilen im Sinne
des Leitgedanken der Industrie 4.0.
Bild: Concept Laser
Verkettung der „AM Factory of Tomorrow“: Die „Smart Factory“ ist ein
erweiterbares, automatisiertes und zentral steuerbares Meta-Produktionssystem,
welches sich maximal an den Produktionsaufgaben ausrichtet
28 K|E|M Konstruktion 06 2017

3D­DRUCK
WIR HABEN DIE
SKALIERBARE
TECHNOLOGIE
Wir verstehen, wie unterschiedlich
Ihre Anforderungen sind, daher
fertigen wir kleine und größere
Stückzahlen gleich schnell.
Lieferung schon ab 1 Tag.
Bild: Concept Laser
Entkoppelung von „Pre/Post Production“
und „Production“
Die M Line Factory ist im Wesentlichen durch eine Entkoppelung
von „Pre/Post Production“ und „Production“ gekennzeichnet. Dies
beinhaltet unter anderem eine flexible Maschinenbeschickung sowie
eine räumliche Trennung der Auf- und Abrüstvorgänge. Zielsetzung
ist es dabei, die Prozesskomponenten durch Schnittstellen gezielter
abzustimmen und die Flexibilität der Prozessgestaltung zu einem
ganzheitlichen Ansatz zu erhöhen. Möglich ist dies durch einen
konsequenten modularen Aufbau der M Line Factory mit Processing
Unit – M Line Factory PCG – und Production Unit – M Line
Factory PRD. Hinsichtlich Kombination und Vernetzung werden dadurch
deutlich mehr Flexibilität und Verfügbarkeiten versprochen.
Die gegebene Materialvielfalt ist durch eine gezielte Kombination
dieser Units besser, und letztendlich wirtschaftlicher, zu handhaben.
Die M Line Factory erlaubt eine flexible Verknüpfung von Maschinen
miteinander. Dabei können Production- und Processing Unit beliebig
kombiniert werden, aber auch räumlich getrennt voneinander betrieben
werden. Es findet eine Vernetzung der einzelnen Maschinen
bzw. von Elementen miteinander statt. Doch der Grundgedanke der
„AM Factory of Tomorrow“ geht sogar über diesen Ansatz hinaus
und sieht auch eine Vernetzung mit klassischen Fertigungsmethoden
z.B. beim Post Processing der Bauteile vor. Folglich entstehen
Maschinennetzwerke, die nicht nur untereinander, sondern auch mit
entsprechenden Peripheriegeräten „kommunizieren“. Neben der
Vernetzung ist die Automation zweites Schlüsselelement. Bisher
manuelle Prozesse, wie z.B. das Zuführen von neuem Metallpulver
oder die Nacharbeit der Bauteile, und die daraus resultierenden Stillstandszeiten
werden auf ein Minimum reduziert. Im Vordergrund
dieses Ansatzes stehen die bisher fehlende Automation und Vernetzung
von Anlagen. Insgesamt gleicht die „AM Factory of Tomorrow“
einer „Smart Factory“ im Sinne des Leitgedankens des „Industrie
4.0“-Konzeptes und ermöglicht so eine wirtschaftliche Serienproduktion
metallischer Bauteile.
jg
www.concept-laser.de
Die M Line Factory
zeichnet sich durch eine
physische Trennung der
Maschineneinheiten zur
Bauteilproduktion und
der Auf- und Abrüstvorgänge
aus
Der Schritt von der Konzeption
zur Umsetzung ist der wichtigste
von allen. Aus diesem Grund liefern
wir 3D-gedruckte, CNCbearbeitete
und spritzgegossene
Teile innerhalb kürzester Zeit.
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TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Bild: Protiq
Einsatz des 3D-Drucks in der Industrie
Von den Vorteilen profitieren
Der industrielle 3D-Druck, auch additive Fertigung genannt, erlaubt nicht nur die schnelle, materialsparende
und individuelle Herstellung von Produkten. Zudem eröffnet das Verfahren neue Möglichkeiten im Produktdesign.
Was sich alles mit der additiven Fertigung umsetzen lässt, zeigt das Leistungsspektrum der Protiq GmbH.
Dr. Ralf Gärtner, Geschäftsführer, und Johannes Lohn, Technologiemanager Additive Fertigung, Protiq GmbH, Blomberg
Seit den Anfängen im Jahr 1923 umfasst das Portfolio von Phoenix
Contact innovative Komponenten, Systeme und Lösungen
für die industrielle Verbindungstechnik, Automatisierung, Interface-
Systeme und den Überspannungsschutz. Das Unternehmen nutzt
den 3D-Druck schon seit 2010 zur Herstellung von Prototypen, Funktionsmustern,
Formwerkzeugen, Spritzgießformen und Einsätzen
für Spritzgießwerkzeuge. Aufgrund der jahrelangen positiven Erfahrungen
hinsichtlich der industriellen Verwendung der additiven Fertigung
gründete Phoenix Contact im September 2016 das Startup
Protiq. Als Tochtergesellschaft bedient die Protiq GmbH den schnellen
und disruptiven Markt des 3D-Drucks, indem sie von Kunden beauftragte
Teile additiv produziert. Dazu kombiniert das Startup sein
umfangreiches Know-how in der fortschrittlichen Anlagentechnik
mit der kompetenten Betreuung der Kunden von der Idee bis zum
fertigen Bauteil. Um die Geschwindigkeit des neuen Fertigungsverfahrens
nicht durch den üblichen Bestellprozess zu verzögern, stellt
das Unternehmen seinen Kunden eine durchgehend digitale Online-
Plattform zur Verfügung. Sie haben somit die Möglichkeit, ihr Produkt
online zu konfigurieren und erhalten unmittelbar eine Auskunft
über die Herstellungskosten und Lieferzeit. Zu diesem Zweck wählen
die Kunden auf der Online-Plattform das Material und die gewünschten
Oberflächen-Eigenschaften aus. Nach der Fertigung auf
Basis des additiven Verfahrens kann das Bauteil ferner in einem beliebigen
RAL-Ton lackiert werden. Schließt der Kunde den Bestellvorgang
ab, wird die Herstellung automatisch angestoßen und er fortlaufend
über den aktuellen Zustand seines Auftrags informiert.
Erstellung effizienterer Werkzeuge
Eine der Kernkompetenzen der Blomberger liegt im Direct Tooling.
Dieser Ansatz beschreibt die additive Fertigung von Produktionswerkzeugen
und deren Nutzung in der Serienherstellung. Wie bereits
erwähnt, haben sich die Mitarbeiter seit 2010 umfassendes
Wissen in der additiven Fertigung von Spritzgießwerkzeugen angeeignet.
Diese werden in der Regel aus massiven metallischen Halbzeugen
gefräst, geschliffen und erodiert. Durch den Einsatz der additiven
Fertigung lassen sich nun neue Geometrien realisieren und
effizientere Werkzeuge hinsichtlich der Aspekte Gewicht, Durchlaufzeit
und Zykluszeit erstellen. Im Spritzgießprozess werden die formgebenden
Werkzeuge mit aufgeschmolzenem Kunststoff gefüllt.
Mediendurchströmte Kühlbohrungen führen die Wärme der Kunststoffschmelze
während des Kühlprozesses ab. Die Verwendung der
additiven Fertigung ermöglicht jetzt eine Neugestaltung der Kühlkanäle.
Eine oberflächennahe, frei geformte Kühlmedienführung optimiert
den Abtransport der Wärme, erhöht die Abkühlraten und reduziert
Zykluszeiten. Neben der verbesserten Performance der Werkzeuge
verringert die additive Fertigung auch die Durchlaufzeiten bei
ihrer Produktion und senkt die Herstellkosten. Zudem lässt sich das
Gewicht der Werkzeuge deutlich reduzieren, um Rüstvorgänge wirt-
30 K|E|M Konstruktion 06 2017

ADDITIVE MANUFACTURING
TRENDS
Der industrielle 3D-Druck
erlaubt die schnelle, materialsparende
und individuelle
Herstellung von Produkten.
Was sich alles mit der additiven
Fertigung umsetzen lässt,
zeigt das Leistungsspektrum
von Protiq
Fertigung von Funktionsprototypen
sowie Muster- und Serienteilen aus
technischen Kunststoffen
Bild: Protiq
schaftlicher zu gestalten und die Werkzeuge schneller zu bewegen.
Wiegen konventionelle Werkzeuge mehr als 30 Kilogramm, werden
für ihre Auswechslung Hebezeuge benötigt. Da sich das Gewicht
durch das Direct Tooling typischerweise um bis zu 70 Prozent verringert,
können die Mitarbeiter die Werkzeuge wieder manuell und mit
geringem Zeitbedarf austauschen. Zur Umsetzung des beschriebenen
Leichtbau-Designs verbessert Protiq die Werkzeuge mittels Topologieoptimierung.
Topologieoptimierung in drei Schritten
Die neue Gestaltungsfreiheit beim 3D-Drucken gestattet ein belastungsgerechtes
Werkzeug-Design auf Basis einer rechnergestützten
Topologieoptimierung. Durch die Finite-Elemente-Simulation lassen
sich Bauteilbereiche identifizieren, die nur einer geringen Belastung
unterliegen. Hier lässt sich Material einsparen, während die Werkzeugbereiche,
die einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt
sind, eine massive Ausführung haben. Die aus der Topologieoptimierung
resultierenden Geometrien erinnern an bionische Strukturen
wie den menschlichen Knochen. Die Werkzeuggestaltung mit einer
konturnahen Kühlung und Topologieoptimierung gliedert sich in
drei Teilschritte. Zunächst werden die Eingangsgrößen ermittelt. Dazu
zählen die auftretenden Prozesskräfte, Schnittstellen und Anbindungspunkte
zur Spritzgießmaschine sowie die maximale Werkzeuggröße.
Die sich aus dem Spritzgießen ergebenden Kräfte kön-
K|E|M Konstruktion 06 2017 31

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Belastungsoptimiertes Spritzgießwerkzeug mit konturnaher Kühlung
Bild: Protiq
Erstellung von metallischen Bauteilen jeglicher Art durch
selektives Laserschmelzen
Bild: Protiq
nen einer Strömungssimulation entnommen werden. Schnittstellen,
Anbindungspunkte und die maximale Werkzeuggröße leiten
sich aus den Bauteilanforderungen ab. Im nächsten Schritt folgt die
Integration der bauteilkonturnahen
Kühlkanäle. Danach lässt
sich das Leichtbau-Design aus
der Topologieoptimierung durch
Simulation errechnen. Im Anschluss
an das automatisiert
entwickelte Leichtbau-Design
geben die Konstrukteure dem
Bauteil den letzten Schliff im
Hinblick auf die additive Fertigung. Dabei werden eine minimale
Wanddicke, Stützgeometrien sowie die Produktion durch Laserstrahlschmelzen
berücksichtigt.
Entwicklung einer eigenen Lasersinteranlage
Direct Manufacturing bezeichnet die direkte werkzeuglose Herstellung
von Serienbauteilen. Historisch gesehen kommt die additive
Fertigung schon seit Jahrzehnten für das Rapid Prototyping zum
Einsatz. Für die industrielle Serienproduktion wird der 3D-Druck jedoch
hauptsächlich zur Erstellung von Nischenprodukten genutzt.
Typische Anwendungsbereiche sind die Medizintechnik sowie die
Luft- und Raumfahrt. Dies liegt unter anderem daran, dass die standardmäßig
in der additiven Fertigung verwendeten Materialien die
Anforderungen der Elektronik- oder Automobilindustrie nicht erfüllen.
Vor diesem Hintergrund hat Protiq eine optimierte Lasersinteranlagentechnik
entwickelt, um auch Serienprodukte aus Kunststoff
direkt und werkzeuglos herstellen zu können. Als Material werden
technische Kunststoffe wie Polyamid 6 eingesetzt.
Beim Lasersintern bauen sich die Kunststoffbauteile schichtweise in
drei Schritten auf. Zuerst wird eine 0,06 bis 0,12 Millimeter dünne
Pulverschicht aufgetragen. Heizstrahler erwärmen das Pulver anschließend
bis knapp unter den Schmelzpunkt. Dann schmilzt ein
Laser den schichtspezifischen Bauteilquerschnitt auf. Durch die Wiederholung
der beschriebenen Prozesse – Auftragen und Vorerwärmen
des Pulvers sowie Laserbelichtung – entstehen die Bauteile
Schicht für Schicht. Nach Abschluss der Fertigung sind sie von nicht
aufgeschmolzenem Kunststoffpulver umgeben. Die Verarbeitung
neuer Materialien erfordert eine präzise Pulvervorerwärmung und
Energieeinbringung. In der neu
konzipierten Lasersinteranlage
geschieht dies durch eine
Zwölf-Zonen-Heizungsregelung,
die mit Regelungstechnik
von Phoenix Contact realisiert
worden ist. Der Vorerwärmungsprozess
wird durch entsprechende
Sensorik überwacht.
Außerdem bietet die Anlagentechnik die Möglichkeit, Hochtemperaturkunststoffe
bei einer Vorheiztemperatur von bis zu 350°C
zu verarbeiten. Ein innovatives Pulverauftragssystem erlaubt zudem
die Nutzung von schlecht rieselfähigen Pulvern. Somit lassen sich
selbst kryogen vermahlene Standardgranulate verwenden. Ein verstellbarer
Laserspot (0,23 bis 2 Millimeter) sorgt für eine hohe Detailauflösung
bei gleichzeitig schneller Aufbaugeschwindigkeit.
„Beim selektiven Laserschmelzen
werden die Bauteile schichtweise mit
einem Hochleistungslaser aus
Pulvermaterial aufgebaut.“
Verarbeitung metallischer Werkstoffe
Das Angebotsspektrum von Protiq im Bereich 3D-Druck beinhaltet
ferner eine große Auswahl an metallischen Werkstoffen. Beim selektiven
Laserschmelzen werden die Bauteile ebenfalls schichtweise
mit einem Hochleistungslaser aus Pulvermaterial aufgebaut.
Speziell für die Elektroindustrie hat das Unternehmen ein hochleitfähiges
Kupfermaterial entwickelt. Von massiven Bauteilen bis zu Kupferkontakten
mit hoher elektrischer Leitfähigkeit eignet sich dieses
Material für viele Einsatzbereiche. Werden die verschiedenen
3D-Druckverfahren kombiniert, lassen sich die additiv gefertigten
Elemente zu funktionsfähigen Bauteilen montieren.
jg
www.protiq.com
Details zu Additiven Verfahren:
http://hier.pro/JPVKp
32 K|E|M Konstruktion 06 2017

ADDITIVE MANUFACTURING
TRENDS
3D-Druck beschleunigt die Produkt-Bearbeitungsprozesse
„Unser Job ist es, kundenspezifische
Bauteile in kürzester Zeit zu fertigen“
Schnell Produkte zu entwickeln wird für Unternehmen zu einem immer wichtigeren Wettbewerbsfaktor.
Proto Labs ist einer der weltweit schnellsten Hersteller von Prototypen- und Kleinserienteilen. Wie
die firmeneigene Software und die automatisierten Systeme des Unternehmens 3D-CAD-Modelle in
Befehle für Hochgeschwindigkeits-Fertigungsanlagen verwandeln, die Teile mittels 3D-Druck, CNC-
Bearbeitung oder Spritzguss innerhalb weniger Tage herstellen können, erklären Dirk Rathsack, Vice
President Sales und Thomas Langensiepen, Division Manager Central Europe bei Proto Labs im Gespräch
mit KEM Konstruktion.
Interview: Johannes Gillar, stellvertretender Chefredakteur KEM Konstruktion
KEM Konstruktion: In Zeiten der Industrie 4.0 und der digitalen
Transformation spielt eine schnelle Produktentwicklung eine immer
größere Rolle. Welche Bedeutung haben in diesem Zusammenhang
neue Technologien wie 3D-Druck und andere additive Verfahren?
Langensiepen: Der 3D-Druck ist in dem genannten Kontext eine Bereicherung
für uns, da er ganz neue Möglichkeiten eröffnet, Geometrien
schnell zu fertigen, die mit herkömmlichen Methoden nicht zu fertigen
wären, weil diese Geometrien zu komplex sind und im Rahmen der
neuen Konstruktionsprozesse die Designanforderungen immer höher
werden. Damit gewinnt diese Technologie an Bedeutung. Wir bieten
hier die verschiedensten Verfahren an, von der Stereolithografie über
das Lasersintern bis zum Direkt-Metall-Lasersintern, mit denen wir
dann die unterschiedlichen Anforderungen der Kunden realisieren können.
Wir sehen aber auch, dass der 3D-Druck nicht das allein selig machende
ist. Deswegen ist es für uns wichtig, die ganze Bandbreite der
verschiedenen Verfahren anbieten zu können, denn auch die CNC-Bearbeitung
und der Spritzguss haben ihre Berechtigung. Es gibt eben auch
Dinge, die durch den 3D-Druck a) funktional und b) von den Materialien
und c) auch wirtschaftlich nicht sinnvoll abzudecken sind. Es gibt aber
auch eine neue zusätzliche Variante und das ist die Verbindung der verschiedenen
Technologien, so dass wir heute 3D-gedruckte Teile mittels
CNC-Bearbeitung nachbearbeiten können und sich so hochgenaue Teile
produzieren lassen, die den höchsten Anforderungen genügen. Zusammenfassend
kann man sagen, es ist eine Technologie, die sehr wichtig
ist, die eine wunderbare Abrundung darstellt und die sicherlich das Thema
Industrie 4.0 und weitere Beschleunigungsprozesse der Produktion
unterstützen kann.
Rathsack: Mit dieser Technologie können wir den Kunden das Thema
Geschwindigkeit noch überzeugender vermitteln. Denn selbst in Bereichen,
in denen sich der Kunde am Ende für Spritzguss oder CNC-bearbeitete
Teile entscheidet, können wir mithilfe des 3D-Drucks viel früher
ins Design einsteigen und den Kunden viel früher in der Designphase
mithilfe von 3D-gedruckten Musterteilen helfen. Auch da sehen wir
letztendlich die Chance die Designtätigkeiten und -zyklen beim Kunden
nochmal deutlich zu beschleunigen.
KEM Konstruktion: Sie sagen, dass Sie mit Ihren Services in den
Bereichen 3D-Druck, CNC-Bearbeitung und Spritzguss in der Prototypen-
und Kleinserienfertigung Ihren Kunden einen Wettbewerbsvorteil
verschaffen. Wie machen Sie das konkret?
Langensiepen: Wir bieten eine ganze Bandbreite an Möglichkeiten.
Zum einen natürlich ist das die pure Geschwindigkeit – wir versetzen unsere
Kunden in die Lage, mit einer wesentlich höheren Frequenz unterschiedliche
Versionen ihrer neuen Produkte mit realen Materialien auszuführen.
Das zweite ist, dass wir mittels unserer Software-Unterstützung
den Kunden auch konstruktive Engineering-Hinweise geben, wie
er Modelle konzipieren kann, damit die Teile effizient gefertigt werden
können. Hinzu kommt, dass wir mit der Beratung, die wir neben unserer
automatisierten Technik zur Verfügung stellen, sehr genau evaluieren, in
welchem Stadium des Entwicklungsprozesses sich die Kunden befinden;
will er erstmal ein Designteil haben, dann wäre der 3D-Druck vielleicht
das richtige Werkzeug, denkt er an Serienmaterialien und vielleicht
100 oder 1000 Teile? Dann ist vielleicht auch schon der Spritzguss das
richtige Werkzeug. Der Kunde hat dadurch die Möglichkeit, mit einem
sehr geringen Risiko verschiedene Varianten auszuwählen und eine effiziente
Konstruktion zu machen und dadurch schneller fehlerfreie Produkte
auf den Markt zu bringen. Der heutige Markt ist ja von zwei Tendenzen
geprägt. Auf der einen Seite gibt es eine permanente Zunahme
von Varianten, auf der anderen Seite eine permanente Abnahme von
„Der 3D-Druck ist
eine Bereicherung für
uns, da er ganz neue
Möglichkeiten eröffnet.“
Bild: Proto Labs
Thomas Langensiepen,
Division Manager Central Europe,
Proto Labs
K|E|M Konstruktion 06 2017 33

TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Bild: Proto Labs
„Wir haben in den letzten
18 Jahren im Spritzguss
aber auch in den beiden
anderen Verfahren viele
Erfahrungen gesammelt.“
Dirk Rathsack,
Vice President Sales Europe,
Proto Labs
Produktlebenszeit. Und genau in diesen Trichter stoßen wir hinein und
helfen den Kunden effizient zu arbeiten. Genau da fühlen wir uns wohl.
KEM Konstruktion: Proto Labs sieht seinen Wettbewerbsvorteil
darin, individuell gefertigte Prototypen- und Produktionsteile sehr
schnell herstellen zu können. Das können andere Unternehmen
auch. Wie begründen Sie trotzdem zu den weltweit schnellsten Herstellern
in diesem Bereich zu gehören?
Langensiepen: Zunächst einmal glaube ich, dass es nicht sehr viele
gibt, die Prototypen und Kleinserienteile in dieser kurzen Zeit herstellen
können wie wir das machen. Wir bieten eine garantierte Lieferzeit für
die verschiedenen Technologien an. Das heißt, wir bringen erst dann eine
neue Technologie auf den Markt, wenn wir die von uns definierten
Lieferzeiten tatsächlich einhalten können – immer in Verbindung mit einer
hohen Qualität. Dadurch bieten wir den Kunden ein Entwicklungstool,
das ihm hilft Kosten zu sparen, weil er genau planen kann, ein immenser
Vorteil, denn je später eine Änderung kommt, desto schneller
explodieren die Kosten im Entwicklungsprozess. Des Weiteren haben
wir die Möglichkeit, den Kunden mit unterschiedlichsten Materialien im
Entwicklungsprozess zu versorgen, er ist nicht auf eine Technologie beschränkt.
Zudem hat der Kunde bei uns einen Ansprechpartner für alle
Prototypen-Technologien, die es gibt, und des Weiteren – wir haben vorhin
diese Schere angesprochen – man redet ja heute über „Production
on demand“ oder „low volume Production“, Proto Labs geht weg vom
reinen Prototypen-Hersteller auf ein Serienhersteller-Modell. Wir bieten
dem Kunden kalkulierte Kosten über die gesamte Lebensdauer seines
Produktes. In der Vergangenheit waren wir am Anfang des Lebenszyklus
in der Prototypenphase, dann haben wir uns an das Ende eines
Produktentwicklungsprozesses bewegt, wenn nochmal Änderungen
gemacht werden, aber mittlerweile entwickeln wir uns verstärkt zu einem
Low-Volume-Hersteller für viele Kunden. Wir haben Kunden, die
durchaus 20.000 Teile im Jahr bei uns produzieren lassen und nicht das
Risiko haben, ihr Stahlwerkzeug anpassen zu müssen, wenn sie eine
kleine Änderung haben.
Rathsack: Letztendlich ist es richtig, dass es Marktbegleiter gibt, die
zum Beispiel im Bereich des 3D-Drucks auch schnell unterwegs sind.
Der Vorteil, den der Kunde bei uns hat, ist das wir über mehrere Technologien
hinweg extrem schnelle Lieferzeiten anbieten können. Wir drucken
wie der eine oder andere auch in sehr kurzer Zeit ein Produkt und
wenn der Kunde in drei oder vier Tagen wieder kommt und einen Funktionstest
machen möchte, sind wir in der Lage, das File in ein Spritzgussverfahren/-teil
umzuwandeln. Und der Kunde hat dann in fünf Tagen seine
Spritzgussteile auf dem Tisch mit denen er Funktionstests machen
kann – das können nicht mehr so viele anbieten. Wir bieten dies alles
aus einer Hand mit einer extrem schnellen Verfügbarkeit.
KEM Konstruktion: Ihr Angebot stützt sich auf einen komplett automatisierten
Softwareprozess. Wie funktioniert der Prozess?
Langensiepen: Wir haben eine zielgerichtete Software für die Anwendung
entwickelt. Dazu haben wir uns gefragt, welche Software-Produkte
brauchen wir, um effizient von einem CAD-Modell zu einem Spritzguss-Teil
zu kommen, ohne weitere Software-Module zu benötigen. Das
ist ein sehr gradliniger, optimierter Prozess. Und dafür haben wir Software-Produkte
entwickelt, die das erlauben. Das heißt, wenn der Kunde
ein Modell freigibt, werden automatisch die benötigten Komponenten
eingespannt und es läuft eine Kette durch, die hochautomatisiert ist.
Standardsoftware-Produkte müssen dagegen eine ganze Bandbreite
von Applikationen bedienen und wir fokussieren uns genau auf die Fertigungsprozesse
Spritzguss, CNC und 3D-Druck. Dadurch haben wir eine
sehr effiziente Softwarelösung entwickelt und können schnell mit den
Teilen den Prozess durchlaufen. Das geht von der automatischen Werkzeugkonstruktion
über eine Füllanalyse bis hin zur CNC-Bearbeitung.
Das ist genau abgestimmt auf diesen Prozess, das gleiche gilt für die
3D-Druck-Optimierung der Teile. Wie muss man die Teile optimieren, damit
sie auch optimal gebaut werden. Das geht soweit, dass wir die
Steuerungen der Maschinen auf Basis dieser Prozesse optimieren.
Rathsack: Wenn ein Kunde bei uns eine CAD-Datei hoch lädt, optimiert
das System diese, schlägt dem Kunden Änderungen vor und wenn der
Kunde diese annimmt, bekommt er vom System die Rückmeldung,
dass das Teil so gefertigt werden kann. Das läuft vollautomatisiert und
wenn der Kunden den Bestätigungsknopf drückt, startet der und zwei
Minuten später starten bei uns in der Fabrik die Automaten, um das
Werkzeug zu produzieren auf dem dann die Teile gegossen werden. Nur
so kriegen wir selbst beim Spritzguss Lieferzeiten von ein bis zwei Tagen
hin. Das heißt, der Kunde bestellt abends seine Teile, am nächsten
Vormittag ist das Werkzeug fertig, am Nachmittag spritzen wir die Teile
und abends verschicken wir die per Express und am übernächsten Tag
hat er die Teile auf dem Tisch liegen. Das können definitiv nicht viele.
KEM Konstruktion: Lassen sich mit dieser Methode auch Serienteile
herstellen?
Langensiepen: Wie gesagt, wir gehen zunehmend weg vom reinen
Prototypenhersteller hin zum Partner der Firmen, der den ganzen Produktlebenszyklus
eines Produktes abdecken kann. Von der ersten Designstudie
im 3D-Druck über erste Musterteile, erste Prototypenteile bis
hin zur Serie. Wir werden sicher nicht im Massengeschäft unterwegs
sein, es macht für uns keinen Sinn Teile im sechsstelligen Bereich im
Jahr spritzen zu lassen, aber wenn wir über eine Losgröße von 20.000
Teilen sprechen, können wir durchaus mitreden. Wir kommen da mit unserer
Technologie in den Cent-Bereich was die Spritzguss-Teile betrifft,
wir können ja je nach Design mehrere Kavitäten spritzen, aber wir denken,
dass das eine klare kostenkalkulatorische Größe für den Kunden
ist. Er bekommt heute einen Preis für ein Teil, das wir auf dessen Produktlebenszeit
garantieren, ohne Kosten für weitere Werkzeugreparaturen
etc. Denn wir haben die Werkzeuge eingelagert für den Kunden, so
dass er immer wieder aus diesen Werkzeugen Teile direkt online bestellen
oder auch Änderungen durchführen kann.
34 K|E|M Konstruktion 06 2017

ADDITIVE MANUFACTURING
TRENDS
Also ja, Proto Labs sieht sich auch als Serienlieferanten, denn wir bieten
neben den Technologien auch die Beratung, den Service und Qualitätssicherungsmaßnahmen.
Das geht ganz klar weg vom reinen Prototypenbauer
zu einem Produktlebenszeit-begleitenden Partner im Bereich Midrange
Production.
Rathsack: Das betrifft vor allem Unternehmen, die sich mehr und mehr
auch auf spezielle Kundenwünsche fokussieren müssen oder wollen. Es
gibt ja immer mehr Bereiche, in denen personalisierte Produkte angeboten
werden. Da muss man von der Massenfertigung weg, weil sich die
Kundenanforderungen verändern und es mehr Detailunterschiede im
einzelnen Produkt gibt. Und gerade für Firmen, die sich solchen Herausforderungen
gegenüber sehen, sind wir ein attraktiver Partner, weil wir
in der Lage sind, sehr flexibel auf solche Designänderungen zu reagieren
und auch in der Mitte des Produktlebenszyklus können wir schnell
und kosteneffizient auf Änderungen reagieren. Das ist etwas was wir
flexibler und besser abbilden können als der reine Massenproduzent.
FORM, FLEXIBILITÄT
UND FUNKTION
Mit unseren Ringen sind wir der
Konkurrenz immer einen Schritt voraus
KEM Konstruktion: Welche Rolle spielen Werkstoffe bei der
schnellen Prototypen-Entwicklung? Und ist neben Kunststoff auch
Metall bereits ein verwertbares Material?
Langensiepen: Wir bieten die drei Verfahren 3D-Drucken, CNC-Bearbeitung
und Spritzguss an. Innerhalb dieser Services bieten wir mehr und
mehr Leistungen an, mehr Materialien und mehr Funktionalitäten. So
haben wir zum Beispiel im letzten Jahr im CNC-Bereich mit Titan ein
weiteres Material hinzugefügt. Und in diesem Jahr haben wir die
5-Achs Bearbeitung hinzugefügt. Im Bereich der Materialien sind wir
relativ unlimitiert. Im 3D-Druck-Bereich bedienen wir alle gängigen Materialien
die gefordert sind. Unterschiedlichste Kunststoffe in der Stereolithografie
und im Lasersintern. Im Metallbereich, also beim Direkt-
Metall-Lasersintern, gehen wir vom Aluminium über Stahl und Edelstahl
bis zum Titan aus denen im medizinischen Bereich zum Beispiel
künstliche Körperteile gefertigt werden. Beim Spritzguss haben wir 157
Materialien permanent auf Lager, haben aber mittlerweile über 1000
Materialien gespritzt. Wobei wir auch hier sehr spezifisch auf den Kundenwunsch
eingehen wollen. Wir verarbeiten nicht nur unsere eigenen
Materialien, sondern der Kunde kann sein eigenes Material auswählen
– wir haben derzeit rund 30% aller Aufträge, bei denen kundenspezifisches
Material verwendet wird.
In letzterem Fall gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste ist, dass der Kunde
uns sein Material bereitstellt, wir das Material für ihn lagern und er
mithilfe unseres automatisierten Systems permanent verfolgen kann,
wie viel von seinem Material eigentlich noch da ist. So sieht er genau,
wie viel Material von mir hat Proto Labs noch auf Lager. Die zweite Variante
ist, dass wir das Material für den Kunden besorgen. Wir sind der
Dienstleister, der dafür da ist, dem Kunden seine Teile in bester Qualität
und in schnellster Zeit zur Verfügung zu stellen. Das ist unser Job.
Rathsack: Und wir haben natürlich in den letzten 18 Jahren gerade im
Spritzguss aber auch in den beiden anderen Verfahren viele Erfahrungen
gesammelt, welche Materialien für welche Applikationen, für welche
Art von Produkten und für welche Art der Verwendung geeignet sind.
Und dieses Know-how versuchen wir an die Kunden weiterzugeben.
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TRENDS
ADDITIVE MANUFACTURING
Auch die speziellen
Herausforderungen
des 3D-Drucks großer
Bauteile hat Kegelmann
gelöst und baut
große Funktionsprototypen
wie den Rahmen
für ein Triathlonrad in
reproduzierbar Qualität
im SLS-Verfahren
Bild: Kegelmann Technik
Mehr wirtschaftliche Hebelwirkung mit Connected Prototyping
Additives Denken für Projekte
Zu viele Ingenieure glauben immer noch unerschütterlich daran, dass ihr Projekt auskonstruiert
sei und es nichts mehr zu optimieren gäbe. Kegelmann Technik erschließt mit Connected Prototyping
enorme Rationalisierungspotentiale.
Stephan Kegelmann, Geschäftsführer Kegelmann Technik GmbH, in Rodgau
Connected Prototyping ist eine Philosophie mit einer großen
Bandbreite additiver Fertigungsverfahren, die bei Kegelmann
Technik seit bereits 28 Jahren gelebt wird. Ziel ist, gemeinsam mit
dem Kunden Nachhaltigkeit, Resilienz und Zukunftsfähigkeit in deren
Projekte einzubauen. Nachweislich hat Kegelmann Technik in
solchen Projekten schon einen ROI, return on innovation, von 4 realisiert,
das heißt binnen eines Vierteljahres hat sich das Projekt selbst
finanziert und zahlt ab diesem Zeitpunkt in das Unternehmen ein.
Es ist eine echte Herausforderung, die ungeheuren Potenziale des
Connected Prototyping Kunden mit anderen Konstruktionsprozessen
und Arbeitsabläufen zu vermitteln. Zu viele Ingenieure glauben
fest daran, dass ihr Projekt nicht weiter zu optimieren wäre. Das
bleibt Herausforderung und große Chance: Connected Prototyping
und additives Denken in möglichst viele Projekte zu integrieren. Zur
Erschließung dieser Potenziale bietet das Unternehmen als Teil des
Connected Prototyping den Additive-Thinking-Audit als Orientierungshilfe
an, um schnell von der Vision zu greifbaren Aktivitäten zu
kommen. Mit dem Know-how der Rodgauer um die Möglichkeiten
der additiven Fertigung werden mögliche Projekte identifiziert und
nach Potenzial und Geschwindigkeit der Umsetzung priorisiert.
Höhere Flexibilität, kostenlose Komplexität
Im Verpackungsmaschinenbau führen stetig steigende Erwartungen
der Endkunden zu einem Wettbewerbsumfeld mit hoher Dynamik.
Mit dem Konzept des Connected Prototyping hat man Projekte mit
großem wirtschaftlichen Hebel realisiert, damit die Nutzer der Verpackungsmaschinen
wirtschaftlich verpacken können. Mehr Spielraum
für Produktinnovationen wird gewonnen, in der Folge verkaufen sich
die Verpackungsmaschinen leichter. Die Flexibilität, unterschiedliche
Produkte auf ein- und derselben Linie verpacken zu können, trägt
bei sinkenden Losgrößen zur Steigerung der Wertschöpfung bei.
Das gezeigte Beispiel eines additiv neu gedachten Transportmoduls
für Tuben auf einem Förderband wurde gezielt auf die Reduktion von
Umstellkosten und -zeiten hin entwickelt. Schnelle Formatwechsel
mit einfacher Bedienung ohne Werkzeuge und Baukastensystem erhöhen
Leistung und Prozesssicherheit von Verpackungslinien. Bei
der Verpackung von Lebensmitteln ist Hygiene unabdingbar. Die Integration
hygienerelevanter Prozesse in ein Handhabungselement
wie diesen Käsescheiben-Sauggreifer reduziert den durch Reinigung
und Entkeimung notwendigen Maschinenstillstand.
Große Bauteile im 3D-Druck
Auch die speziellen Herausforderungen des 3D-Drucks großer Bauteile
hat der Anbieter gelöst und baut große Funktionsprototypen
36 K|E|M Konstruktion 06 2017

Bild: Kegelmann Technik
Die Integration hygienerelevanter
Prozesse
in ein Handhabungselement
wie diesen
Käsescheiben-Sauggreifer
reduziert den
durch Reinigung und
Entkeimung notwendigen
Maschinenstillstand
DYNAMISCHE
NEIGUNGSSENSOREN
Das hier gezeigte
Beispiel eines additiv
neu gedachten Transportmoduls
für Tuben
auf einem Förderband
wurde gezielt auf die
Reduktion von Umstellkosten
und -zeiten hin
entwickelt
Bild: Kegelmann Technik
NEU
Neigungsmesser mit
dynamischer Beschleunigungskompensation
wie den Rahmen für ein Triathlonrad schnell und in reproduzierbar
hoher Qualität im SLS-Verfahren. So ist Kegelmann zum Beispiel in
der Lage, die Canyon Bicycles GmbH, einen Hersteller von Fahrrädern,
im Gestaltungs- und Entwicklungsprozess neuer Modelle zu
unterstützen und den Ingenieuren von Canyon Prototypen von solch
komplexen Modellen wie Triathlon- und Zeitfahrrädern zu bauen. Prototypen
dieser Fahrräder werden für die Simulation verschiedener
Lastfälle benötigt, etwa für Windkanaltests im vollständig aufgebauten
Zustand, um auch die letzten 2-3% Energieverlust durch Fahrtwind
auszumerzen. So kann bereits vor dem Bau des ersten Serienrades
das Optimum aus Leichtbau, Biomechanik und cw-Wert definiert
werden. Diese Methode zeigt Erfolg: 2015 und 2016 ist Jan Frodeno
auf Hawaii zwei Mal Ironman-Weltmeister geworden.
Als System vereint Connected Prototyping Erfahrung und Technologiewissen
in additiver Fertigung mit einer großen Bandbreite innovativer
Fertigungsverfahren unter einem Dach und unterstützt Designer
und Konstrukteure bei ihren Herausforderungen. Die vielfältigen
Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Fertigungsverfahren
bieten große Chancen. Mit dem Know-how von Kegelmann zur additiven
Fertigung werden immer wieder diese Fragen diskutiert:
• Können Funktionen in das Bauteil integriert werden?
• Können wir es leichter machen?
• Wie können wir die bei additiver Fertigung kostenlos mögliche
Bauteilkomplexität zu unserem Vorteil nutzen?
• Gibt es Vorteile der Individualisierung des Bauteils?
Mithilfe des Connected Prototyping kommt der Spezialist gemeinsam
mit Kunden zu Innovationen, die mit herkömmlichen Methoden
nicht möglich wären.
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K|E|M Konstruktion 06 2017 37

TRENDS
PERSPEKTIVEN
PERSPEKTIVEN
Künftige Herausforderungen der additiven Fertigung
Zwischen Kinderschuh-Status und
ausgereiftem Prozess
Der 3D-Druck kommt mit großen Schritten aus dem Prototypenbau in die Fertigung. In der neuen Umgebung
warten aber auch neue Herausforderungen. Hersteller von Maschinen und Simulationssoftware
arbeiten am noch nicht ganz reibungslosen Produktionsprozess. Zudem entwickeln Ingenieure auch
komplett neue Fertigungsansätze – es wird künftig also viel passieren. Wir geben einen Überblick.
Tobias Meyer, freier Mitarbeiter KEM Konstruktion
Die Zukunftsprognosen bezüglich industriellem 3D-Druck klingen
meist mehr als rosig, man könnte meinen, spätestens
nach dem nächsten Wochenende könnten wir alles drucken. Doch
die Realität sieht derzeit noch anders aus, von einer glatten Prozesskette
à la Konstruktion via CAD und Simulation, dann schnell auf die
Produktionsstraße, ist die additive Fertigung noch ein paar Schritte –
wohlgemerkt nicht Meilen – entfernt. Viele Bauteile, die zwar inzwischen
in Serie gedruckt werden, mussten bisher per Trial&Error entwickelt
werden, weil etwa der Verzug beim Metall-Laser-Sintern
noch nicht im Detail vorhersehbar ist: „Bisher mussten wir ein neues
Bauteil erst drucken und anschließend vermessen, um zu sehen,
wo unsere Problemstellen liegen“, erklärt Stefan Hermann, Spezialist
für Simulation und Additive Manufacturing beim Luftfahrtzulieferer
Liebherr-Aerospace. Denn wenn das fertige Bauteil von der
Grundplatte gesägt wird, kann die aus der eingetragenen Hitze entstandene
Eigenspannung noch zu nachträglichem Verzug führen.
Diese Einflussfaktoren sind beispielsweise auch maßgeblich verantwortlich
für die derzeitig möglichen Bauteilgrößen: „Aktuell können
wir Teile mit maximal 40 Zentimeter Kantenlänge fertigen. Bei grö-
ßeren Bauteilen würden die Spannungen schon während des Druckens
die Grundplatte zerreißen“, erklärt Martin Steuer vom Hersteller
EOS. Denn im Nachgang kann die Spannung im Bauteil durch eine
Wärmebehandlung natürlich korrigiert werden, häufig aber sind
unvorhergesehenen Verzüge während des Prozesses sehr gefährlich,
da auf einmal Material an einer Stelle steht, von der die Maschine
denkt, sie wäre leer – und deshalb womöglich auf Kollisionskurs
geht. Vor allem eine umfassende Prozesssimulation ist daher nicht
nur bei Nutzern sondern auch von den Entwicklern von 3D-Druckern
gefragt. Künftig könnten diese anhand der in den Drucker geladenen
CAD-Geometrie selbst errechnen, an welchen Stellen der Hitzeeintrag
kritisch ist und dort gezielt mit weniger Laserleistung arbeiten.
Tools wie Simufact Additive gehen diesen Weg bereits: Die Simulation
beginnt mit dem Druck des Teiles, gefolgt von der Wärmebehandlung,
dem Abschneiden des Teiles von der Grundplatte, dem
Entfernen der Stützstrukturen sowie wärme- und druckgesteuerte
Prozesse (Heiß-Isostatisches Pressen, HIP). Als technisches Herz
der Software wurde ein anwendungsspezifischer Solver entwickelt,
der auf dem FEM-Solver Marc von MSC basiert. Zusammen mit Re-
Bauteilevolution: Links
das Ausgangsteil, in der
Mitte die verbesserte
Guss-Variante, rechts
das Optimierungsmaximum
im 3D-Druck
Bild: Altair
38 K|E|M Konstruktion 06 2017

PERSPEKTIVEN
PERSPEKTIVEN
TRENDS
Die Gewichtsreduktion per Lattice-Struktur
findet nur im Inneren statt und kann Vorteile
gegenüber der Topologieoptimierung haben
nishaw Plc, ein Hersteller von Metall-AM-Systemen, arbeitet
Simufact an einem integrierten Ansatz: Zuerst wird die
Druckvorbereitungssoftware von Renishaw mit der Prozesssimulation
von Simufact gekoppelt. Der nächste Schritt ist, basierend auf
der Schichtaufbauinformation automatisch eine Simulation aufzusetzen
und im Gegenzug die Simulationsergebnisse in der Druckvorbereitungssoftware
darzustellen.
Auch Cadfem kann eine Lösung – wie gewohnt aus dem Hause Ansys
– liefern, um den Gesamtverzug des Bauteils sowie die Eigenspannungen
aufgrund des Druckprozess für Metalle zu berechnen:
Dabei haben die Entwickler mehrere Druckschichten zu einer FE-
Schicht zusammengefasst, was eine sehr schnelle Berechnung ermöglichen
soll und zudem Stützmaterial sowie Gefügeumwandlungen
im Material berücksichtigt. Die Prozesssimulation sei laut Cadfem
nötig, um den Druckvorgang grundlegend verstehen zu können,
denn Experimente – wie oben von Liebherr-Aerospace geschildert –
liefern lediglich punktuelle Erkenntnisse, welche sich vom aktuellen
Bauteil nur schwer auf andere Formen oder Größen ableiten lassen.
„Die Herausforderung bei der Prozesssimulation ist die örtliche und
zeitliche Diskretisierung, sprich, beim Laserspot sind wir im Mikrometerbereich,
die Bauteile sind aber meist mehrere Zentimeter
groß. Und die Belichtung von einzelnen Schichten läuft in Millisekunden,
der Druck dauert aber ein paar Stunden“ erklärt Markus Kellermeyer,
Berechnungsingenieur bei Cadfem und Doktorand an der
Universität Erlangen-Nürnberg.
Eine weitere Idee, dem Verzug im 3D-Druck entgegenzutreten ist,
das Bauteil im Vorfeld schon so „krumm“ zu konstruieren, dass es
später durch den Verzug die gewünschte Form erhält: „Wir kennen
den Gedanken beispielsweise aus der Blechumformung – auch
wenn das Vorgehen in der Simulation etwas anders ist. Hier ist das
Resultat nach dem Pressen ebenfalls abweichend von der Negativform
der Presse – eigentlich. Denn diese wird absichtlich so gestaltet,
dass sich erst nach dem Rückfedern des Blechs die gewünschte
Form einstellt“, so Kellermeyer.
Organische Computerstrukturen
Noch bevor es überhaupt um den Druck geht, kann ein Bauteil
grundsätzlich optimiert werden. In der Topologieoptimierung können
die Anforderungen an das gewünschte Produktverhalten über einfache
Parameter wie Platzbedarf, Steifigkeits- und Spannungskriterien
sowie Last- und Lagerungspunkte definiert werden. Die Konstruktion
übernimmt anschließend die Software, was häufig sehr „organisch“
wirkende Formen zur Folge hat, die in herkömmlichen Zerspanverfahren
auf Grund der vielen Freiflächen nur sehr aufwändig
zu fertigen wären. Dem 3D-Drucker aber sind die meisten
Krümmungen relativ egal, er ermöglicht meist eine sehr viel einfachere
Fertigung von unebenen Bauteilen, weshalb er prädestiniert
für die topologieoptimierten Konstrukte ist. Laut Kellermeyer ist es
mittelfristig eine Kombination aus Topologieoptimierung und Prozesssimulation,
die es möglich macht, Formen zu erzeugen, die sich
beim Drucken nicht verziehen: „Wenn eine Topologieoptimierung
Kriterien im Sinne eines möglichst geringen Verzugs während des
Drucks bereits berücksichtigt, so muss man trotzdem bedenken,
dass die anschließend nochmals für den Drucker aufbereitete Struktur
durch nachträgliches Glätten wieder Abweichungen zur idealen
Topologie-Struktur aufweist. Außerdem können mit Hilfe von Prozesssimulationen
Parameter des Druckprozesses im Sinne eines
geringen Verzugs optimiert werden.“
Es muss aber nicht immer zwangsläufig das Produkt selbst gedruckt
werden. Auch die additive Fertigung von Guss- oder Spritzform
kann mit weniger Aufwand einher gehen, als die konventionelle
Fertigung (siehe auch Seite 30). Der Landtechnik-Hersteller Amazone
ließ auf diese Weise per Software eine Fahrwerksschwinge
überarbeiten, die 245 kg schwere Konstruktion erforderte bisher
16,5 m Schweißnähte. Zunächst untersuchte man, wie viel leichter
und performanter das Bauteil werden würde, wenn man es im
Gussverfahren herstellen würde. Zur Optimierung der Struktur nutzten
die Ingenieure Solid Thinking Inspire von Altair. Damit wurden
zunächst ein möglicher Bauraum und die Randbedingungen wie
Lasten, Mindeststeifigkeit und Fertigungsrestriktionen definiert. Außerdem
wurden sogenannte Non-Design Bereiche definiert, an denen
keine Veränderungen vorgenommen werden durfte, um zum
Beispiel Lagerpunkte und Zylinderanbindungen der ursprünglichen
Version zu erhalten. Darüber hinaus konnte durch eine Symmetrieebene
Berechnungszeit eingespart werden. Aus dem Ergebnis erstellte
man eine Detailkonstruktion, die in einer darauf folgenden
FE-Analyse mit Optistruct beurteilt wurde.
Im Vergleich zur Schweißkonstruktion stellten die Ingenieure bei der
Gussausführung neben einem geringeren Gewicht und gleichmäßigeren
Übergängen auch weniger Steifigkeitssprünge fest. Auch die
vorherrschende Auslastung konnte reduziert werden. „In der optimierten
Gussausführung konnte eine Erhöhung der Lebensdauer
um einen Faktor 2,5 bei einer gleichzeitigen Gewichtsreduktion um
ca. 8 Prozent erzielt werden. Die neue Ausführung der Fahrwerks-
Bild: Hirschvogel Holding GmbH
K|E|M Konstruktion 06 2017 39

TRENDS
PERSPEKTIVEN
PERSPEKTIVEN
Um die Funktionalität von individuellen Bauteilen schnell prüfen zu können,
entwickelte das Fraunhofer IGD ein Simulationsverfahren, das etwa in
Webshops für 3D-Druckteile eingesetzt werden könnte
schwinge befindet sich bereits im Einsatz und ermöglichte uns eine
Reduktion der Herstellungskosten von rund einem Drittel“, verrät Sebastian
Kluge vom Landtechnikhersteller Amazone.
Den Simulationsexperten von Altair war das aber noch nicht genug:
In einem separaten Projekt loteten sie die Grenzen noch weiter aus
und optimierten die Gussstruktur sowie den Herstellungsprozess
nochmals, indem sie die Topologieoptimierung in Kombination mit
3D-Druckverfahren einsetzten. Altair hat in diesem Bereich gemeinsam
mit dem Partner Voxeljet ein exemplarisches Verfahren vorgestellt,
bei dem eine verlorene Form für den Guss im 3D-Druck erstellt
wird und die Bauteilstruktur davor basierend auf bionisch inspirierten
Formen, die mit dem 3D-Druck umsetzbar wären, nochmals
optimiert werden kann. Die Berechnungen führten zu einer weiteren
Gewichtseinsparung von ca. 11 % bei gleicher Lebensdauer und
Steifigkeit. Einen Prototyp des in der 3D-gedruckten Form gegossenen
Bauteils zeigte Altair auf der diesjährigen Hannover Messe. Allerdings
stehen die finalen Kostenberechnungen noch aus, die für
eine Umsetzung in der Serie mit entscheidend sein werden.
Optimierter Metallschwamm
Es muss nicht immer eine völlig neue Form sein, wenn es darum
geht, ein Bauteil im 3D-Druck effektiver zu fertigen. Statt das Design
über die Topologieoptimerung völlig neu zu gestalten, wird bei Lattice-Strukturen
das eigentlich massive Material im Inneren durch eine
Waben- oder Gitterstruktur ersetzt, ähnlich eines Schwamms. Wie
diese Struktur in Form und Größe ausgelegt ist, errechnet die Ansys-Software
Space Claim. Cadfem konnte zusammen mit dem Automobilzulieferer
Hirschvogel das Gewicht eines Greifers über eine
sich dem Lastpfad anpassende Lattice-Struktur reduzieren. Der
Grund war hier ein typisches Aufeinanderprallen von Theorie und
Praxis: „Bei der Toplogieoptimierung haben wir festgestellt, dass oft
eine kleine Abweichung in der Belastung zu einem deutlich schlechteren
Verhalten der Struktur führen kann. Bei Lattice haben wir nach
unseren bisherigen Erfahrungen die Möglichkeit, solche Schwankungen
von äußeren Bedingungen besser aufzufangen, da die Last
nicht nur über die idealen Lastpfade abgeleitet wird, sondern auch
Bild: Fraunhofer IGD
mit der restlichen Gitterstruktur gewisse Reserven zur Verfügung
stehen, die solche nicht-idealen Lasten ableiten“, erklärt Markus Kellermeyer
von Cadfem. Zudem kann die Struktur mit einer dünnen
Außenhülle überzogen werden: „Damit merkt der Kunde gar nicht,
dass sich das Design ändert, wenn sich beispielsweise das Anforderungsszenario
erweitert.“ Das mache das Ganze sehr interessant,
wenn man in eine evolutionäre Richtung denkt: Das Produkt wird
nach dem vorherrschenden Lastenheft als lastpfadgerechte Lattice
per Algorithmus erzeugt, mit einer Außenhaut umzogen, gedruckt
und eingesetzt. Während des Gebrauchs können sich die Lastszenarien
ändern, etwa durch einen häufiger auftretenden Missbrauchslastfall.
Dann wird das Lastenheft einfach angepasst, die Lattice neu
berechnet, mit der gleichen Außenhaut umzogen und wieder gedruckt.
So entwickelt sich das Modell entsprechend den sich ändernden
Anforderungen weiter, bleibt aber optisch gleich.
Die Grenzen des 3D-Drucks kommen bei Überhang und größeren
Hohlräumen in Sicht. In anderen Verfahren wie Spritzguss stellen
diese Einschränkungen weniger Probleme dar, dafür sind die Verfahren
aufwändiger – und haben natürlich ebenfalls ihre bekannten Einschränkungen.
Die Topologieoptimierung kann künftig aber helfen,
Formausprägungen wie Überhänge einfach zu vermeiden. Ansys
hat bereits damit begonnen, etwa durch die Vorgabe von Mindestdicken,
denn mit additiver Fertigung kann man nicht beliebig dünn drucken.
Weitere Kriterien sind geplant. Ebenfalls berücksichtigt werden
sollte die Druckrichtung. Denn häufig ist es möglich, ein Bauteil
einfach gedreht zu drucken, was Überhänge vermeiden kann. Das
setzt aber eventuell an anderen Stellen Stützstrukturen voraus, was
wiederum bei funktionalen Außenflächen problematisch sein kann,
um die entsprechende Oberflächenqualität zu gewährleisten. Oftmals
ist bereits dadurch die Druckrichtung vorgegeben.
Losgröße 1 aus dem Web
3D-Druck wird häufig in einem Satz mit den Anforderungen hinsichtlich
kleinster Serien oder Einzelstückfertigung genannt. Künftig
könnten sich Kunden an Konfigurationen im Internet ein Produkt
nach ihren eigenen Wünschen anpassen, per Schieberegler werden
Größe, Wandstärke und andere Kenngrößen eingestellt und anschließend
auf „Bestellen“ geklickt, der 3D-Druck-Dienstleister
schickt das Ergebnis per Post. Klingt wieder toll in der Theorie, was
aber, wenn das individuelle Produkt nicht stabil genug ist? Das
Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt
hat eine Simulationssoftware entwickelt, die die Machbarkeit
von individuellen Designwünschen rasch prüft. Christian Altenhofen
aus der Abteilung Interaktive-Engineering-Technologien am Fraunhofer
IGD beschreibt den Mehrwert wie folgt: „Wir schaffen einen
fließenden Übergang zwischen Design und Simulation. Schnell zu
prüfen, ob sich ein individueller Entwurf umsetzen lässt, ist heute in
der Industrie ein oft ungelöstes Problem. Die meisten CAD-Daten
beschreiben lediglich die äußere Oberfläche und enthalten nicht die
für Simulationen notwendigen volumetrischen Informationen. Diese
nachträglich zu generieren ist sehr fehleranfällig, erfordert meist
manuelle Nacharbeit und kostet die Industrie viel Geld.“ Die Software
versetzt Kunden und Hersteller nun in die Lage, die zur Materialprüfung
notwendige Simulation automatisch im Webshop in Echtzeit
selbst zu erzeugen. Dadurch soll schnell geklärt werden kön-
40 K|E|M Konstruktion 06 2017

PERSPEKTIVEN
PERSPEKTIVEN
TRENDS
Bild: Altair
Um die Toplogie eines Bauteils
zu optimieren, muss festgelegt
werden, welcher Bauraum zur
Verfügung steht und welche
Bereiche des ursprünglichen
CAD-Modells unangetastet
bleiben müssen, etwa die
Verbindungselemente zu
anderen Baugruppen
Mit dem MPA-Verfahren
von Hermle können auch
Freiflächen von bereits
bestehenden Bauteilen
bedruckt und verschiedene
Materialien kombiniert
werden
Bild: Hermle
nen, ob sich Designvorschläge, die am Rechner erstellt wurden,
auch in der Realität umsetzen lassen. Ist dies nicht der Fall, schlägt
die Technik vor, wie das Produkt besser gestaltet werden kann.
Die Algorithmen der Software nutzen das mathematische Konzept
der Subdivisionsvolumen. Darauf aufbauend ermitteln die Forscher
physikalisch basierte Simulationsmodelle. Konkret bedeutet das:
Sie berechnen aus Krafteinflüssen wie Schwerkraft und Gewicht
des Gegenstands dessen innere Spannung. Je nach Größe und Verteilung
der Spannung lässt sich beurteilen, ob ein Gegenstand statisch
hält oder nicht. Damit geht das Verfahren über die reinen CAD-
Informationen hinaus: Diese beschreiben lediglich Oberflächen von
dreidimensionalen Objekten, lassen aber keine Rückschlüsse auf
deren Inneres zu. „Die volumetrischen Informationen werden bei
unserem Ansatz mit den Oberflächeninformationen direkt mitgeführt,
die für das Erstellen des Designs wichtig sind. Das heißt, bereits
in der Designphase stehen die notwendigen Informationen für
die Simulation zur Verfügung“, erklärt Altenhofen.
Für die Hannover Messe 2017 haben die Forscher einen Prototyp ihrer
Simulationslösung entwickelt, der die Idee für mögliche Anwendungen
und zukünftige Entwicklungen transportiert: Sie fertigten individuelle
Halter für Espressotassen aus Kunststoff. Über eine interaktive
Benutzungsoberfläche konnte der Standbesucher seinen eigenen
Halter entwerfen. Falls der Entwurf nicht stand hielt, gab die
Software Anweisungen, welche Parameter man verändern müsse,
um das zu verhindern. „Die additive Fertigung ist ein sehr anschauliches
Beispiel, wie sich unsere Technologie anwenden lässt. Im Prinzip
ist unser Ansatz jedoch für viele verschiedene Fertigungsverfahren
und unterschiedliche Werkstoffe anwendbar“, sagt Altenhofen.
Hybrider 5-Achs-Ansatz
Die MPA-Technologie von Hermle zur generativen Herstellung großvolumiger
Bauteile aus Metall könne seine Stärken laut Aussage
des Maschinenherstellers besonders im Werkzeug- und Formenbau
ausspielen. Es handelt sich dabei um ein thermisches Spritzverfahren,
bei dem Metallpulver mit Hilfe eines Trägergases auf sehr hohe
Geschwindigkeiten beschleunigt und durch eine Düse schichtweise
auf das Substrat aufgebracht werden. Durch die Integration der Auftragseinheit
in ein Bearbeitungszentrum werden Zerspanung und
Materialauftrag zu einem hybriden Fertigungsschema kombiniert.
Die 5-Achs-Maschine ermöglicht dabei auch den Materialauftrag auf
Freiformflächen. So können auch vorgefertigte Rohlinge mit additiv
gefertigten Komponenten ergänzt werden.
Das Verfahren erlaubt zudem die Kombination mehrerer Materialien
in einem Bauteil, etwa Warmarbeitsstähle (1.2344, 1.2367), Kaltarbeitsstähle
(1.2333, 1.2379), Edelstähle (1.4404, 1.4313), Invar, Eisen,
Kupfer oder Bronze. Damit sind neben konturnahen Kühlkanälen
zum Beispiel auch integrierte Kupferkerne oder eingebettete
Heizelemente realisierbar. Die Aufbauraten liegen bei 200 cm 3 /h bei
Stählen und 900 cm 3 /h bei Kupfer. Bei der Realisierung von Kanälen
und anderen Hohlräumen kommt als Platzhalter ein wasserlösliches
Füllmaterial zum Einsatz, das am Ende ausgespült wird. Dazu ist
aber erforderlich, dass die Hohlräume später einen Zugang haben,
geschlossene Kammern sind so daher ebenfalls nicht realisierbar.
Die Porosität des Gefüges liege laut Hermle weit unter einem Prozent,
nach einer Wärmebehandlung sei es vollständig dicht. So sind
auch Bauteile mit hochglanzpolierten Oberflächen möglich. Das
MPA-Verfahren bietet die Maschinenfabrik bisher nur als Dienstleistung
an, mittelfristig soll die Technik aber in Serie gehen.
Der industrielle 3D-Druck wird nach Ansicht verschiedener Experten
zweifelsohne einen Platz in der Produktion der Zukunft haben. Dass
er bald sämtliche Prozesse ersetzen wird, ist aber eher unrealistisch,
denn bis die Technik in der Massenfertigung etwa Drehteile
wirtschaftlicher erzeugen kann, als aktuelle Zerspanmaschinen,
dürfte noch einige Zeit vergehen. Die Prognose geht dahin, dass die
additive Fertigung die herkömmlichen Verfahren gut ergänzen wird,
speziell mit Blick auf Flexibilität und kleine Losgrößen könnte sie
mehr als nur ein gehyptes Nischenprodukt werden.
Video zur Topologieoptimierung in Ansys Space Claim:
www.hier.pro/IpTX0
K|E|M Konstruktion 06 2017 41

MASCHINENELEMENTE
WÄLZ- & GLEITLAGER
Linearführungen in X-life-Qualität für die Automatisierungstechnik
Präziser, tragfähiger, steifer,
dynamischer und laufruhiger
Außergewöhnliche Performance erfordert auch außergewöhnliche Maßnahmen. Dies spiegelt sich in den
INA-Linearführungen mit dem Premiumsiegel X-life wider: konstruktive Optimierungen an den Laufbahnen
und Umlenkungen, in Verbindung mit modernen Fertigungsmethoden, ermöglichen deutlich gesteigerte
Leistungsmerkmale. Der große Vorteil: Ohne Konstruktionsänderung können Anwender mit X-life ihre
Maschinen präziser, tragfähiger, steifer, dynamischer und laufruhiger machen.
Jürgen Klein, Leiter Marketing & Kommunikation Industrial Automation/Lineartechnik, Schaeffler, Homburg/Saar
Zur Hannover Messe 2017 präsentierte Schaeffler als neuestes
Mitglied des X-life-Portfolios die sechsreihigen INA-Kugel -
umlaufeinheiten der Baureihe Kuse-XL. Auch heute noch bieten nur
wenige Lineartechnikhersteller sechsreihige Kugelumlaufeinheiten
an. Mit der Einführung dieser Bauart im Jahr 1991 fokussierte
Schaeffler den Einsatz in Werkzeugmaschinen.
Sechs anstatt der üblichen vier Kugelreihen
Tatsächlich berücksichtigt die außergewöhnliche Anordnung der
Laufbahnreihen mit gezielt unterschiedlichen Druckwinkeln genau
die in Werkzeugmaschinen häufig vorkommenden kombinierten
Belastungsrichtungen. Sechs anstatt der üblichen vier Kugelreihen
nehmen die Lasten wie folgt auf:
• Kräfte in Druckrichtung übertragen vier Kugelreihen mit einem
Druckwinkel von 45°
• Zwei Kugelreihen nehmen Zugkräfte auf. Um deren Tragfähigkeit
zu erhöhen, verfügen diese beiden Kugelreihen über einen
steileren Druckwinkel von 60°
• Seitliche Kräfte werden von je drei Kugelreihen übertragen
Im Vergleich zu vierreihigen Kugelumlaufeinheiten ist die kombinierte
Steifigkeit bei der sechsreihigen Ausführung um durchschnittlich
15 % höher.
Bild: Schaeffler
Anordnung der
Kugellaufbahnen von
Kuse-X-life-Linearführungen.
Sie zählen am Markt zu den
steifsten und tragfähigsten
Profilschienenführungen
auf Kugelbasis
Hohe Steifigkeit und Tragfähigkeit auf Kugelbasis
Die neuen Führungen erreichen im Vergleich zur bisherigen Ausführung
je nach Baugröße zwischen 11 und 44 % höhere dynamische
Tragzahlen und damit eine bis zu dreifache nominelle Lebensdauer.
Damit zählen die überarbeiteten Kuse-XL-Kugelumlaufeinheiten am
Markt zu den steifsten und tragfähigsten Profilschienenführungen
auf Kugelbasis. Sie erhalten daher auch das X-life-Premiumsiegel als
Merkmal für besonders leistungsfähige Produkte der Marken INA
und FAG. Die Leistungssteigerung dieses Linearführungstyps konnte
vor allem durch die nachfolgend beschriebenen konstruktiven
Optimierungen erreicht werden.
Einlaufzone und Lebensdauer
In der Tragzone des Laufwagens erfahren die Wälzkörper Belastungen
durch Vorspannung und äußere Kräfte. Diese Belastungen führen
zur Verformung der Wälzkörper. Tritt ein Wälzkörper aus der Tragzone
aus, dann erfährt dieser eine vollständige Entspannung. Der
Wälzkörper gelangt praktisch lastfrei in die Umlenkzone und wird
durch den Rückführkanal im Tragkörper in die Umlenkung der anderen
Seite eingeschoben und gelangt so schließlich wieder in die
Tragzone. Damit dieser Belastungsaufbau nicht schlagartig sondern
allmählich erfolgt, wird an die Tragzone eine Einlaufzone angeschliffen.
Bei Wälzkörperumlaufführungen zählen diese Einlaufzonen
aufgrund der tribologischen und kinematischen Bedingungen häufig
zu den Stellen, die die Tragfähigkeit und Lebensdauer begrenzen.
Die Einlaufzonen beeinflussen außerdem noch die sogenannte
Hubpulsation.
Einlaufzone und Hubpulsation
Im Längsschnitt durch die Führung wird offensichtlich, dass sich aufgrund
der umlaufenden Wälzkörperkette nie eine konstante Anzahl
an Wälzkörpern in der Tragzone befindet. Dieser Umstand sorgt für
eine pulsierende Ausgleichsbewegung in Lastrichtung des Führungswagens.
Je nach effektiver Anzahl von Wälzkörpern in der
Lastzone federt der Führungswagen entlang des Hubes mal mehr
und mal weniger ein. Dieser Effekt wird als Hubpulsation bezeichnet
und macht sich bei höheren Belastungen umso stärker bemerkbar.
Bei einem Lastverhältnis von etwa C dyn
/P = 2 sind am einzelnen
Wälzkörperumlauf in Druckwinkelrichtung Pulsationsamplituden von
bis zu 1 μm (Peak to Peak) keine Seltenheit.
Mithilfe von FEM-Tools und einem schon bei den Rollenumlauf -
42 K|E|M Konstruktion 06 2017

Die neu entwickelten sechs -
reihigen Kugelumlauf führungen
Kuse in X-life-Qualität erreichen
bis zu 44 % höhere Tragzahlen
und eine etwa drei fache Lebensdauer.
Sie sind so präzise und
extrem laufruhig, dass sie sogar
in Messmaschinen eingesetzt
werden können
Bild: Schaeffler
K|E|M Konstruktion 06 2017 43

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einheiten RUE...-E und den High-Speed-Kugelumlaufeinheiten
Kuve...-B-HS bewährten Optimierungsverfahren konnten die Entwicklungsingenieure
die Kontur der Einlaufzonen an allen Laufbahnen
so weit optimieren, dass die Hubpulsation gerade bei höheren
Lasten wesentlich reduziert wird.
Pulsationsamplituden um 87 % gesenkt
Das Bild unten links zeigt das Pulsationsverhalten eines einzelnen
Laufwagens der Baugröße 35, der mit 13.750 N belastet wird. Solche
Belastungen sind äußerst selten und liegen um das Vierfache
über dem Normalbetrieb eines Laufwagens. Das Diagramm zeigt
den ungünstigsten Fall bzw. die theoretisch höchste Hubbewegung
die ein Laufwagen beim Verfahren auf der Schiene in Belastungsrichtung
ausführen kann. Die Pulsationsamplitude beträgt etwa
0,75 μm. Insgesamt ist dies ein sehr geringer Wert, der sich jedoch
durch Hebelverhältnisse an der Umgebungskonstruktion deutlich
verstärken kann und den auszuführenden Prozess negativ beeinflusst.
Demgegenüber zeigt das Bild unten rechts das Pulsations -
verhalten des gleichen Laufwagens in X-life-Ausführung.
Die optimierten Einlaufzonen reduzieren die Pulsationsamplituden
um 87 %. Sie betragen bei dem oben genannten Beispiel einer Baugröße
35 und 1,3 t Last auf diesem einen Laufwagen weniger als
0,1 μm. Mit dieser extrem schwingungsarmen Linearbewegung ist
die sechsreihige Kugelumlaufeinheit Kuse-XL sogar für den Einsatz
in Messmaschinen geeignet.
Höhere Lebensdauer durch optimierte Einlaufzone
Die optimierte Laufbahnkontur weist noch einen weiteren und
entscheidenden Vorteil auf: Aus dem Umlenkbereich kommend
müssen die Kugeln innerhalb kurzer Zeit auf die entsprechende
Abwälzdrehzahl gebracht werden. Dabei fungiert die Einlaufzone
als Beschleunigungsstreifen. Es können sich Schubspuren auf der
Laufbahn bilden, die vom Schlupf zwischen Kugel und Laufbahn in
der Einlaufzone herrühren. Daher ist es nicht verwunderlich, dass in
diesen Zonen als erstes Ermüdungserscheinungen auftreten, die
die Lebensdauer begrenzen.
Bei der optimierten Laufbahnkontur ist das anders. Ermüdungsschäden
entstehen nicht mehr schwerpunktmäßig im Bereich der Einlaufzonen,
sondern sind über die gesamte Laufbahnlänge stochastisch
– und damit optimal – verteilt, wenn die Lebensdauergrenze
erreicht ist. Die X-life-Linearführung erreicht so eine bis zu dreifache
Lebensdauer im Vergleich zur bisherigen Ausführung.
Bild: Schaeffler
Bild: Schaeffler
Bild: Schaeffler
Wälzkörperumlauf in einem Tragkörper einer Profilschienenführung
Typische Pulsationsamplitude eines
Laufwagens bei hoher Last
Typische Pulsationsamplitude bei hoher Last auf einen
Laufwagen in X-life-Ausführung
44 K|E|M Konstruktion 06 2017

26.-29. JUNI 2017, MÜNCHEN
HALLE A3, STAND 248
LIQUIDLINE – SICHERE
WASSERANSCHLÜSSE
AUS EDELSTAHL,
MESSING ...
Die neue sechsreihige Kugel -
umlaufeinheit von Schaeffler
in X-life-Qualität: Kuse-XL
Bild: Schaeffler
... ODER ALUMINIUM
Vierreihige High-Speed-Kugelumlaufführungen
Für hochdynamische Anwendungen und sehr schnelle Fahrten
wurde die vierreihige, vollkugelige Profilschienenführung Kuve-B-HS
in X-life-Qualität entwickelt. Sie bietet mit 10 m/s die doppelte zulässige
Geschwindigkeit im Vergleich zu den üblichen Wälzkörper-Profilschienenführungen
am Markt. Trotz der hohen Geschwindigkeit
konnte die vollkugelige Bauweise mit Stahlwälzkörpern beibehalten
werden, sodass kein Verlust an Tragfähigkeit und Steifigkeit hin -
genommen werden muss. Bei diesen hohen Geschwindigkeiten
werden normalerweise Keramikwälzkörper eingesetzt was jedoch
zu einer Reduzierung der Gebrauchsdauer führt.
Die hohe zulässige Geschwindigkeit ist aus zwei Gründen für die
Lineartechnik bedeutsam: Zum einen stehen Konstrukteuren für
High-Speed-Anwendungen bis 10 m/s nun nicht nur die dort bislang
eingesetzten Laufrollenführungen zur Auswahl, sondern auch die
wesentlich steiferen und präziseren Kugelumlaufführungen. Zum
zweiten kann nun die Performance von Linearmodulen mit Zahnriementrieben
oder mit Lineardirektantrieben voll ausgenutzt werden:
Die zulässigen und erreichbaren Geschwindigkeiten dieser Antriebselemente
liegen nämlich deutlich über den marktüblichen 5 m/s für
Profilschienenführungen. Mit den vierreihigen Kugelumlaufein -
heiten Kuve-B-HS lässt sich also ohne Konstruktionsänderung die
Dynamik von kompletten Linearachsen und Linearmodulen deutlich
steigern.
Linearmodule mit X-life-Linearführungen
Da die vier- und sechsreihigen X-life-Wälzkörper-Profilschienen -
führungen Kuve-B-HS und Kuse-XL über Standardabmessungen
verfügen, sind sie selbstverständlich auch in die INA-Linearmodule,
-Tandemmodule, -Klemmmodule und angetriebenen Lineareinheiten
integrierbar. Mit dieser Kombination sind die herausragenden
USPs der X-life-Linearführungen auf komplette Ein- und Mehrachssysteme
übertragbar. Auf diese Weise lassen sich mit minimalem
Konstruktionsaufwand Hochleistungsachsen für die Automatisierungstechnik
realisieren.
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Telefon (0 22 35) 9 55 21-0 . Telefax (0 22 35) 7 28 75
E-Mail: info@magnete-welter.de . Web: magnete-welter.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 45

Bild: Rodriguez
Umfangreiches Programm
von Rodriguez:
DRF-Lager für die
Lagerung von Hauptund
Vorschubspindel,
RTB-Lager für die Positionierung
des Rund -
tisches und SRB-Lager
zur Abstützung von
Kugelgewindespindeln
Bild: Rodriguez
Dünnringlager überzeugen
auch beim
Einsatz in Werkzeugmaschinen
durch ihren
großen Durchmesser
bei konstantem Querschnitt
sowie ihr
geringes Gewicht
Präzisionslager für Werkzeugmaschinen – bei Bedarf auch nach Maß
Robust und besonders genau
Präzisionslager übernehmen in Werkzeugmaschinen z. B. die Positionierung von Dreh- oder Rund -
tischen, die radiale/axiale Abstützung von Kugelgewindespindeln oder die Lagerung der Haupt- und
Vorschubspindeln. Mit einem breiten Portfolio von passenden Lösungen kann Rodriguez sämtliche
Anforderungen in diesen und anderen Anwendungsbereichen bestens bedienen. Besonders wichtig
in dieser Branche: Alle Präzisionslager sind auf Wunsch anwenderspezifisch anpassbar.
Ulrich Schroth, Produktmanager RTB-Lager, Rodriguez, Marbach am Neckar
Wo industriell gefertigt wird, sind in der Regel auch Werkzeugmaschinen
im Einsatz – kein Wunder, schließlich steigern die
fortschrittlichen Anlagen die Effizienz der Produktion und senken so
die Kosten. Dabei gilt jedoch, dass die Maschinen als Ganzes nur so
gut wie die eingesetzten Komponenten arbeiten. So gehört die präzise
Lagerung von Werkzeug- und Werkstückaufnahme – also Spindel,
Dreh- oder Rundtisch – zu den wichtigsten Bestandteilen für die
Kraftaufnahme und -übertragung in Bearbeitungszentren. Rodriguez
liefert die passenden Präszisionslager, bei Bedarf auch nach Maß:
Die besondere Stärke des Unternehmens ist die Möglichkeit zur
schnellen und flexiblen anwenderspezifischen Anpassung des
jeweiligen Bauteils.
Leistungsstarke Axialschrägkugellager für
Gewindetriebe
In Werkzeugmaschinen hat die Lagerung von Haupt- und Vorschub -
spindel wesentlichen Einfluss auf das Schwingungsverhalten des
Systems und muss entsprechend ausgelegt werden. Hier sind hohe
Genauigkeit und Leistungsfähigkeit über einen langen Zeitraum
hinweg erforderlich. Diese Eigenschaften bieten die DRF-Lager
der Rodriguez GmbH aus Eschweiler. Die leistungsstarken, doppelreihigen
Axialschrägkugellager mit 60° Druckwinkel bestehen aus
dickwandigen, formstabilen Außenringen, Kugelkränzen und zweiteiligen
Innenringen. Ihre axiale Tragfähigkeit nimmt mit der Größe
des Berührungswinkels zu. Die vorgespannten Hochgenauigkeits -
lager nehmen gleichzeitig Radial- und Axialbelastungen aus beiden
Richtungen auf, sind wartungsarm, schnell eingebaut und erlauben
hohe Drehzahlen. Ihre hohe axiale Steifigkeit und Rundlaufgenauigkeit
garantieren eine präzise Werkzeugpositionierung und zuver -
lässige Wiederholbarkeit. Die verschiedenen Lagertypen sind mit
und ohne Flansch in den Durchmessern 10 bis 50 mm verfügbar.
Um eine lange Gebrauchsdauer zu gewährleisten, werden die Lager
vorgeschmiert und einbaufertig ausgeliefert.
Axial-Radial-Zylinderrollenlager für die
Positionierung von Dreh- oder Rundtischen
Ein weiterer wesentlicher Bestandteil von Werkzeugmaschinen ist
der Dreh- oder Rundtisch, der das zu bearbeitende Werkstück positioniert.
Drehtische kommen in der spanenden Bearbeitung, aber
auch im Bereich der Automatisierung zum Einsatz. Die Anforderungen
an Genauigkeit, Tragfähigkeit und Steifigkeit sind in der spanen-
46 K|E|M Konstruktion 06 2017

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den Bearbeitung höher, daher werden hier bevorzugt hochpräzise
bidirektionale Axial-Radial-Präzisions-Zylinderrollenlager wie die
RTB-Lager (Rotary Table Bearings) von Rodriguez verwendet.
Bei diesen handelt es sich um einbaufertige und kompakte Kombinationslager,
bestehend aus zwei Axial- und einem Radiallager, die
wiederum aus einem geschmiedeten L-förmigen Winkelring, einem
Außenring und einer planen Scheibe zusammengesetzt sind. Zwischen
Winkelring, Außenring und Scheibe liegen zwei käfiggeführte
Axialkränze. Das Vollrollen-Wälzkörperlager ist zwischen Außenring
und Winkelring montiert. Ein sehr genaues und kippsteifes Verhalten
wird sowohl durch den Winkelring als auch durch die große Anzahl
von Rollen in den Axialkäfigen, den linearen Kontakt der Wälzkörper
und die präzise Verarbeitung der Lager gewährleistet. Dabei
ist eine hohe Kippsteifigkeit die Voraussetzung für das Erreichen der
bei der spanenden Bearbeitung erforderlichen Präzision.
Speziell für den Einsatz in torquegetriebenen Rundtischen sind die
RTB-Lager auch mit einem integrierten Winkelmesssystem (RTB...
AMS) lieferbar. Die Axial-Radial-Präzisionsrollenlager mit eingebautem
Messkopf bilden die kraftübertragende Schnittstelle zwischen
der sich drehenden Planscheibe und dem feststehenden Gehäuse.
Sie bestimmen die Rundlaufgenauigkeit und müssen dazu die erforderliche
Steifigkeit aufbringen. Die gefetteten RTB...AMS-Lager
erfüllen sämtliche an Torque-Motor-Systeme gestellte Präzisions-,
Zuverlässigkeits- und Belastbarkeitsanforderungen und erlauben
gleichzeitig eine Anordnung mit einer Mittenbohrung von der Größe
der Lagerinnenbohrung. Damit ermöglichen sie die platzsparende
Führung der Energieleitungen auf die Planscheibe.
Dünnringlager für Werkzeugwechsler oder Spindeln
mit großem Außendurchmesser
Auch Kaydon-Dünnringlager von Rodriguez kommen zunehmend im
Werkzeugmaschinenbereich zum Einsatz. Wesentlicher Vorteil der
Reali-Slim-Reihe ist neben der Gewichts- und Platzeinsparung der
große Durchmesser bei konstantem Querschnitt, der sie als Lagerungen
für Spindeln in unterschiedlichen Einsätzen prädestiniert. Bei
Spindeln mit großem Außendurchmesser finden Dünnringlager in
einer Ausführung als gegeneinander verspannte Schulterlager Verwendung.
Auch in Werkzeugwechslern kommen sie zum Einsatz.
Aufgrund der großen Fliehkraftbelastung, die durch die hohe Rota -
tionsgeschwindigkeit der Welle entsteht, kann im Bereich der Spindellagerung
alternativ auf Hybridkugellager mit abriebfesten und
hochtemperaturbeständigen Kugeln aus Keramik zurückgegriffen
werden. Das erhöht die Festigkeit und reduziert die Dichte, was
wiederum für eine Abnahme der Belastung sorgt. Rodriguez bietet
diese speziellen Lager sowohl als Käfigversionen mit Käfigen aus
Metall oder Kunststoff wie auch als vollkugelige Ausführung ohne
Käfige an. Die Hybrid-Dünnringlager benötigen nur ein Minimum an
Schmiermittel und sind deutlich weniger anfällig gegenüber aggressiven
Reinigungssubstanzen und Kühlmittel.
Zylinderrollenlager und Kreuzrollenlager für
Kugelgewindespindeln
Die SRB-Serie wurde als radiale/axiale Abstützung für Kugelgewindespindeln
von Werkzeugmaschinen entwickelt. Diese Lager bestehen
aus einem Radial-Nadellager mit einem massiven Außen- und
einem verlängerten Innenring. Die Seitenflächen des Außenrings
wirken als Schienen für die beiden Axial-Rollenkäfige, die auf dem
Innenring zentriert sind. Durch diese Konstruktion ergibt sich ein
Präzisionslager von geringem Gesamtumfang und hoher Steifigkeit.
Die Kreuzrollenlager der XRB-Serie dagegen sind die passende
Lösung, wenn der Platz knapp bemessen ist oder flexible Konstruktionen
benötigt werden. Hauptanwendungen sind Rundschalttische,
Drehtische und Spindeln mit horizontaler und vertikaler Achse. Eine
kompakte Bauweise und die Eigenschaft, hohe axiale Belastungen
in beide Richtungen zu bewegen, werden kombiniert mit radialen
Belastungen und hohen Kippmomenten.
bec
www.rodriguez.de
Detaillierte Informationen zu den RTB-Lagern
(Rotary Table Bearings):
http://hier.pro/PwsHJ
Energieeffizientere Zukunft
In Schweinfurt errichtet SKF das leistungsfähigste Großlager-Prüfzentrum der Welt.
Es wird praxisrelevante Erkenntnisse liefern, die mit keiner derzeit verfügbaren Computersimulation zu
erzielen sind. Durch das hinzugewonnene Know-how werden die SKF Kunden von einer deutlich höheren
Robustheit und Zuverlässigkeit kommender Großlager-Generationen profitieren.
So ebnet SKF zahllosen Anwendern in den verschiedensten Industriezweigen einen anwendungsoptimierten
Weg in eine energieeffizientere Zukunft.
Weitere Informationen finden Sie unter: www.skf.com/de/our-company/testcenter
® SKF ist eine eingetragene Marke der SKF Gruppe | © SKF Gruppe 2017
K|E|M Konstruktion 06 2017 47

MASCHINENELEMENTE
WÄLZ- & GLEITLAGER
Aluminium-Teleskopschienen bewähren sich bestens im Cockpit des Leichtflugzeugs Breezer
Darauf kann sich der Pilot verlassen
Im nordfriesischen Bredstedt baut die Breezer Aircraft GmbH & Co. KG in sorgfältiger Präzisionsarbeit
hochwertige und individuelle Ultraleicht- und LSA-Flugzeuge. LSA steht für Light Sport Aircraft und bezeichnet
einmotorige Leichtflugzeuge mit ein oder zwei Sitzen. Rollon liefert für das Breezer individuell angepasste
Hegra-Rail-Teleskopschienen, auf die sich der Pilot absolut verlassen können muss.
Klaus-J. Hermes, Marketingleiter, Rollon, Düsseldorf
Im Cockpit des Leichtflugzeugs Breezer
finden zwei Personen und leichtes
Gepäck Platz. Im Vordergrund: die
Führungsschiene Hegra Rail HTT030
Die Hegra Rail HTT030 wurde im Kundenauftrag
an einem Ende passend zum CFK-
Haubenrahmen abgeschrägt
Bild: Rollon
Bild: Rollon
Nur im voll geöffneten Zustand
der Haube sind die beiden
Hegra-Rail-Teleskopschienen
voll belastet
LSA-Flugzeuge kamen zuerst Anfang der 2000er-Jahre in den
USA auf. Das maximale Abfluggewicht der LSAs liegt bei 600 kg
und die zulässige Höchstgeschwindigkeit bei maximaler Motorleistung
bei 222 km/h. Außerdem verfügen sie über ein Kolbentriebwerk,
ein festes Fahrwerk und haben keine Druckkabine. Die kleinen
Breezer-Sportmaschinen werden bei Breezer Aircraft von einem
20-köpfigen Team aus Flugzeugenthusiasten mit dem Ziel gebaut,
hochwertige und vielseitige Kleinflugzeuge mit Komfort, maximaler
Sicherheit, guter Verarbeitung und starkem Design anzubieten. Die
Ingenieure, Mechaniker und Techniker sind zum Teil selbst begeis -
terte Flugsportler und Vereinspiloten, die mit dem Breezer ein
hochwertiges Allroundflugzeug mit gutmütigen Flugeigenschaften
geschaffen haben, das auch auf kleineren Flugplätzen mit kurzen
Bahnen eine entspannte Landung ermöglicht und schnell und sicher
aufsteigt. Mit seinem ausgewogenen Schwerpunkt, den bei jeder
Bild: Rollon
Tankfüllung stabilen Flugeigenschaften und einer Geschwindigkeit
von etwa 185 km/h – die Höchstgeschwindigkeit liegt bei 210 km/h
– hat es als leichte Reiseflugmaschine weltweit Freunde gefunden.
Absolut zuverlässige Teleskopschienen
Das Besondere am Breezer liegt in der Konstruktion. Sie demonstriert
die Überleitung traditioneller Metallbauweise in die LSA-Klasse.
CNC-gefräste, genietete und geschraubte Bleche aus zertifiziertem
Luftfahrt-Aluminium werden beim Breezer zu einem eleganten
und harmonischen Äußeren zusammengefügt. Die durchsichtige
Plexiglashaube der 1,16 m breiten Pilotenkanzel ist ein besonders
wichtiges Bauteil der Konstruktion. Sie muss immer sicher und fest
in ihrer Position bleiben und sich zum Ein- und Aussteigen auch im
Notfall schnell und problemlos öffnen lassen.
Bei Breezer Aircraft werden deshalb wartungsfreie Teleskopschienen
der Rollon-Gruppe zur Führung und Befestigung des beweg -
lichen Teils der Plexiglashaube verwandt. Ralf Magnussen, Entwicklungsingenieur
bei der Breezer Aircraft GmbH & Co. KG, hat sich
wegen des geringen Gewichts und der hohen Belastbarkeit für ein
System von Rollon entschieden. Nur während des Ein- und Aussteigens
wird die Haube voll aufgezogen und die beiden rechts und
links an der Pilotenkanzel angebrachten Teleskopschienen werden
maximal belastet. Beim Flug ist die Haube geschlossen und wird
48 K|E|M Konstruktion 06 2017

Bild: Rollon
Der Teilauszug Hegra Rail HTT030
erreicht im ausgezogenen Zustand
einen Hub von über 60 % der
geschlossenen Teleskoplänge
Die Bohrungen in Führungsschiene und
Läufer dienen der Gewichtsersparnis und
sind so berechnet, dass Tragzahl und
Festigkeit nicht eingeschränkt werden
Die Teleskopschiene HTT030
aus der Produktfamilie
Hegra Rail kann aus Stahl,
Edelstahl oder aus Aluminium
gefertigt und individuell
angepasst werden
Bild: Rollon
.......................................
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dige und preiswerte
Führung?
Alu-Schienenführungen
von Dr. TRETTER
Bild: Rollon
oben mittig arretiert. Im geschlossenen Zustand wird das System
entsprechend kaum belastet.
Leicht und stabil für den Flugzeugbau
Die Teleskopschiene HTT aus der Produktfamilie Hegra Rail ist ein
Teilauszug mit einem Hub von über 60 % der geschlossenen Teleskoplänge.
Sie besteht aus einer Führungsschiene und einer Läuferschiene,
die von einem Kugelkäfig geführt wird. Breezer Aircraft
setzt die kleinste Baugröße 30 mit 15 mm Breite und 30 mm Höhe
ein. Neben der leichten Aluminiumlegierung sorgen Bohrungen in
der Führungsschiene und im Läufer für größtmögliche Gewichtsersparnis.
Die Bohrungen wurden von den Rollon-Ingenieuren genau
berechnet, sodass sich Tragzahl und Festigkeit der Teleskopschienen
nicht verringern. Um bündig mit dem CFK-Haubenrahmen abzuschließen,
wurde die 890 mm lange Teleskopschiene HTT030 am
ausgezogenen Ende abgeschrägt ausgeführt.
Lineartechnik im maßgeschneiderten Design
Rollon setzt auf das Customdesign aller Bauteile: Kleine und große
individuelle Anpassungen der Teleskopschienen für das jeweilige
Anwenderprojekt sind die Spezialität des Unternehmens. Neben
Gewicht und Stabilität sind dabei immer Langlebigkeit, Komfort und
Ergonomie im Blick. Die Hegra-Rail-Teleskopführungen sind eine
ausgezeichnete Lösung für die Luftfahrtbranche. Sie bieten leichte
und ruhige Laufeigenschaften, sind kosteneffizient und verfügen
über eine exzellente Selbstausrichtung. Für die Aviation-Branche
und speziell das Flugzeuginterieur bietet Rollon eine Vielzahl indi -
viduell anpassbarer Teleskopschienen an.
bec
www.rollon.de
www.breezeraircraft.de
Detaillierte Informationen zu Teleskopschienen und
Linearführungen für die Luftfahrt:
http://hier.pro/6HnER
73098 Rechberghausen
T +49 7161 95334-0
F +49 7161 51096
www.tretter.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 49

MASCHINENELEMENTE
TITELSTORY
Polymergleitlager sind langlebig und sparen bis zu 40 % Kosten
Kunststoff schlägt Metall
Sie sind heute weltweit im Einsatz, Hochleistungskunststoffe für bewegte
Anwendungen. Im Alltag in Küchenmaschinen, Fahrrädern oder Auto -
mobilen ebenso in industriellen Umgebungen, wie Werkzeugmaschinen,
Abfüllanlagen oder in Pneumatikzylindern. Iglidur-Kunststoffgleitlager
von Igus verdrängen metallische Lösungen dabei zunehmend. Denn die
schmier- und wartungsfreien Tribo-Polymere bieten zahlreiche Vorteile.
René Achnitz, Leiter Geschäftsbereich Iglidur Gleitlager, Igus, Köln
50 K|E|M Konstruktion 06 2017

TITELSTORY
MASCHINENELEMENTE
Die Motion Plastics des Kunststoffspezialisten Igus trotzen
Regen, Salz, extremen Temperaturen, sind resistent gegen Öl
und Chemikalien, sind leichter und energieeffizienter als vergleichbare
metallische Lösungen und dazu noch günstig. Konstrukteure
verbauen weltweit Kunststoff-Gleitlager des Kölner Unternehmens
als langlebige und kostengünstige Alternative zu metallischen Gleitlagern.
Das liegt an ihren spezifischen Materialeigenschaften sowie
ihrer guten Performance in der Bewegung. Denn eine statische
Belastung sagt wenig über die Leistungsfähigkeit eines Lagers aus.
Erst in der Bewegung, bei der zwangsläufig Verschleiß entsteht,
zeigt sich, wie verschleißfest und reibungsarm ein Lager ist. Und
genau dort liegen die Stärken der Motion Plastics, der Hochleistungskunststoffe
für die Bewegung.
Größte Auswahl für vielfältige Anwendungsgebiete
Die Igus GmbH entwickelt und produziert seit mehr als drei Jahrzehnten
Polymer-Gleitlager. Unter dem Markennamen Iglidur bietet
der Hersteller Anwendern eine große Auswahl an Standard-Gleit -
lagern und kundenspezifischen Bauteilen speziell für bewegte Anwendungen.
Die Lager sind selbstschmierend und damit wartungsfrei,
sie können enormen Belastungen standhalten und sind dennoch
leicht. Entwickelt und getestet werden die Werkstoffe im wohl
größten Testlabor der Branche. Auf rund 2750 m² werden jährlich
über 135 Billionen Testbewegungen durchgeführt.
Das Ergebnis der über 30-jährigen Forschung und Entwicklung ist
das größte Standardprogramm an schmierfreien Polymer-Gleitlagern:
Rund 50 Werkstoffe stehen zur Verfügung, davon 16 als Vollsortiment-Werkstoffe.
Diese sind in mindestens 113 Abmessungen
und bis zu einem Wellendurchmesser von mindestens 50 mm nach
DIN ISO3547 vorrätig; das größte Kataloglager weist einen Innendurchmesser
von 195 mm auf. Igus liefert ab Stückzahl eins und
innerhalb von 24 h. Zusätzlich gibt es viele Werkstoffe ebenfalls als
Halbzeug, Gleitfolie oder für den 3D-Druck als Filament oder SLS-
Pulver. Polymere bieten eine große Designfreiheit: Mit geringem
Aufwand lassen sich selbst komplizierte Teile fertigen oder durch
Zusätze die Eigenschaften maßgeblich beeinflussen. Gerade das ist
die Kernkompetenz des Herstellers: die Optimierung technischer
Polymere für den Einsatz in bewegten Anwendungen.
Verschleißfest, stabil und schwingungsdämpfend
Dazu entwickelt Igus in der firmeneigenen Materialentwicklung stetig
neue Iglidur-Werkstoffe, die gezielt auf die jeweiligen Anwendungsbereiche
abgestimmt sind. Die einzelnen Bestandteile der
Compounds werden im Zuge des spritzgusstechnischen Prozesses
homogen durchmischt. Die gute Performance der Kunststoff-Gleit -
lager beruht auf diesem homogenen Aufbau: Die Basis eines Iglidur-
Gleitlagers besteht aus thermoplastischen Polymeren, die für die
gute Grundverschleißfestigkeit sorgen. Fasern und Füllstoffe stärken
die mechanische Belastbarkeit, sodass auch hohe Kräfte aufgenommen
werden können. Zusätzlich sind in das Material Festschmierstoffe
eingebettet. Alle Komponenten wirken zusammen
und resultieren in sehr guten Gleit- und Abriebeigenschaften.
Im Gegensatz dazu sind gerollte metallische Lager schichtweise
aufgebaut. Die innen liegende Gleitschicht ist sehr dünn und kann
Bild: Igus
Der Motion-Plastics-Spezialist Igus entwickelt Tribo-
Polymer-Gleitlager, die die Kosten senken und Technik
verbessern, und das inklusive Online-Lebensdauer -
berechnung und -Konfigiration
K|E|M Konstruktion 06 2017 51

MASCHINENELEMENTE
TITELSTORY
Bild: Igus
Bild: Igus
Schmier- und wartungsfreie Iglidur-Gleitlager werden in
vielfältigen Anwendungen eingesetzt – vom Exoskelett bis
zur CNC-Maschine
Igus-Gleitlager werden im wohl größten Testlabor der Branche
entwickelt und getestet: Auf rund 2750 m² werden jährlich
mehr als 135 Billionen Testbewegungen durchgeführt
bei hohen Belastungen, Kantenpressungen oder
Schwingungen leicht weggedrückt oder durch
Schmutzpartikel beschädigt werden. Zudem
stellt die Gleitschicht eine natürliche Begrenzung
des möglichen Verschleißes dar. Die homogene
Zusammensetzung der Kunststoff-
Compounds hingegen ist wesentlich robuster,
da die gesamte Wandstärke des Gleitlagers als
Verschleißzone dient. Gleitlager aus Metalllegierungen
bedürfen im Gegensatz zu Iglidur-Gleit -
lagern aus Hochleistungskunststoffen einer dauerhaften
Schmierung, was kosten-, aber auch zeitintensiv
ist. Zudem ist eine Fett- oder Ölschmierung immer
häufiger aus hygienischen oder ökologischen Gründen unerwünscht.
Auch marktübliche Sinterlager besitzen eine inkorporierte
Ölschmierung und sind im engeren Sinne damit nicht trocken -
laufend. Gleiches gilt für Wälzlager, die speziell im Fall von Nadel -
lagern häufig aufgrund technischer und wirtschaftlicher Vorteile
durch Iglidur-Kunststoffgleitlager ersetzt werden.
Standards und Spezialisten
Die Mehrzahl der typischen Gleitlageranwendungen wird mit fünf
Standard-Iglidur-Werkstoffen ausgestattet. Das am häufigsten
eingesetzte Gleitlager ist dabei Iglidur G. Im Jahr 1983 erstmals
vorgestellt, ist es mittlerweile weltweit in 650 metrischen Katalogabmessungen
von 1,5 bis 195 mm Durchmesser ab Lager lieferbar.
Dabei vereint es einen günstigen Preis mit einer Vielzahl an attrak -
tiven technischen Eigenschaften: hohe Standzeiten über fast das
gesamte Lastspektrum, und das auf verschiedenen Wellen sowohl
rotierend als auch schwenkend, selbst bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen
wie Schmutz, Spänen oder Stößen.
Auf der Hannover Messe 2017 zeigte Igus jetzt die Weiterentwicklung
dieses erfolgreichen Universalisten: Iglidur G1. Das „neue G“
verfügt über erheblich verbesserte Werkstoffeigenschaften, und das
zum nahezu gleichen Preis. So haben die Igus-Entwickler die Verschleißraten
bei niedrigen Lasten (bis 5 MPa) auf bis zu ein Viertel
reduziert. Die Standzeiten bei hohen Belastungen konnten je nach
Anwendungsparametern nahezu verdoppelt werden. Gleichzeitig
lässt sich der Allrounder jetzt bei Anwendungstemperaturen bis
Igus bietet die nach eigenen
Angaben größte Auswahl an
selbstschmierenden Polymergleitlagern
an: etwa 50 Materialien
stehen zur Verfügung,
davon 16 als Vollsortimentwerkstoffe
Bild: Igus
Geräuschtest-Video
PLUS
Das Geräuschtest-Video zeigt den Vergleich von verschiedenen
Drylin-Gleitführungen mit baugleichen Alternativen
Bild: Igus
Ob Labortechnik, Möbeltechnik oder Fitnessgeräte – in
Anwendungen wo Präzision im Zehntel-Millimeter-Bereich
ausreicht, aber dafür sehr ruhiger Lauf erforderlich ist,
überzeugen Linearführungen mit Gleitelementen aus
Kunststoff. Gleitführungen von Igus sind vier Mal leiser als
Kugelumlaufführungen. Ein Geräuschtest verdeutlicht die
Unterschiede der Konstruktionsprinzipien.
Das Video zum Geräuschtest finden Sie unter:
http://hier.pro/fF5MG
52 K|E|M Konstruktion 06 2017

TITELSTORY
MASCHINENELEMENTE
Bild: Igus
Bild: Igus
Welcher Werkstoff für den jeweiligen Einsatz der richtige ist, lässt sich
online mit dem Produktfinder ermitteln
Anwender haben die Auswahl aus über 50 Tribo-Werkstoffen; darunter
Lagerspezialisten für bestimmte Branchen wie die Agrar- oder Lebens -
mittelindustrie, aber auch echte Allrounder für den Einsatz in vielen
verschiedenen Umgebungen
+180 °C (Iglidur G: +130 °C) dauerhaft einsetzen. Darüber hinaus
wurde die Temperatur, ab der neben dem Presssitz eine zusätzliche
axiale Sicherung empfohlen wird, um die Hälfte auf +120 °C gesteigert.
Damit und mit der um mehr als 50 % gesenkten Feuchtigkeitsaufnahme
ist der Werkstoff für ein noch breiteres Spektrum an
Umgebungsbedingungen geeignet.
Doch so wie sich Unternehmen auf die Produktion hoch spezialisierter
Teile konzentrieren und ganze Industriezweige immer stärker
ausdifferenzieren, so sind auch spezifische, den Produktionsumgebungen
angepasste Materialien stark nachgefragt: In dem sterilen
Umfeld der Medizin- und Labortechnik müssen Geräte nicht nur frei
von Ölen oder Fetten, sondern zusätzlich antibakteriell sein. Wieder
andere Branchen verlangen Materialien, die unempfindlich gegenüber
umherfliegenden Staubpartikeln und Fasern sind: Damit statisch
aufgeladene Lagerstellen keine Fusseln und Flusen anziehen,
werden beispielsweise in der Textilindustrie ableitfähige und antistatische
Kunststoffe eingesetzt. Vom Unterwassereinsatz bis zu Hochlastanwendungen,
von der Medizintechnik bis zur Automobilindustrie:
Für all diese Fälle hat das Unternehmen Igus maßgeschneiderte
Werkstoffe entwickelt.
Welcher Werkstoff für den jeweiligen Einsatz der richtige ist, lässt
sich schnell mithilfe von Online-Tools wie Produktfinder, Konfigurator
oder Lebensdauerrechner ermitteln. Das Online-Angebot reicht
von Lebensdauer-Berechnungsprogrammen, basierend auf den jährlich
mehr als 10.000 Gleitlagertests im Igus-Testlabor, über 3D-CAD-
Konfiguratoren für komplette Linearsysteme mit polymeren Gleitelementen
bis hin zu den wichtigen schnellen Produktfindern, die
helfen, den richtigen Werkstoff zu finden. Dort können Anwender
ihre speziellen Anforderungen anklicken („Höchste Standzeiten im
Trockenlauf“, „schmutzresistent“, „schwingungsdämpfend“, „hoch
chemikalienbeständig“, „gut bei Kantenpressung“ usw.) sowie stufenlos
die zulässige statische Flächenpressung und die obere langzeitige
und die untere Anwendungstemperatur angeben.
Kostengünstiger als metallische Lager
Ob in Photovoltaikanlagen, der Agrar- und Offshore-Branche, der
Fassadentechnik oder in Hydraulikzylindern und Aktuatoren – in
allen Industriezweigen ersetzen Polymerlager seit Langem schon
metallische Gleitlager. Für Ingenieure sind die Schmiermittel- und
die Korrosionsfreiheit sowie die Verschleißfestigkeit und die geringen
Reibwerte der Igus-Motion-Plastics unverzichtbar geworden,
denn sie erhöhen die Standzeiten ihrer Maschinen und Anlagen und
Bild: Igus
In modernen Autos finden sich die leichten Tribo-Polymerlager in der Sitzverstellung
ebenso wie im Fahrwerk oder in Türscharnieren – eben überall
dort, wo etwas in Bewegung ist
sind dazu um bis zu 40 % kostengünstiger als metallische Lager.
Immer neue Materialien, Mischungen und Eigenschaftsprofile er -
öffnen permanent weitere Einsatzmöglichkeiten für Polymerlager –
denn auch nach mehr als 30 Jahren forscht Igus im hauseigenen
Technikum stetig weiter.
Da auch die Entwicklung im Bereich der Wellenmaterialien und der
Oberflächenbehandlung nicht stillsteht, sind kontinuierliche Tests
unabdinglich, die auf Veränderungen bei den Wellen reagieren und
auf eine perfekte Abstimmung von Welle und Lager abzielen. Gerade
das Thema Gegenlaufpartner verdeutlicht die Vielseitigkeit der
Iglidur-Geitlager, die auf unterschiedlichen Wellen – vor allem auch
auf kostengünstigen, sogenannten weichen Wellen – eingesetzt
werden können. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber vielen anderen
Lagertypen. Der Anwender hat so, neben dem Kostenvorteil, den
Kunststoff-Gleitlager sowieso mitbringen, auch die Möglichkeit,
eine ungehärtete Welle einzusetzen und dadurch zweifach seine
Kosten zu reduzieren.
bec
www.igus.de
Detaillierte Informationen zu den schmierfreien
Polymergleitlagern:
http://hier.pro/FtCZa
K|E|M Konstruktion 06 2017 53

MASCHINENELEMENTE
WÄLZ- & GLEITLAGER
Bild: Steinmeyer
Spezialisiert auf Kugelgewindetriebe für vielfältige Anwendungen: die August Steinmeyer GmbH & Co. KG aus Albstadt
Auf Basis detaillierter Analysen die Qualität und Langlebigkeit von Kugelgewindetrieben gesteigert
Präzise Daten geben Anstoß zu
optimierten Herstellungsverfahren
Ob Werkzeugmaschinen- oder Sondermaschinenbau, Medizin- oder Messtechnik, Roboter- und Handlingsysteme,
Luft- und Raumfahrt – Kugelgewindetriebe lassen sich für vielfältige Anwendungen in unterschiedlichen Branchen
einsetzen. Immer kommt es vor allem auf eines an: auf besonders hohe Präzision. Darum werden hohe Anforde -
rungen an die Qualität und damit die Zuverlässigkeit dieser Antriebseinheit gestellt.
Dipl.-Ing. (FH) Wolfgang Klöblen, Entwicklungsleiter, August Steinmeyer, Albstadt
Der Kugelgewindetrieb wandelt eine Drehbewegung in eine
Längsbewegung um. Verglichen mit konventionellen Schraubgetrieben
zeichnen sich Kugelgewindetriebe durch weniger Reibung,
höhere Positioniergenauigkeit und einen höheren Wirkungsgrad
sowie eine höhere Steifigkeit und einen geringeren Verschleiß
aus. Sie bestehen aus einem Spindel-Muttern-System mit Kugelrückführungselementen
und den Kugeln als Wälzelementen. Die
Kräfteübertragung erfolgt über die Kugeln, die zwischen der Laufbahn
der Mutter und dem Gewinde der Welle einen Kreislauf bilden.
Die Spezialisten der August Steinmeyer GmbH & Co. KG wissen
aus langjähriger Erfahrung, worauf es bei Kugelgewindetrieben
ankommt. Wichtige Beurteilungskriterien für die Qualität sind Laufruhe,
Geräuschentwicklung, Vibrationen, Einlaufverhalten und Energieeffizienz.
Wie lassen sich die verschiedenen Kriterien beurteilen, die die Qualität
eines Kugelgewindetriebs beeinflussen? Bestimmte Qualitätskriterien
sind Bestandteil der DIN 69051 bzw. der inhaltsgleichen
ISO 3408, die die Lebensdauer von Kugelgewindetrieben in Bezug
auf den Schädigungsmechanismus Werkstoffermüdung beurteilen.
Dazu werden Steigungsgenauigkeit des Spindelgewindes, Rundund
Planläufe, Leerlauf-Drehmoment sowie die Muttern-Steifigkeit
analysiert. Einflüsse wie Umlenkungen oder Laufbahnqualitäten auf
das Laufverhalten bzw. die Positioniergenauigkeit sowie auf die
Lebensdauer von Kugelgewindetrieben werden hier jedoch nicht
erfasst.
Fast-Fourier-Transformation-Analyse
gibt Aufschluss
Ein Ansatz zur detaillierten Beurteilung der Qualität ist die Analyse
im Prüfstand für Reibmoment- und Fast-Fourier-Transformation-
Messungen (FFT), die bei Steinmeyer durchgeführt wird. Auf diesem
Weg lassen sich durch eine hochgenaue Messung des Leerlauf-Drehmoments
und dessen Umwandlung in ein frequenzabhängiges
Signal festgestellte Auffälligkeiten beurteilen. Der Ablauf ist
wie folgt: Das durch die Vorspannung erzeugte Leerlauf-Drehmoment
erzeugt eine Kraft, die von einem Sensor an der Mutter während
der Drehung der Spindelwelle mit einer konstanten Drehzahl
kontinuierlich aufgezeichnet wird. Die aufgezeichneten Werte können
durch die konstante Drehzahl in ein Wegsignal umgerechnet
werden. Die gemessenen Zeitsignale werden hierbei in einzelne
Frequenzen aufgeschlüsselt und analysiert. Mögliche Fehler der
Kugelgewindetriebe, die sich nach Auswertung der Messungen
feststellen lassen, können z. B. Rundlauffehler der Spindel, Gewin-
54 K|E|M Konstruktion 06 2017

WÄLZ- & GLEITLAGER
MASCHINENELEMENTE
Bild: Steinmeyer
Bild: Steinmeyer
In der Konstruktion von Kugelgewindetrieben müssen u. a. Laufruhe, Geräuschent -
wicklung, Vibrationen, Einlaufverhalten und Energieeffizienz berücksichtigt werden
Von Steinmeyer entwickelter Prüfstand: Hier werden über die
Fast-Fourier-Transformations-Analyse (FFT) durch hochgenaue
Messungen mikroskopische Unregelmäßigkeiten ermittelt und
belegt
de-Unrundheiten, Schwingungen durch Laufbahnfehler im Spindelgewinde
oder durch Kugel-Formfehler sowie Oberflächenwellig -
keiten oder -rauigkeiten der Spindellaufbahn und der Kugeln sein.
Die bei Steinmeyer auf diese Weise durchgeführten Untersuchungen
belegen, dass Standard-Kugelgewinde durchaus mikroskopische
Unregelmäßigkeiten auf der Laufbahnoberfläche des Spindelgewindes
aufweisen können. Diese führen zu Vibrationen, unruhigen
Laufeigenschaften sowie Geräuschbildung und gehen mit
einem erhöhten Verschleiß und damit einer kürzeren Lebensdauer
der Kugelgewindetriebe einher. Die Geräusche, die sich auf die
beschriebene Weise messen lassen, werden vor allem von der
Oberflächenbeschaffenheit des Spindelgewindes verursacht. Eine
unregelmäßige, wellige oder raue Oberfläche der Spindellaufbahn
entsteht während der Gewindefertigung beispielsweise durch ein
„Vieleck“ bei gewirbelten Spindeln, Oberflächeneffekten beim
Gewindeschleifen oder Fehler in den Walzen beim Gewinderollen.
Mit innovativen Herstellungstechnologien die
Qualität der Kugelgewindetriebe optimieren
Auf Basis der Analysenergebnisse erkannte man vor allem in der
Oberflächenoptimierung ein großes Potenzial für Verbesserungen
und beschäftigte sich in der Forschung und Entwicklung intensiv mit
diesem Thema. Das Ergebnis sind drei innovative Technologien zur
Herstellung der verschiedenen Kugelgewindetriebe, die die Qualität
weiter optimieren konnten. Die eingesetzte Xi-Plus-Technologie für
Kugelgewindetriebe im Präzisionsbereich von 16 bis 80 mm und das
OptiSlite-Verfahren für Kugelgewindetriebe im Miniaturbereich von
3 bis 16 mm verbessern die Oberflächen der Laufbahn der Spindel
deutlich. Mit innovativen Fertigungstechnologien, die durch Verarbeitungsabläufe
mit feinen mechanischen Bearbeitungen gekennzeichnet
sind, lassen sich mikroskopisch kleine Unregelmäßigkeiten
beseitigen und damit Vibrationen, unruhige Laufeigenschaften
sowie unerwünschte Geräusche bei hohen Drehzahlen fast vollständig
eliminieren.
Das Ergebnis der beiden Entwicklungen Xi-Plus und OptiSlite ist
eine insgesamt geringere Geräuschentwicklung und eine hohe
Laufruhe der Kugelgewindetriebe. Dies lässt sich mithilfe der FFT-
Analyse anhand der Bandbreite des Leerlauf-Drehmomentsignals
nachweisen: Die Bandbreite des Drehmomentsignals konnte in
beiden Fällen um etwa 40 % reduziert und die Lebensdauer der
Produkte deutlich verlängert werden.
Ein weiteres Ergebnis der Forschung und Entwicklung von Steinmeyer
ist die ETA+-Muttertechnik. ETA+-Muttern zeichnen sich vor
allem durch einen deutlich verbesserten Wirkungsgrad aus – daher
stammt auch der Name: Eta (η) ist das physikalische Kurzzeichen für
den Wirkungsgrad. Mit der Entwicklung dieser speziellen Mutterausführung
gelang es, die Reibung um etwa zwei Drittel zu redu -
zieren und gleichzeitig die Steifigkeit um etwa 50 % zu erhöhen.
Auf diese Weise erreicht ein ETA+-Kugelgewindetrieb hinsichtlich
der Dynamik eine deutliche Verbesserung gegenüber konventionellen
Doppelmuttern und auch die Positioniergenauigkeit einer Vorschubachse
kann deutlich gesteigert werden. ETA+-Muttern sind
häufig sogar noch kürzer als konventionelle Doppelmuttern. Aufgrund
der geringeren Reibung erwärmt er sich außerdem weniger.
Auf die oft problematische Zwangskühlung des Kugelgewindetriebs
kann daher verzichtet werden. Auch die Geräuschentwicklung lässt
sich auf diese Weise reduzieren. Somit trägt die ETA+-Technik ebenfalls
zu einer wesentlichen Verlängerung der Lebensdauer eines
Kugelgewindetriebs bei.
Das Unternehmen profitiert von seiner langjährigen Erfahrung in
diesem Segment. In Kombination mit den hochmodernen Analyseverfahren,
für die Steinmeyer perfekt ausgestattet ist, ist es gelungen,
in Sachen Qualität und Langlebigkeit von Kugelgewindetrieben
mit optimierten Herstellungsverfahren Maßstäbe zu setzen. bec
www.steinmeyer.com
Detaillierte Informationen zu den
Kugel gewindetrieben:
http://hier.pro/gOfih
K|E|M Konstruktion 06 2017 55

MASCHINENELEMENTE
WÄLZ- & GLEITLAGER
Im Querschnitt ist die kompakte Bauweise
deutlich zu erkennen. Die groß dimensio -
nierten Laufrollen sind nadelgelagert und erlauben
hoch dynamische Bewegungs abläufe
sowie Beschleunigungen von bis zu 100 m/s²
Bild: Franke
Bild: Franke
Franke-Leichtbau-Linearmotorachse FTH Drive
mit Profilschiene und Schlittenteil aus Aluminium
Die Aluminium-Linear -
systeme bestehen aus
Aluminium- Grundkörpern
mit eingepressten Laufbahnen
aus Federstahl
oder Niro-Material
Bild: Franke
Einbaufertige und wartungsfreie Leichtbau-Linearsysteme aus Aluminium mit Direktantrieb
Schnelligkeit und hohe Taktraten
Mit der Linearmotorachse FTH Drive von Franke bekommen Anwender eine einbaufertige,
leichtgewichtige Bewegungskomponente – energiesparend und an den individuellen Einsatzfall
anpassbar. Das Linearmodul eignet sich für jegliche Anwendungen, in denen schnelle,
geradlinige Bewegungen ausgeführt werden, horizontal wie vertikal.
Gerhard Reininger, Öffentlichkeitsarbeit, Franke, Aalen
Linearsysteme von Franke bestehen aus einem leichten Alumi -
nium-Grundkörper mit nadel- oder kugelgelagerten Laufrollen
aus Stahl oder Niro und sind völlig wartungsfrei. Spezielle Deckscheiben
an den Laufrollen dichten die Lagerung nach außen ab.
Laufrollen in O-Anordnung gewährleisten eine gleich hohe Belastbarkeit
aus allen Richtungen. Die Laufrollen sind mit einer Nut versehen,
die an das Profil der Laufbahn angepasst ist. Durch dieses
System der geführten Rolle werden die Laufrollen seitlich geführt
und es wird ein gleichmäßig leichter und leiser Lauf erreicht. Schienen-
und Kassettenprofile können darüber hinaus anwenderspe -
zifisch angepasst werden.
Das Linearmodul FTH Drive eignet sich für jegliche Anwendungen,
in denen schnelle, geradlinige Bewegungen ausgeführt werden –
horizontal wie vertikal.
Energieersparnis durch Aluminium
Heutige Konstrukteure achten mittlerweile auch bei Linearsystemen
auf geringe zu bewegende Massen. Die Aluminium-Rollen -
führung von Franke überzeugt dabei durch ihre Leistungsdaten.
Geschwindigkeiten von 10 m/s sowie Beschleunigungen von
40 m/s² können realisiert werden. Die Führungen besitzen ein ausgezeichnetes
Ansprechverhalten bei hohen Wiederholraten. Stick-
Slip-Effekte treten nicht auf und das Führungssystem bringt sofort
volle Leistung. Das niedrige Gewicht der Aluminiumkomponenten
ermöglicht hohe Geschwindigkeiten bei geringer Antriebsenergie.
Durch die Verwendung von Aluminium werden Führungssysteme
gebaut, die 65 % leichter sind als Stahlführungen. Die bewegten
Massen werden reduziert; dies wirkt sich positiv auf die benötigte
Antriebsenergie aus und ist kostensparend für den Anwender. Für
einen leichten und leisen Lauf sorgt eine integrierte Aluminium-
Rollenführung. Sie weist beste dynamische Eigenschaften auf und
verursacht keinerlei unnötige mechanische Verluste, da Über -
tragungselemente wie Spindeln, Zahnstangen oder Riemen mit
Torsions- und Schwingungsneigung nicht benötigt werden.
56 K|E|M Konstruktion 06 2017

WÄLZ- & GLEITLAGER
MASCHINENELEMENTE
Linearmotormodul für hohe Dynamik und Sauberkeit
Franke-Linearführungen mit eingelegten Laufbahnen ermöglichen
den Einsatz leichtgewichtiger, stranggepresster Aluminiumprofile
als Führungsschienen. Die Magnete des Stators sind direkt integriert,
der Motor steckt in einem Aluminiumgehäuse. Durch diesen
Aufbau wird die Achse kompakt und leicht. Der Direktantrieb ermöglicht
ein spielfreies und schnelles Positionieren; dabei werden
Verfahrgeschwindigkeiten von 6 m/s und Beschleunigungen von bis
zu 100 m/s² erreicht – auch unter großer Belastung. Abgedichtete
Laufrollen verhindern einen Austritt von Schmierfett und machen
den Einsatz der Linearmotorachse zu einer sauberen Sache – ein
entscheidender Faktor z. B. in der Lebensmittelindustrie.
Für alle Produkte von Franke gilt
die Maxime einer anwenderspezifischen
Auslegung und opti -
malen Anpassung an den indi -
viduellen Einsatzfall. Antriebsund
Steuerungskomponenten
können beliebig gewählt werden
– die komplette Montage und
das Konfigurieren werden vom
Hersteller übernommen. Auch
mehrachsige Aufbauten können
problemlos realisiert werden. Die
Linearmotorachse findet aufgrund
ihrer flexiblen Konstruktionsmöglichkeiten
in vielen unterschiedlichen
Branchen Anwendung
– überall dort, wo hochdynamische
Verfahrbewegungen,
Sauberkeit und ein wartungs -
freier Betrieb über die gesamte
Einsatzdauer gefragt sind.
Neben leichten Komponenten
werden wartungsfreie Systeme
verstärkt nachgefragt. Zielvor -
gaben beim Verpacken von z. B.
Lebensmitteln, Pharmazie-, Chemie-
oder Technikprodukten sind
hohe Flexibilität und Produkti -
vität bei geringen Wartungs- und
Stillstandszeiten. Der Trend geht
in der Verpackungsindustrie aus
diesen Gründen immer mehr
in Richtung Wartungsfreiheit.
Franke-Linearführungen erfüllen
diese Anforderungen: Sie sind
wartungsfrei. Die Lager der Laufrollen
besitzen eine Lebens -
dauerschmierung. Durch die geschlossene
Bauform wird der
Austritt von Schmierstoffen vermieden
und ein Nachschmieren
überflüssig.
Völlig schmierstofffreie Varianten
der Führung sind für spezielle
Einsatzfälle ebenfalls erhältlich
und helfen, die Produktionssicherheit
zu garantieren. Speziell
eingesetzte Niro-Komponenten machen das Führungssystem auf
Wunsch lebensmitteltauglich und abwaschbar. Selbst aggressive
Medien wie Salz, Molke oder Säure können der Führung nichts
anhaben. Hohe hygienische Anforderungen für das Verpacken von
Lebensmitteln werden durch eine Reinraumzertifizierung erfüllt. bec
www.franke-gmbh.de
Mehr zu den Linearsystemem aus Aluminium erfahren
Sie in diesem Video:
http://hier.pro/pt0Fr

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Das Druckspeicherprogramm
von Parker
Bild: Parker Hannifin
Zuverlässige Speicherung von hydraulischer Energie
Produktivität rauf, Stillstandzeiten runter
Für einen reibungslosen Betrieb von Produktionsanlagen ist die zuverlässige Speicherung der hydrau -
lischen Energie entscheidend und hydraulische Speicher beeinflussen positiv die Lebensdauer von
Bauteilen und Anlagen. Dies erhöht die Produktivität und verringert Stillstandzeiten auf ein Minimum.
Florian Meyer, Account Manager Hydraulics Industrial, Parker Hannifin GmbH, Kaarst
Durch die Fähigkeit, Druckspitzen und veränderte Volumenströme
aufzunehmen, wirken Speicher als Dämpfer. So werden
Schwingungen und Vibrationen in einem Hydrauliksystem stark
reduziert. Dadurch wird die Lebensdauer von Bauteilen und Anlagen
erhöht. Eine weitere Aufgabe, die Speicher übernehmen, betrifft die
Sicherheitsaspekte. Die im Hydraulikspeicher gespeicherte Energie
wird zur Betätigung von Not-Aus-Sicherheitseinrichtungen verwandt.
Insbesondere im Notbetrieb ist ein zuverlässiger Zugriff auf
die im Druckspeicher vorhandene Energie unabdingbar. Nur so lässt
sich in kritischen Situationen ein reibungsloser Betrieb gewährleisten.
Die neuen Hydraulikspeicher von Parker verringern die erforderliche
elektrische Antriebsleistung des Hydrauliksystems, sodass
weitere Einsparungen hinsichtlich Kosten und Energieverbrauch
erzielt werden.
Einsparungen durch innovative Werkstoffe
Der neue Blasenwerkstoff Mix XL von Parker bietet eine deutlich
geringere Diffusion von Stickstoff ins Hydrauliköl, als vergleichbare
Standard-Blasenwerkstoffe. Dies verlängert die Standzeiten der
Speicher erheblich und reduziert die Anzahl der Serviceeinsätze
deutlich. Der Hersteller hat durch seine Werkstoffentwicklung die
Lebensdauer der Blasen stark erhöht, sodass Wartungen, Inspek -
tionen und insbesondere Stillstandzeiten reduziert werden. Der
innovative Werkstoff Mix XL ermöglicht Kosteneinsparungen und
steigert die Produktivität.
Mit den Blasenspeichern der Global Serie EHV bietet Parker jetzt
Multiabnahmen an. Die neue Speicherserie ist weltweit verfügbar
und kann aufgrund ihrer Multi-Zertifikate und Zulassungen weltweit
eingesetzt werden. Der EHV-Blasenspeicher ist für Betriebsdrücke
bis zu 350 bar zugelassen, sodass Speicher, Pumpen und Ventile im
Bereich der Industrieanwendungen auf einem Drucklevel arbeiten
können. Dies bietet erhebliche Vorteile bei der Auslegung von
Maschinen und Anlagen, sowie im Ersatzteilmanagement. Die
Vielfalt an verschiedenen Speichern in der Lagerhaltung verringert
sich und aufgrund der globalen Zulassungen können die Speicher in
jegliche Anwendungen weltweit eingesetzt werden.
58 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Kundenspezi -
fische Kolbenspeicherstation
Bild: Parker Hannifin
Gekrimpte
Kolbenspeicher
der Serie ACP
Bild: Parker Hannifin
Gerade beim globalen Einsatz sind weltweit verfügbare Dokumentationen
ein Muss. Hier hilft das Parker-Dokumentationssystem. Mit
dem sogenannten PTS (Parker Tracking System) wird eine einmalige
PTS-Identifikationsnummer für den Speicher vergeben. Diese Nummer
identifiziert den Speicher eindeutig und ist im Parker-Tracking-
System dokumentiert und weltweit abrufbar. Neben den speicherspezifischen
Angaben und den Abnahmedokumenten lassen sich
dort weitere anlagenbezogene Eingaben hinterlegen. Dies können
beispielsweise die Identifikation der Anlage, Wartungsintervalle
oder Serviceeinsätze sein. Mit dem Tracking-System können die
benötigen Daten und Dokumente weltweit mittels Computer, Tablet
oder Smartphone abgerufen werden. Dies ermöglicht einen schnellen
und flexiblen Service und eine reibungslose Kommunikation.
Zusätzlich werden dort Wartungs- und Betriebsanweisungen sowie
hilfreiche Videoanleitungen zur Verfügung stehen.
Grenzen des Machbaren verschoben
Die Kolbenspeicher der Serie ACP sind mit dem bisher größten
Durchmesser erhältlich. Bislang waren gekrimpte Kolbenspeicher
bis zu einem Durchmesser von 100 mm üblich. Dies ist auf das
Verhältnis von Wandstärke und Größe des Kolbens zurückzuführen.
Durch intensive Materialforschung ist es Parker gelungen, nun
Kolbendurchmesser bis zu 150 mm zu erzielen, bei gleichbleibender
Wandstärke. So sind jetzt Speicheranwendungen mit gekrimpten
Kolbenspeichern bis 34 l realisierbar. Die Vergrößerung des Kolbendurchmessers
bei gleichbleibender Wandstärke ist nur durch eine
besondere Materialbeschaffenheit möglich. Dieser speziell für
Parker entwickelte Stahl ist wohl einzigartig auf dem Markt. Parker
bietet damit einen der weltweit größten, gekrimpten Kolbenspeicher
in Serie an.
Neben Blasen-, Membran- und Kolbenspeichern konstruiert der
Hersteller auch anwenderspezifische Speicherlösungen und
Speicherstationen, die ebenso im PTS dokumentiert sind. Durch
konstruktive Anpassungen oder verschiedene Materialkombinationen
im Hinblick auf den entsprechenden Verwendungszweck sind
diese den Umgebungsbedingungen angepasst. Zur richtigen
Auswahl des benötigten Druckspeichers bietet das Unternehmen
neben der persönlichen Beratung auch Auslegungsprogramme und
einen digitalen Speicherselektor auf seiner Internetseite an. Der
Speicherselektor ermöglicht die Auswahl des richtigen Speichers
online während der Planungsphase der Anlage.
Netzwerk für den schnellen Hydraulikservice
Hydraulikspeicherservice-Partner von Parker bieten einen Komplettservice
rum um das Thema hydraulische Druckspeicher an. Dies
beginnt mit der Beratung zur Auswahl des geeigneten Speichers
und Unterstützung bei Dokumentation und Gefährdungsbeurteilung
sowie der richtigen Meldung des Speichers bei zentralen Datenbanken
für überwachungsbedürftige Anlagen (ZÜS und AnKa). Darüber
hinaus übernehmen die Parker-Handelspartner auch die Montage,
Wartung und Instandsetzung der Speicher und Anlagen. So stellen
sie eine 100%ige Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben und Absicherung
der Dokumentation sicher.
Für einen schnellen sowie reibungslosen Service und um eine unkomplizierte
Verfügbarkeit sicherzustellen, hat Parker sein Handelspartnernetzwerk
für den Bereich der Druckspeicher jetzt noch weiter
ausgebaut. So können Speicher nicht nur direkt vom Hersteller,
sondern auch von zertifizierten Partnern bezogen werden. Neben
dem Vertrieb von Speichern stellt Parker sicher, dass alle Handelspartner
qualifiziert und kompetent geschult sind und über alle
Kenntnisse zu PTS und Dokumentation verfügen. Neben einer voll
ausgestatteten Werkstatt bieten viele Handelspartner auch einen
mobilen Service an: So ist schnell ein voll ausgerüstetes Fahrzeug
(Parker HoseDoctor) oder bei längerfristigen Einsätzen eine mobile
Containerwerkstatt (Parker Onsite) mit kleinem Lager vor Ort. Dieser
Service ist kundenorientiert und durchdacht für den gesamten
Lebenszyklus von hydraulischen Druckspeichern.
bec
www.parker.com/de
Detaillierte Informationen zu den Hydraulikspeichern
finden Sie im Katalog:
http://hier.pro/OHQcA
K|E|M Konstruktion 06 2017 59

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Festo digitalisiert die Pneumatik und macht sie Industrie-4.0-ready
„Funktionsintegration über Software-Apps
erleichtert flexible Produktion“
Digitalisierte Pneumatik für die Industrie 4.0 zeigte Festo unter der Bezeichnung Festo Motion
Terminal auf der Hannover Messe. Der Trick dabei: Anstelle spezifisch ausgeführter Ventile genügen
nun einfache 2/2-Wegeventile, die kombiniert über Motion Apps programmiert werden. Details dazu
erläutert im Interview Dr. Julia Duwe, bei Festo Leiterin Future Motion Solutions Management.
Interview: Armin Barnitzke, Automationspraxis / Michael Corban, KEM Konstruktion
KEM Konstruktion: Frau Dr. Duwe, welche Ziele verfolgen Sie
mit Festo Motion Terminal?
Duwe: Wir vergleichen die Entwicklung gerne mit dem Aufkommen
der Smartphones vor rund zehn Jahren. Das hat den Markt der Mobilfunk-Endgeräte
durcheinandergewirbelt – und genau diesen
Schritt gehen wir nun in der Pneumatik mit Festo Motion Terminal in
der Automatisierungstechnik. Das entscheidende Merkmal ist die
neue Art der Funktionsintegration, kombiniert mit Software-Apps –
das vereinfacht die komplette Wertschöpfungskette, denn es wird
nur noch eine Hardware benötigt. Die Apps ermöglichen es, über 50
Einzelkomponenten zu ersetzen. Neueste Entwicklungen in Piezotechnik
und Software machen dies möglich und katapultieren die
Pneumatik in das Industrie-4.0-Zeitalter.
KEM Konstruktion: Das klingt verlockend – aber bislang wurde
die Funktionsvielfalt ja unter anderem über eine hohe Zahl
verschiedenster Ventile erreicht. Wie lässt sich diese Funktionsbreite
‚digitalisieren‘?
Vorprogrammierte ‚Motion Apps‘ entlasten den Anwender von Programmierarbeit,
die bisher sehr aufwendig war und tiefe Kenntnisse in der
pneumatischen Regelungstechnik erforderte. Das App-Angebot will Festo
weiter ausbauen
Bild: Festo
Duwe: Bisher war bei Ventilen die Funktionalität fest in der Hardware
vorgegeben. Allerdings ist es möglich, alle Ventilfunktionen
mittels einfachster 2/2-Wegeventile und einer pneumatischen Brückenschaltung
umzusetzen, ähnlich der Wheatstoneschen Brücke in
der Elektronik. Das war bisher aber sehr aufwendig und erforderte
tiefe Kenntnisse in der pneumatischen Regelungstechnik – eine Arbeit,
die nun unsere vorprogrammierten Motion Apps dem Kunden
abnehmen. Die Integration von Elektronik und Programmierfähigkeit
in die Ventilscheibe ist gegenüber bisherigen Ventilinseln mit
fester Schaltlogik ein absolutes Novum. Damit wandeln wir das mechanische
Bauteil erstmals in ein intelligentes cyber-physisches System
um. Die smarten Ventile setzen unterschiedlichste Bewegungsaufgaben
App-gesteuert um, und das immer mit derselben Hardware.
Piezotechnologie sowie die integrierte Hub- und Drucksensorik
eröffnen also gepaart mit der App-Ansteuerung ganz neue Perspektiven
– dank der Fusion aus Mechanik, Elektronik und Software
wird ein pneumatisches Produkt zur echten Industrie-4.0-Komponente
und ermöglicht so eine flexible Produktion.
60 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Bild: Festo
„Die Integration von
Elektronik und Programmierfähigkeit
ist gegenüber
bisherigen Ventil -
inseln mit fester Schaltlogik
ein absolutes Novum.
Damit wandeln
wir das mechanische
Bauteil erstmals in ein
intelligentes cyber-physisches
System um.“
Dr. Julia Duwe, Leitung Future Motion Solutions Management, Festo
KEM Konstruktion: Welche Apps sind denn bereits verfügbar?
Duwe: Zunächst stehen zehn Funktionen über Motion Apps zur Verfügung;
von der einfachen Änderung der Wegeventilfunktionen bis
hin zu energieeffizienten Bewegungen, vom proportionalen Verhalten
bis hin zur Leckage-Diagnose. Weitere Apps sind natürlich in Vorbereitung.
Die Funktionszuweisung per Software bringt übrigens
noch weitere Vorteile: Manipulationssicherheit und Know-how-
Schutz, denn von außen ist den Ventilen nicht anzusehen, welche
Funktionen sie ausführen. Gleichzeitig ist das Festo Motion Terminal
ein teilweise selbstregulierendes System, mit dem Selbstoptimierung,
Selbstkonfiguration und Selbstdiagnose möglich sind. Es kann
sich autark an veränderliche Randbedingungen anpassen. Über unsere
Automatisierungsplattform CPX können wir es an gängige
Kommunikationsschnittstellen wie OPC UA anbinden und damit Industrie-4.0-fähige
Schnittstellenstandards sicherstellen. Außerdem
vereinfacht sich das Thema Wartung, da lange Ersatz- und Verschleißteillisten
obsolet werden.
KEM Konstruktion: Können Sie uns ein Beispiel für eine Appgesteuerte
Ventilschaltung beschreiben?
Duwe: Ein gutes Beispiel ist die Soft-Stop-Funktion, die ein sanftes
Einfahren eines pneumatischen Zylinders in die Endlage ermöglicht.
Bisher wurden Zylinder über einen mechanischen Stoßdämpfer abgebremst.
Das Festo Motion Terminal steuert jetzt im Zylinder
selbst die Luft intelligent aus und erzeugt bei Erreichen der Endlage
einen Gegendruck, der den Kolben abbremst. Vorteile ergeben sich
auch hinsichtlich der Energieeffizienz: Mit den Apps ‚Wählbares
Druckniveau‘ und ‚Eco-Fahrt‘ lässt sich der Luftverbrauch flexibel an
die Anforderungen anpassen. Dank wählbarem Druckniveau kann
ein digital gewählter Druck die pneumatische Kraft auf das für die
Applikation nötige Niveau begrenzen. Die Eco-Fahrt senkt den
Druckluftverbrauch auf das nötige Minimalniveau, sofern keine
Press- und Haltekräfte in der Endlage benötigt werden. Abhängig
von der Applikation sind so Einsparungen von bis zu 70 Prozent im
Vergleich zum Standardbetrieb möglich.
Die Fusion aus Mechanik, Elektronik
und Software ermöglicht
die digitalisierte Pneumatik. Die
Software-Apps erlauben es, 50
Einzelkomponenten zu ersetzen
KEM Konstruktion: Was war bei dieser ‚Digitalisierung der
Pneumatik‘ die größte Hürde für die Entwickler?
Duwe: Im Zentrum der Produktentwicklung stand die Integration
von Hardware, Software und Services auf einer Plattform. Ziel war
es, ein für den Kunden einfach und intuitiv konfigurierbares Produkt
zu entwickeln, das sich flexibel an dessen Anforderungen anpasst.
Eine tolle Basistechnologie dafür ist natürlich die Piezoventiltechnologie,
die ein exaktes und proportionales Verhalten sicherstellt. Aber
erst durch das bereits eingangs erwähnte Zusammenspiel von Elektronik,
Mechanik, Softwareentwicklung und Regelungstechnik sowie
die enge Zusammenarbeit mit unseren Digitalisierungsteams
und IT-Infrastruktur-Experten konnten wir die Pneumatik digitalisieren
(Anm. d. Red.: siehe dazu auch ‚Produkt und Produktion entstehen
jetzt wirklich parallel‘, KEM Konstruktion 04/2017, S. 62 ff).
KEM Konstruktion: Wo steht die digitalisierte im Vergleich zur
klassischen Pneumatik und zur elektrischen Automatisierung?
Duwe: Festo Motion Terminal behauptet sich in beiden Welten –
Pneumatik und Elektrik. Es vereint die Vorteile beider Technologien
und eröffnet für die Pneumatik ganz neue Bewegungsspielräume
und Anwendungspotenziale. Deshalb wird die Standard-Pneumatik
für zahlreiche Anwendungen weiterhin die Technologie der Wahl
sein. Das Festo Motion Terminal ist primär dann sinnvoll, wenn hohe
Flexibilität im Maschinenbau gefordert ist, sowie bei sehr komplexen
Aufgaben, die heute servopneumatisch oder elektrisch gelöst
sind. Zusätzlich richtet sich die neue Technologie an Kunden, die ihre
Anlagen fit für Industrie 4.0 und das Internet der Dinge machen wollen.
Sie ermöglicht es unseren Kunden durch Datentransparenz und
die direkt im Ventil integrierten Sensoren, Prozesse produktiver und
kontrollierbarer zu machen.
www.festo.de
Bild: Festo
Details zur digitalisierten Pneumatik
Motion Terminal von Festo:
http://hier.pro/LbUI0
K|E|M Konstruktion 06 2017 61

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Bild: Asco Numatics
Bild: Asco Numatics
Das Preciflow-IPC (Inlet Pressure
Compensated) der Baureihe 202 ist
ein eingangsdruckkompensiertes
Durchflussregelventil
Eingangsdruckkompensiertes Proportionalventil ist elementares Bauteil eines mobilen Beatmungsgerätes
Hoher variabler Durchfluss bei
optimaler Energiebilanz
Zu den wichtigsten Asco-Produkten im Bereich der Analyse und Medizintechnik zählt die Proportionalventilbaureihe
Preciflow. Das eingangsdruckkompensierte Preciflow IPC (Inlet Pressure Compensated)
ermöglicht hohe Drücke und Durchflüsse bei geringer Leistungsaufnahme des Magneten (maximal
2,5 W). Anwendungsbereiche sind medizinische (z. B. Beatmungsgeräte) oder analytische Geräte.
Alain Crampon, Business Development Director EMEA, Analytical & Medical, Asco Numatics, Ölbronn-Dürrn
In den Industriebereichen Analyse und Medizintechnik sowie in
der Proportionaltechnik gilt der Ventilhersteller Asco aus Ölbronn-
Dürrn als ein weltweiter Vorreiter. Um innovative Technologien in
diesen Segmenten konsequent weiter zu fördern, hat der Emerson-
Konzern, die Muttergesellschaft von Asco, 1,5 Mio. Euro in ein neues
Firmengebäude für das Center of Excellence am deutschen
Standort investiert.
Zu den wichtigsten Asco-Produkten im Bereich der Analyse und
Medizintechnik zählt die Proportionalventilbaureihe Preciflow.
Das eingangsdruckausgleichende Proportionalventil Preciflow IPC
dieser Baureihe ermöglicht große Durchflüsse von etwa 190 l/min
bei einem Druck von 2,7 bar bei geringer Leistungsaufnahme von
maximal 2,5 W und eignet sich aus diesem Grund besonders gut
für Beatmungsgeräte/Anästhesie und Massendurchflussregler.
Hoher Durchfluss, ein großer Druckbereich und eine geringe Leistungsaufnahme,
beispielsweise für den Batteriebetrieb, sind wich -
tige Aspekte für den Einsatz von Ventilen in diesen Bereichen.
Bei den Preciflow-IPC-Magnetventilen erfolgt die reibungsfreie Aufhängung
des Magnetankers über eine speziell geformte Flachfeder.
Auf diese Weise sinkt die Hysterese auf unter 5 %; Reproduzierbarkeit
und Ansprechempfindlichkeit liegen bei unter 1 %.
Die Ventile dieser Baureihe sind als 2/2-Wege-Proportionalventile
mit einem Öffnungsquerschnitt von 3 mm mit der Funktion NC
(stromlos geschlossen) erhältlich. Sie können in einem Druckbereich
von 0 bis 7 bar bei maximalem Eingangsdruck von 10 bar eingesetzt
werden.
Entsprechend der Anforderungen für integrierte Systemlösungen
offeriert Asco das Preciflow IPC als Cartridge- oder Aufflansch-
Variante. Darüber hinaus ist es als Stand-alone-Lösung in G1/8“ verfügbar.
Der Hersteller vermarktet das Ventil in 6, 12 sowie 24 VDC.
Die Ansteuerung kann wahlweise über ein PWM-Signal oder einen
konstanten Strom erfolgen. Der elektrische Anschluss erfolgt über
Kabelenden (PTFE) mit einer Länge von 0,23 m.
Magnetventil steuert die komplexen Vorgänge des
Beatmungsgerätes optimal
Das Preciflow IPC ist nach Angaben des französischen Medizintechnikherstellers
Eove elementares Bauteil des mobilen, nur 1,8 kg
leichten Beatmungsgerätes EO-150. Seit 2015 ist das Gerät, das aktuell
als leichtestes mobiles Beatmungsgerät innerhalb der Branche
62 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Das mobile Beatmungs -
gerät EO-150 des franzö -
sischen Medizintechnik-
herstellers Eove wiegt
nur 1,8 kg
gilt, am Markt erhältlich. Mehr als 1000 Geräte vom Typ EO-150 sind
zwischenzeitlich in Betrieb. Das Preciflow-IPC-Magnetventil ermöglicht
es, die komplexen Vorgänge eines Beatmungsgerätes optimal
zu steuern. Das stufenlos zu öffnende Ventil von Asco steuert den
Ausatmungsvorgang mit besonders hoher Präzision und Wieder -
holgenauigkeit.
Das Proportionalventil Preciflow IPC überzeugte den Medizintechnikhersteller
nicht nur aufgrund der Regelungsgenauigkeit und
Zuverlässigkeit: Auch der geringe Energieverbrauch war für den
Einsatz im tragbaren Beatmungsgerät EO-150, das speziell für
Patienten konzipiert wurde, die rund um die Uhr ein solches Gerät
verwenden müssen, ein entscheidendes Kriterium. Denn Miniaturisierung
und geringere Leistungsaufnahme werden für mobile Anwendungen
immer wichtiger, und kleinere Geräte bilden die Basis
für eine optimale Energiebilanz.
Neben moderner Ventiltechnik, konzipiert für die hohen Anforderungen
in der Analysen- und Medizintechnik, setzt Asco konsequent
auf den Trend Miniaturisierung, mit dem Ziel, passende Lösungen
für mobile Systeme mit besonders niedrigem Energieverbrauch zu
schaffen. Das Unternehmen fokussiert sich am Center of Excel -
lence in Ölbronn-Dürrn verstärkt auf Industrie-4.0-Trends, wozu das
Preciflow-IPC-Proportionalventil ebenso zählt, wie die Entwicklung
immer kleinerer Ventile und LowPower-Technologie. Weitere aktuelle
Technologietrends, mit denen sich der Hersteller intensiv aus -
einandersetzt, sind beispielsweise „Lab on a Chip“ oder auch die
Trennung von Ventilen in wiederverwertbare Bauteile oder leicht
wechselbare Einwegartikel.
bec
www.asconumatics.de
www.eove.fr
Detaillierte Informationen zu den eingangsdruck -
kompensierten Durchflussregelventilen:
http://hier.pro/QavXH
Blickfang Zitat
H-CFK Bauteile
Leicht, belastbar, rostfrei
• Carbon-Zylinder aus H-CFK, bis
zu 70 % leichter und 50 % energieeffizienter
als Stahl-Zylinder
• Runde Bauteile mit hochbelastbarerm
Carbon-Metall-Verbund
• Druckdichte Rohre und Stangen
aus H-CFK
www.haenchen.de
K|E|M

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Bild: Lee
Zylinder für das Notausfahren
mit integrierten
Wechselventilen
Bild: Lee
Lee-Wechselventile sind
feste Bestandteile von
Flugzeuglandesystemen
Wechselventile in hydraulischen Notausfahreinrichtungen von kleinen Geschäfts- und Sportflugzeugen
Für eine sichere Landung
Moderne Verkehrsflugzeuge sind heutzutage mit mehreren redundanten Systemen für eventuelle
Notfälle ausgestattet. Aber wie sieht es bei Sport- und kleineren Geschäftsflugzeugen aus? Kann
das Fahrwerk im Fall eines Ausfalls über eine Notbetätigung sicher ausgefahren werden? Solche und
ähnliche Fragen können dank Lee-Miniaturventilen mit „ja“ beantwortet werden, denn zuverlässige
Zusatz-Notausfahreinrichtungen ermöglichen dies.
Jürgen Prochno, Geschäftsführer, Lee Hydraulische Miniaturkomponenten, Sulzbach, und
Walter Mayer, Hydraulik-Liftsysteme (HLS), Bruchsal
Gebaut werden diese Notausfahreinrichtungen von dem mittelständischen
Unternehmen Hydraulik-Liftsysteme (HLS). 1965
in Bruchsal gegründet, entwickelte sich HLS in den Folgejahren zum
Spezialisten für hydraulische Lasten- und Personenaufzüge mit
einer großen Fertigungstiefe in diesem Bereich. So produziert
man neben den vielfältigen Hydraulikzylindern, Ventilen und Steuerblöcken
auch die Elektromotoren für die elektrisch angetriebenen
Hydraulikpumpen im Haus.
Der HLS-Gründer Walter Mayer war begeisterter Sportflieger und
gab diese Leidenschaft an seine beiden Söhne weiter. Da lag es
nahe, das Know-how der Firma mit der privaten Leidenschaft zu
verbinden. So war ein zweites Standbein war geboren
Produktion hydraulischer Luftfahrtkomponenten
Seit der Jahrtausendwende arbeitet HLS nun auch im Bereich
hydraulischer Luftfahrtkomponenten, wobei anwenderspezifisch
fluidtechnische und strukturmechanische Komponenten wie hydraulische
Zylinder, Steuerblöcke, Ventile, Motorpumpen, Tanks und
Druckspeicher für die Luftfahrtindustrie entwickelt, hergestellt und
vertrieben werden. Allein in diesem Bereich sind zurzeit zehn Mit -
arbeiter beschäftigt, die sich diesen Anforderungen stellen.
Systeme für Fahrwerkshydraulik und Bremsanlagen
Die Betätigungssysteme für Fahrwerk und Bremsanlagen sind bei
Kleinflugzeugen im Regelfall nicht komplett redundant ausgelegt.
Daher müssen einzelne Zusatzsysteme den Emergency-Fall übernehmen.
Die Achillesferse hierbei ist immer die Verbindung der beiden
unabhängig funktionierenden Kreise. Zur Zusammenführung
des „Normal“- und „Not“-Kreises setzt man seit Beginn auf die
bewährten Wechselventile der Firma Lee. Diese müssen im Notfall
den fehlerhaften Kreis schließen und den Emergency-Kreis für die
Notfunktion freigeben.
64 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Bild: Lee
Bild: Lee
Beispiel eines Hydraulikkits von HLS
Da diese sicherheitskritischen Elemente im Hydrauliksystem kompromisslos
zuverlässig funktionieren müssen und meist der Bauraum
extrem beschränkt ist, verließ man sich hierbei von Anfang an
auf die Miniaturwechselventile von Lee. Diese präzisen Kleinstventile
finden sich im Regelfall in Fahrwerkszylindern oder kleinen Ventilblöcken
am Bremssystem wieder. Während man bei der Fahrwerkhydraulik
meist die federvorgespannten Wechselventile der Bau -
reihe SVBA2810118D verwendet, werden bei Bremsanlagen zur
Notbremsversorgung im Regelfall die „Detended Shuttle Valves“
der Baureihe SV-DA2812313D verbaut. Diese nur wenige Gramm
schweren Ventile, die mit einem Expansionsstift in die spezielle
Formbohrung des Gehäuses montiert werden, bieten eine zuver -
lässige Funktion über ein sehr anspruchsvolles Anforderungsprofil,
das u. a. ein Temperaturspektrum von -54 bis zu maximal +135 °C
erfordert.
In der frühen Phase der Entwicklung konnte die Firma Lee Hydrau -
lische Miniaturkomponenten mit den miniaturisierten Hydraulikventilen
des amerikanischen Mutterkonzerns The Lee Company entscheidend
zur Verkleinerung der Systeme beitragen. So wurde auch
hier ein Wechselventil der Serie SVBA eingesetzt, das seine Dienste
bereits seit Jahrzehnten in zahlreichen Verkehrsflugzeugen der
westlichen Welt sicher erfüllt.
Eine Erfolgsgeschichte seit 1948
Nach erfolgreicher Karriere in der Entwicklung von Kraftstoffreglern
für Strahltriebwerke gründete Leighton Lee II im Jahre 1948 die
Firma The Lee Company. Eine seiner vielen Erfindungen war der
Leeplug-Verschlussstopfen. Dieser eröffnete neue Möglichkeiten in
der Konstruktion von Ventilblöcken für Hydrauliksysteme in Flug -
zeugen und anderen hydraulischen Anwendungsbereichen. Das
patentierte Expansionsprinzip erlaubte das effiziente Verschließen
Auswahl einiger Mikroventile von Lee, im
Vordergrund das für die HLS-Komponenten
verwendete Ventil
von Kreuz- und Hilfsbohrungen ohne Gewindeschneiden und O-Ringe.
Bis heute wurden mehr als 200 Millionen weltweit verarbeitet.
Im Laufe der Jahre wurde das patentierte Expansionsprinzip auf
Präzisionsblenden und Drosseln, Rückschlag- und Überdruckventile,
Wechselventile und Filtersiebe übertragen. Im Jahr 1974 kamen die
ersten Miniatur-Magnetventile des Herstellers auf den Markt, auf
deren Basis die Electro Fluidic Systems Division (EFS) gegründet
wurde. Anfangs für die DOD-Printtechnik entwickelt, finden sie
heute Anwendung in vielen unterschiedlichen Fluidiksystemen der
Medizin, Pharmaindustrie, Chemie und wissenschaftlichen Forschung.
Sie sind sehr klein, bis 1200 Hz schnell schaltend, verbrauchen
wenig Strom und haben eine hohe Lebensdauer.
Weitere Entwicklungen führten zu einer Gruppe von noch kleineren
Ventilen, Mikropumpen und peripheren Komponenten. Diese eröffnen
dem Anwender ungeahnte Konstruktionsmöglichkeiten. Die
Nachfrage nach innovativen Miniaturkomponenten hoher Qualität
und die ständig steigenden Anforderungen an komplexe Hydrauliksteuerungen
führten Anfang der 1990er-Jahre zur Entwicklung
des Lee-Betaplug-Verschlussstopfens und des Lee-Check-Hochleistungsrückschlagventils.
Sie bildeten die Grundlage für die Industrial
Micro Hydraulics Division (IMH), die am schnellsten wachsende
Sparte des Unternehmens. In kurzer Zeit wurden diese Komponenten
weltweit in Anwendungen im Kfz-Bereich, der allgemeinen
Industrie, aber auch in der Medizintechnik und im Healthcare-
Bereich eingesetzt. Diese drei Grundsäulen des Erfolges gewähren
dem Unternehmen auch in schwierigen Zeiten einen sicheren Stand
für die Zukunft.
bec
www.lee.de
www.liftsysteme.de
Detaillierte Informationen zu den Wechselventilen
für die Luftfahrttechnik:
http://hier.pro/aX6Ng
K|E|M Konstruktion 06 2017 65

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Bild: Stöckel
Die FSX-Baureihe von Stöckel wird standardmäßig mit hydrostatischen
Komponenten von Hyprostatik Schönfeld ausgestattet
Einsatz hydrostatischer Elemente wie Führungen, Gewindetriebe und Schleifspindeln in Flachschleifmaschinen
Präzision, Dämpfung und Leistung steigern
Durch verschleißfreie hydrostatische Komponenten erreichen Flachschleifmaschinen mehr Formgenauigkeit
der Werkstücke sowie bessere Positioniergenauigkeit und Bahntreue. Auch die Abtragsleistungen und die
Verfügbarkeit der Maschinen werden – weitgehend unabhängig von der Lebensdauer – deutlich verbessert.
Maren Röding, Technikpresse, Lüneburg, Pressereferentin für die Hy prostatik Schönfeld GmbH, Göppingen
Die Heinz Stöckel Werkzeugmaschinen GmbH in Herborn stellt
standardisierte Flach- und Profilschleifmaschinen in verschiedenen
Größen und Bauformen her. Im Standardsektor werden diese
als Gusskonstruktionen angeboten. Im hochwertigen Bereich
werden die Maschinen auf Granitbasis gebaut. Das Naturgestein ist
spannungsfrei und temperaturbeständig. Dies und die besondere
Härte des Granits sind entscheidende Voraussetzungen für die hohe
Präzision der so ausgestatteten Maschinen. Eine wesentliche
Voraussetzung für die hohe Präzision und Leistung sind jedoch auch
hydrostatische Komponenten für Führungen, Gewindetriebe und
Schleifspindeln.
Das Plus durch hydrostatische Komponenten
Um die Präzision und Effektivität noch zusätzlich zu verstärken,
stattet Stöckel die Bearbeitungsmaschinen u. a. mit hydrostatischen
Gewindetrieben, hydrostatischen Schleifspindeln und Führungsschuhen
der Firma Hydrostatik Schönfeld GmbH aus.
„Durch den Einsatz der hydrostatischen Komponenten erreichen
wir eine höhere Genauigkeit in der Geometrie, eine höhere Positio-
niergenauigkeit und Bahntreue, von der Lebensdauer unabhängige
Maschineneigenschaften, außergewöhnlich hohe Dämpfungswerte
und hierdurch höhere Abtragsleistungen und einen kühleren Schliff
sowie eine Maschine mit nur geringen thermischen Verlagerungen.
Hier haben sich die hydrostatischen Komponenten wie Führungen,
Gewindetriebe und Schleifspindeln von Hyprostatik Schönfeld
bestens bewährt“, begründet Matthias Kämpfer, Stöckel-Geschäftsführer,
den Einsatz der hydrostatischen Module.
Standardbaureihe und individuelle Anwenderwünsche
Stöckel stattet die Einständerflachschleifmaschine Typ FSX standardmäßig
komplett mit hydrostatischen Führungen und hydrosta -
tischen Gewindetrieben aus. Diese Maschinen bearbeiten Werk -
stücke im hochpräzisen Bereich und sind auch für Schleichgang-
Schleifoperationen ausgelegt. Durch die hydrostatischen Führungen
in allen Achsen wird eine hohe Steifigkeit bei optimaler Dämpfung
erreicht.
Immer häufiger werden aber auch andere Maschinenmodelle aus
dem Stöckel-Standard-Programm auf Anwenderwunsch mit hydrostatischen
Systemen ausgestattet. Dies geschieht insbesondere
dort, wo hohe Anforderungen an geometrische Genauigkeiten und
an Positioniergenauigkeiten bestehen. Auch der Bedarf nach einer
höheren Oberflächengüte des Schliffbildes ist ein häufiger Grund für
den Einsatz hydrostatischer Komponenten.
66 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Bild: Stöckel
Hydrostatische Schleifspindeln und
Lagerungen für hohe Rundlaufgenauigkeiten
und Oberflächengüten
Hydrostatisch gelagerte Spindel, nahezu verschleißund
reibungsfrei, mit Positioniergenauigkeiten und
Umkehrspiel im Bereich von 0,1 μm
Bild: Stöckel
Die mit hydrostatischen Systemen ausgestatteten Schleifmaschinen
von Stöckel kommen u. a. im Werkzeug- und Formenbau, dem
allgemeinen Maschinenbau, im Bereich der Lohnfertigung, wo hohe
Genauigkeiten gefordert werden, zum Einsatz.
Seit mehr als 15 Jahren werden Stöckel-Schleifmaschinen mit
hydrostatischen Komponenten von Hyprostatik Schönfeld ausgestattet.
Die Maschinen zeigen deutlich geringere Instandhaltungskosten
sowie eine höhere Verfügbarkeit und Lebensdauer. Die hohe
Präzi sion und hohe Abtragsleistung werden durch den zusätzlichen
Einsatz hydrostatischer Schleifspindeln mit Rundlaufqualität im
Bereich von 0,1 μm weiter angehoben.
Das Kernstück der hydrostatischen Produkte
Das Kennzeichen hydrostatischer Produkte ist die Lagerung bewegter
Maschinenteile. Die Teile berühren sich nicht, sondern schweben
auf einem Ölfilm. Progressiv-Mengenregler (kurz PM-Regler) regeln
dabei den Ölstrom in die Taschen. Dies geschieht selbsttätig ohne
Hilfsenergie derart, dass bei stärkerer Belastung einer Hydrostatiktasche
dieser ein höherer Ölstrom zugemessen wird, während bei
der entlasteten Tasche der Ölstrom reduziert wird. Hierdurch wird
gegenüber alternativen Regelsystemen mit Kapillaren eine etwa
fünffache Steife erreicht. Ein von der Belastung und Bewegungsgeschwindigkeit
nahezu unabhängiger Hydrostatikspalt ist die Folge.
Gleichzeitig genügen deutlich geringere Pumpen- und Motorleistungen
sowie kleinere Ölströme.
Energiebedarf bis zu 90 % reduziert
Beim Einsatz in Spindellagerungen werden durch den PM-Regler
deutlich höhere Drehzahlen sowie wesentlich geringere Reibund
Pumpenleistungen erreicht. Anders als bei alternativen Systemen
sind maximale Belastungen auch bei sehr hohen Drehzahlen
zulässig.
Im Vergleich zum Linearmotor wird durch Einsatz eines hydrosta -
tischen Gewindetriebs der Energiebedarf um etwa 80 bis 90 %
vermindert und die Stabilität der Schlittenposition vor allem bei
dynamischer Belastung deutlich angehoben.
Die Dämpfung hydrostatischer Komponenten ist generell höher als
die von Wälzsystemen. Bei optimaler Auslegung kann die Dämpfung
hydrostatischer Module um Zehnerpotenzen höher sein als bei
nicht optimaler Auslegung. Hyprostatik Schönfeld kann die Eigenschaften
hydrostatischer Komponenten sowohl gegenüber sta -
tischer Belastung als auch dynamischer Belastung berechnen und
dadurch optimal auslegen.
Durch die herausragende Dämpfung werden nicht nur wesentlich
bessere Werkstückoberflächen und höhere Werkzeugstandzeiten
erreicht, sondern auch höhere Grenzzerspanungsleistungen. Die
Komponenten sind selbst bei maximaler Last verschleißfrei und
gewähren auch nach langer Betriebsdauer hohe Präzision.
„Unser Ziel ist es, den Verschleiß von Werkzeugmaschinen so
gering wie möglich zu halten und damit die Lebensdauer jeglicher
Werkzeugmaschinen zu erhöhen. Daneben wird auch die Präzision,
die Produktivität, die Verfügbarkeit, die Werkzeugstandzeit und die
Grenzzerspanungsleistung teilweise vielfach angehoben. Störungsfreie
Bearbeitungsprozesse sind das A und O einer effektiven
Produktionskette.“, erklärt Robert Schönfeld, Firmengründer der
Hyprostatik Schönfeld GmbH.
Diese Vorteile rechtfertigen den Einsatz hydrostatischer Komponenten
auch in Schleif-, Dreh- und Fräsmaschinen sowie Bearbeitungszentren.
Ökologisch sind die hydrostatischen Produkte ebenfalls von
Bedeutung: Durch hydrostatische Gewindetriebe wird im Vergleich
zu Linearmotoren der erforderliche Energiebedarf um etwa 80 bis
90 % gesenkt. bec
www.hyprostatik.de
www.stoeckel.de
Detaillierte Informationen zu den hydrostatischen
Elementen:
http://hier.pro/0oGTu
K|E|M Konstruktion 06 2017 67

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Markus Mettler, technischer
Betriebsleiter und Umweltbeauftragter
bei Ebm-Papst an einer
Montagelinie für Ventilatoren in
Werk 1. Hier kam Infinity (blaue
Rohrleitung) bei Maschinenum -
zügen zum ersten Mal zum Einsatz
Markus Strecker, Meister
Schlosserei, im Versorgungsbereich
für die neuen Logistikhallen vor den
blauen Infinity-Rohrleitungen ▶
Bild: Mader
Durchdachtes Druckluft-Rohrleitungssystem bietet mehr Effizienz bei Installation und Betrieb sowie Langlebigkeit
Drum prüfe … wie man sie verbindet
Effizienz – ob ökonomisch und ökologisch – wird bei Ebm-Papst Mulfingen groß geschrieben. Mit der
Werkserweiterung am Standort Hollenbach und dem Neubau eines Logistikzentrums kam auch das
zuvor verwendete Druckluft-Rohrleitungssystem auf den Prüfstand. Auf der Anforderungsliste für ein
neues Rohrleitungssystem standen vor allem Effizienz bei Installation und Betrieb sowie Langlebigkeit.
Durch Zufall stoßen die Verantwortlichen bei Ebm-Papst auf Infinity von Mader. Der Druckluft- und
Pneumatikspezialist verspricht, dass das Alu-Rohrleitungssystem mindestens doppelt so schnell
installiert werden kann, wie die beiden bisher bei Ebm-Papst eingesetzten Rohrleitungssysteme.
Marco Jähnig, Leiter Produktbereich Drucklufttechnik, Mader GmbH & Co. KG, Leinfelden-Echterdingen
Mit der Arbeitsbühne 13 m hochfahren, Maß für die passende
Rohrlänge nehmen, wieder 13 m runterfahren, das verzinkte
Rohr ablängen, Gewinde schneiden, wieder auf die Arbeitsbühne,
13 m hochfahren, Rohr abdichten und Fitting anbringen, Maß nehmen,
13 m wieder hinunterfahren und das Spiel geht von vorne los:
So wäre die Installation des Druckluft-Rohrleitungssystems für das
38.000 m² große Lager- und Logistikzentrum in Hollenbach abge -
laufen, hätten sich Markus Mettler, technischer Betriebsleiter und
Umweltbeauftragter und Markus Strecker, Schlossermeister in der
hauseigenen Werkstatt, mit dem bis 2007 verwendeten Rohrleitungssystem
aus verzinktem Stahl zufriedengegeben.
Den Status quo zu erhalten, „weil man es schon immer so gemacht
hat“, gibt es bei den beiden nicht, die immerhin seit 25 bzw. 30 Jahren
bei Ebm-Papst, einem Weltmarktführer für hocheffiziente Ventilatoren,
Gebläse und Antriebslösungen, arbeiten. Stetige Verbesserung
und vor allem Effizienz sind Teil der Firmen-DNA und auch den
beiden in Fleisch und Blut übergegangen.
Wer suchet, der findet
„In allen vier Werken gehören Maschinenumzüge und Umbauten in
der Produktion zu unserem Aufgabengebiet“, berichtet Strecker, der
mit 17 weiteren Kolleginnen und Kollegen auch für Reparaturen,
68 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
tem Stahl bzw. aus Aluminium und Rohrverbindungen aus Kunststoff
mussten wir entsprechend viel Zeit einkalkulieren. Wir hatten
die Hoffnung, ein System zu finden, das sich nicht nur einfach und
schnell installieren lässt, sondern auch unsere qualitativen Anforderungen
erfüllt.“
Neuanfertigungen und das komplette Druckluft- und Abluftsystem
an den drei Standorten von Ebm-Papst im Hohenloher Land zuständig
ist. Neue Produkte und regelmäßige Optimierungen im Produktionsablauf
gehören zur Tagesordnung und sind Teil der Effizienzkultur
im Unternehmen. Was definitiv noch fehlte, war ein noch flexibleres,
effizienter zu verlegendes Druckluft-Rohrleitungssystem.
„Mit den bisherigen Rohrleitungssystemen mit Rohren aus verzink-
Bild: Mader
Besonders einfache Montage: stecken und sichern
Per Zufall erfährt Mettler von Stefanie Kästle, Umweltbeauftragte
bei Mader, vom Druckluft-Rohrleitungssystem Infinity des schwä -
bischen Druckluft- und Pneumatikspezialisten. Man kennt sich über
die Klimaschutz- und Energie-Effizienzgruppe der Deutschen Wirtschaft,
kurz: Klimaschutz-Unternehmen, einer unternehmerischen
Exzellenzinitiative für Klimaschutz und Energieeffizienz. Rohrleitungen
aus Aluminium, dank spezieller Innenbeschichtung mit hohen
Durchflussraten, Fittings aus Metall mit durchgängigem Verbindungssystem
und vollem Durchgang, besonders einfache und
schnelle Montage aller Elemente, sind nur einige Vorteile, die Kästle
auf Nachfrage nennt. Mettler und Strecker werden hellhörig und
bitten um ein Angebot und Produktmuster.
Dann geht alles ganz schnell. Die Entscheidung fällt. Infinity soll es
sein. Zuvor hat Strecker nicht nur gerechnet und Zahlen verglichen,
sondern die Produktmuster auf Alltagstauglichkeit getestet. „Wir
haben Infinity zunächst testweise bei Maschinenumzügen eingesetzt
und dabei vor allem Rohrleitungen und Fittings mit einem
Durchmesser von 25 und 30 mm verwendet.“ Der Anschluss an die
Ventilinsel 501:
Maximaler Durchfluss, geringe Baubreite
Durchfluss bis 400 l/min
Baubreite 11 mm
Feldbus- oder Multipolanbindung
Geringe Leistungsaufnahme
ASCO Numatics GmbH | Otto-Hahn-Straße 7-11 | 75248 Ölbronn-Dürrn, Germany
K|E|M Konstruktion 06 2017 69
| Tel: +49 7237 996-0 | asconumatics-de@emerson.com | www.asco.com

MASCHINENELEMENTE
FLUIDTECHNIK
Das neue Logistikzentrum am Standort Hollenbach mit etwa
38.000 m² steht kurz vor der Fertigstellung. Für die Druckluftversorgung
wurde ausschließlich Infinity eingesetzt
Bild: Mader
Inzwischen sind 25 %
der Maschinen und
Anlagen in Werk 1
mit Infinity an die
Druckluftversorgung
angeschlossen
Bild: Mader
Beim Anschluss neuer Montagelinien und Anlagen oder
Maschinenumzügen kommt inzwischen nur noch Infinity zum
Einsatz. So wird das alte Rohrleitungssystem Schritt für Schritt
abgelöst. Mittelfristig soll auch die alte Ringleitung durch das
Infinity-System ersetzt werden
beiden bestehenden Rohrleitungssysteme funktioniert einwandfrei
und die Installation des neuen Systems ist, wie von Kästle versprochen,
einfach und schnell.
Nicht nur die Produkttests überzeugen, auch der Preis stimmt für
Mettler und Strecker. Welche Produkte zum Einsatz kommen, entscheiden
bei Ebm-Papst die Fachabteilungen. Ein Entscheidungspunkt
sind immer die Lebenszykluskosten: „Rechnet man die Zeitersparnis
beim Verlegen der Rohrleitungen mit ein, liegen wir mit
Infinity deutlich unter den Kosten, die mit dem Vorgängerprodukt
entstanden sind“, so Strecker. „Noch nicht einkalkuliert sind dabei
die Vorteile in Sachen Energieeffizienz, die Infinity bietet. Durch
die spezielle Innenbeschichtung der Alu-Rohrleitungen werden
Ablagerungen und damit Druckverluste reduziert. Zudem bieten
die Fittings vollen Durchgang, Verwirbelungen und Druckverluste
werden auch hier vermieden“, berichtet Kästle.
Vier Mal schneller
Als Glücksfall erweist sich Infinity in der Vorbereitungsphase für die
Erweiterung von Werk 4 in Hollenbach. Die personell schwierige Situation
in Streckers Team im Jahr 2015 bereitet ihm angesichts der
Bild: Mader
anstehenden Aufgaben großes Kopfzerbrechen. „Mit Infinity haben
wir trotz des personellen Engpasses alle Maschinenumzüge und
Neuinstallationen in der geplanten Zeit geschafft.“ Mindestens vier
Mal schneller, so Strecker, laufe die Installation von Infinity im
Vergleich zum alten verzinkten Druckluft-Rohrleitungssystem.
Ein Geschwindigkeitsvorsprung, der bei 1800 m verlegten Infinity-
Leitungen und rund 2050 eingesetzten Fittings, die allein von
Streckers Team montiert wurden, immens ist. Überzeugt zeigt sich
Strecker auch von der Qualität der Produkte: „Die Fittings aus vernickeltem
Messing sind einfach robuster als die Rohrverbindungen
aus Kunststoff, die wir bisher im Einsatz hatten.“
Für den Neubau des Logistikzentrums in Hollenbach, das aus der
Cross-Docking-Halle mit Hochregallager und einem zweiten Gebäude
mit Verpackungslager und Messebau besteht, setzt Mettler wie
bisher, auf einen lokalen Partner für die Installation des Druckluft-
Rohrleitungssystems. Alleine im Verpackungslager und dem Messebau
wurden rund 600 m Infinity-Rohrleitungen verlegt.
Und wie läuft die Installation der Rohrleitungen? „In einem Rutsch“,
erzählt Strecker begeistert. „Das Rauf und Runter mit der Arbeitsbühne
entfällt. Alle benötigten Fittings und Rohre werden mit -
genommen und dank des Akku-Rohrabschneiders können auch
die Alu-Rohre in 13 m Höhe abgelängt werden.“ – Praxistest bestanden.
bec
www.mader.eu
www.ebmpapst.com
Detaillierte Informationen zu den Druckluft-
Rohrleitungssystemen:
http://hier.pro/m8AhF
70 K|E|M Konstruktion 06 2017

FLUIDTECHNIK
MASCHINENELEMENTE
Die neuen Messkupplungen
von Voss Fluid bieten ein Höchstmaß
an Sicherheit, Montagefreundlichkeit
und Haltbarkeit
Messkupplungen für Hydrauliksysteme
Anwenderfreundlich
und leckagefrei
Das Messen und Prüfen innerhalb hydraulischer Kreisläufe ist eine zentrale Maßnahme, um die
Sicherheit und Leistungsfähigkeit der Systeme fortlaufend zu gewährleisten. Voss Fluid revolu -
tioniert die dazu notwendige Messtechnik in Sachen Bedienbarkeit, Montagefreundlichkeit und
Haltbarkeit und präsentiert ein vielfältiges Programm für Messkupplungen mit unterschiedlichen
Typen, Schläuchen und Adaptern.
Marco Schawohl, Bereichsleiter Marketing Fluid, Voss Fluid GmbH, Wipperfürth
Bild: Voss Fluid
Hydraulische Systeme benötigen anwenderfreundliche und
leckagefreie Messkupplungen, um Mess- und Prüfgeräte
jederzeit an- und abkuppeln zu können oder diese fest zu installieren.
So lassen sich hydraulische Drücke auch im laufenden Betrieb
messen und kontrollieren, befüllen oder entlüften. Für diese und
weitere Anwendungen bietet Voss Fluid ein neues, umfangreiches
Programm an Messkupplungen.
Ein Hauptmerkmal ist die Verschlusskappe mit einem dauerelas -
tischen und abreißsicheren Kunststoffelement, das sich auch bei
starker Vibration nicht selbsttätig löst. Außerdem sorgt die Kappe
für Schutz gegen äußere Umwelteinflüsse wie Staub und Feuchtigkeit.
Einen neuen Standard in der Handhabung setzt Voss Fluid
zudem bei der Farbgebung. Serienmäßig werden die Schutzkappen
mit blauer Haltelasche geliefert. Optional sind die Farben Rot, Grün,
Gelb und Schwarz oder eine anwenderindividuelle Farbwahl rea -
lisierbar. Die bewusste Auswahl verschiedener signalstarker Farben
erleichtert die Arbeit des Werkers an den Maschinen. Dieser
erkennt die Diagnosepunkte an den Messkupplungen schon aus
der Distanz und hat zudem die Möglichkeit, unterschiedliche
Hydraulikkreisläufe wie etwa Hoch- und Niederdruck mit einer
gesonderten Farbe zu kennzeichnen. Auf diese Weise kombiniert
das Unternehmen ansprechendes Industriedesign und Funktiona -
lität ideal miteinander.
Dichtigkeit wird deutlich gesteigert
Für die hohe Dichtigkeit des Systems sorgt die zusätzliche Weichdichtung
aller Leckagepfade. Durch die Kombination von Metall- und
Weichdichtung wird die Qualität des Leckageschutzes im Vergleich
zu anderen Lösungen am Markt immens gesteigert. Zudem erhalten
die Metallkomponenten der Messkupplungen eine Zink-Nickel-
Beschichtung. Dadurch bietet das gesamte System einen langfris -
tigen Korrosionsschutz. Das Programm der Messkupplungen
umfasst neben den Hauptkomponenten auch zahlreiche Adapter
und Messschläuche. Die Messschläuche sind besonders belastungsresistent
ausgelegt und eignen sich dadurch ebenfalls bestens
für einen möglichen Dauereinsatz.
Neu definierte Maßstäbe in Praxistests belegt
Vor der Markteinführung hat Voss Fluid das neue Programm selbst
auf Herz und Nieren geprüft, um die Maßstäbe für die Anwendungsfreundlichkeit
und Praxistauglichkeit von Messkupplungen neu zu
definieren. Getestet wurden neben umfangreichen Druckbelastungen
auch Einflussfaktoren wie Schlammablagerungen, UV-Einstrahlung,
Korrosionsschutz und Spritzwasser unter Hochdruck. Darüber
hinaus wird jede einzelne Messkupplung einem standardisierten
Funktionstest unterzogen, bevor sie ausgeliefert wird. Dadurch ist
gewährleistet, dass das Programm an Messkupplungen den Anwendern
einen klaren Mehrwert bietet und die Funktionssicherheit
der Messtechnik vom ersten Tag an gegeben ist.
bec
www.voss-fluid.de
Detaillierte Informationen zu den Messkupplungen
für Hydrauliksysteme:
http://hier.pro/4elE5
» WEH ® SCHNELLADAPTER
DIREKT anschließen OHNE zu schrauben
» www.weh.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 71

MASCHINENELEMENTE
NEWS
Stauff Line: von der Komponente zum System
Verantwortung von Anschluss zu Anschluss
Das Konzept Stauff Line umfasst alle Leistungen,
die die Unternehmen der Stauff-Gruppe
rund um Hydraulikleitungen anbieten. Das
Angebot reicht von der Analyse und Optimierung
bestehender oder der Auslegung neuer
Leitungssysteme bis zur Lieferung sämtlicher
Komponenten oder spezifischer Baugruppen
direkt an die Montagelinie des Anwenders.
Für Maschinen- und Anlagenbauer hat der
Bezug von Baugruppen inklusive gebogener
Rohrleitungen und konfektionierter Schläuche
viele Vorteile: Er reduziert Beschaffungsaufwände,
Lagerbestände, Montagezeiten
und das Risiko von Montagefehlern. Durch
den Einsatz von speziell gestalteten Ladungsträgern
wird außerdem die Gefahr,
Bauteile zu verwechseln, gesenkt und damit
die Montagesicherheit zusätzlich erhöht.
Bild: Walter Stauffenberg
Auf Wunsch optimiert das Unternehmen das
gesamte Leitungssystem eines Anwenders
und übernimmt die Verantwortung von Port
zu Port. Stauff Line ist das Resultat eines
ganzheitlichen Ansatzes und vollzieht den
Schritt vom Komplettanbieter aller Komponenten
hydraulischer Leitungen zum Systemlieferanten.
Die Basis hierfür ist das in den
vergangenen Jahren sukzessive ausgebaute,
umfassende Komponentenprogramm für
Rohr- und Schlauchleitungen in der Mobilund
Stationärhydraulik. Zuletzt wurde mit
der Markteinführung von Stauff Connect und
der Übernahme der Voswinkel GmbH im
Jahr 2015 das Portfolio um ein eigenes Rohrverschraubungsprogramm
sowie Schnellverschlusskupplungen
und Schlaucharmaturen
weiter konsequent ausgebaut. Sämtliche
Produkte werden in einheitlich hoher Qualität
hergestellt. Hierzu gehört auch die hoch -
wertige Zink/Nickel-Oberflächenbeschichtung
als Lieferstandard für einen Großteil des
Programms.
bec
www.stauff.com
Kolbenstangenlose Druckluft-Kurzzylinder von Airtec
Trotz reduzierter Zylinderlänge kein Hubverlust
Schneidstempel-Systemprogramm von Fibro
Effiziente Standardisierung
Mit der kolbenstangenlosen Druckluftzylinderserie
ZX von Airtec halbiert sich – ver -
glichen mit herkömmlichen Zylindern – der
benötigte Bauraum. Noch mehr Platz sparen
die Kurzzylinder ZX-K dieser Baureihe ein.
Auch diese doppeltwirkenden Pneumatik -
zylinder mit Gleit- oder Rollenführung sind in
frei wählbaren Hublängen bis 6000 mm
erhältlich und weisen trotz reduzierter Zylinderlänge
keinen Hubverlust auf. Ein steifes
Profil aus eloxiertem Aluminium sorgt dafür,
dass druckbedingte Aufweitungen nur gering
Bild: Airtec
ausfallen. Die Kraftübertragung funktioniert
mithilfe eines am Kolben befestigten Mitnehmers,
der nach außen reicht. Zu diesem
Zweck ist das Zylinderrohr auf der gesamten
Länge geschlitzt. Zum Verschließen des
Schlitzes wird ein hochflexibles Elastomerdichtband
eingesetzt, dessen Umlenkung
die Bewegung des Kolbens ermöglicht. Die
Kurzzylinder verfügen über eine einstellbare
Endlagendämpfung sowie Magnetkolben zur
berührungslosen Stellungsabtastung. Zylinderschalter
lassen sich direkt in die Sensornuten
des Profilrohres integrieren. Das
Unternehmen bietet die Kurzzylinder in
Versionen mit fünf verschiedenen Kolbendurchmessern
von 25 bis 63 mm an. Neben
einer Variante für den beidseitigen Luft -
anschluss, bei der jeder Zylinderkopf zwei
Gewindebohrungen aufweist, stattet der
Hersteller die Module auch mit anderen
Anschlussoptionen aus: Erhältlich sind Ausführungen
mit sechs Anschlüssen in einem
Zylinderkopf sowie Versionen mit zwei stirnseitigen
oder einem stirnseitigen und einem
seitlichem Anschluss.
jpk
www.airtec.de
Wurden Schneidstempel mit Schaftdurchmessern
über 40 mm bis dato meist konventionell
gefertigt und mühsam gewechselt,
ermöglicht das Systemprogramm Bolt Lock
des Normalienspezialisten Fibro nun eine
effiziente Standardisierung auf anspruchs -
vollem Niveau, Einsparungen beim Bauraum
sowie einen schnellen Schneidstempel -
wechsel. Da die Schneidstempel sowohl in
unterschiedlichen Standardformen als auch
in beliebigen, anwendungsspezifischen Geometrien
nach Datensatz lieferbar sind, ist das
System vielfältig nutzbar. So können beispielsweise
Schneidstempel zum Trennen
von Blechteilen, die bislang aus Kostengründen
meist in Form von Mehrfachteilen ein -
gesetzt wurden, ebenso wirtschaftlich als
Einzelteil gefertigt werden. Auch große
Lochungen an Strukturteilen der Karosserie
lassen sich mit Standardstempeln aus dem
Systemprogramm herstellen. Im Folgeverbundbereich
können Bolt-Lock-Stempel zudem
zum Schneiden von Streifengittern sowie
zum Heraustrennen von Platinen genutzt
werden.
jpk
www.fibro.com
72 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
MASCHINENELEMENTE
Proportionalventile von Atos mit integrierter Diagnoseebene
100% digitale Elektrohydraulik
Die digitalen Pro -
portionalventile von
Atos sind mit einer
integrierten, fortschrittlichen
Diagnoseebene
und der
neuesten industri -
ellen Ethernet-Feldbus-Generation
ausgestattet.
Dabei bietet
der Hersteller
seine auf digitaler
Technologie basierenden Proportionalventile preisgleich zur analogen
Version an. Die silberne Ausführung Basic bietet:
• analoges Eingangssignal – Spannung oder Strom
• digitale Hochleistung zum wettbewerbsfähigen Preis
• verstärkte Ausführung gegen Vibrationen und Schocks – bis zu 50g
• erweiterter Temperaturbereich -40 bis +60 °C
• wasser- und staubgeschützt nach IP66/67
• tropical coating der PCB-Leiterplatte
• Zinkbeschichtung für 200 h im Salzsprühnebeltest
Die schwarze Ausfürung Full umfasst die obigen Merkmale plus:
• eine umfangreiche Reihe von Feldbusschnittstellen
• optionale alternierende P/Q-Kontrolle
bec
www.atos.com
Bild: Atos
Schutz für
Mensch und Maschine
Individuelle Faltenbälge,
Abdeckungen, Unfallschutz
1. Faltenbälge
2. Gleitbahnschützer
3. Kastenbälge
4. Jalousien
5. Gummiformteile
6. Rollbandabdeckungen
7. Spiralfedern
8. Schürzen
9. Kompensatoren
10. Manschetten
www.faltenbalg.net
info@faltenbalg.net Tel. +49 (0) 202/8 45 82 Fax +49 (0) 202/8 28 85
Neue Flanschventilgeneration der Marke IMI Buschjost
Stellungsanzeige mit nur einem Sensor
IMI Precision Engineering hat eine neue Flanschventilgeneration der
Marke Buschjost auf den Markt gebracht. Entsprechend der aktuellen
Fassung der Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU wurden die Ventile der
Nennweiten DN 65, DN 80 und DN 100 vollständig modifiziert und
sind ab sofort als neue Baureihen 86480, 86500 und 86540 erhältlich.
Das Anwendungsspektrum ist breit gefächert: Vom allgemeinen
Maschinen- und Anlagenbau über die chemische
Industrie bis hin zur Gebäude- und Kraftwerkstechnik
eignen sich die Ventile für den Einsatz in zahlreichen
Branchen. Die optimierte Stellungsanzeige mit nur
Bild: IMI Buschjost
einem Sensor für beide Schaltstellungen „offen“ und
„geschlossen“ zählt zu den Highlights der neuen Ventilgeneration.
Der Sensor ist einfach zu initialisieren,
was die Inbetriebnahme erleichtert und eine
Fehlbedienung nahezu unmöglich macht. Das
kompakte Design und die um 50 % kleinere Anzeige
minimieren das Beschädigungsrisiko bei
Transport, Installation und Wartung. Darüber hinaus
überzeugen die neuen Ventile mit einer innovativen
Handnot betätigung. Eine Exzenter-Lösung wirkt direkt auf die
Ventilspindel und gewährleistet schnelle Reaktionen: Die Ventile werden
mit einer ein zigen Stellbewegung von 180° vollständig geöffnet
oder geschlossen. Durch eine verstiftete Spindel-Anker-Verbindung erübrigt
sich die
manuelle Einstellung des Hubes, sodass Service und Wartung deutlich
leichter und schneller von der Hand gehen.
bec
www.buschjost.de
Unser Zeichen für Qualität
Rohrverbindungstechnik von STAUFF
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STAUFF
Connect

MASCHINENELEMENTE
NEWS
Technik der Zukunft
Verschleißfrei, dadurch lebensdauerunabhängige
Maschineneigenschaften,
hohe Verfügbarkeit
und Maschinenzuverlässigkeit.
Unerreichte Laufqualität und
Bahntreue für höchste Werkstückpräzision.
Außergewöhnlich hohe Schwingungsdämpfung
für höhere Werkstückpräzision,
geringere Formfehler,
höhere Werkzeugstandzeit
und Grenzzerspanungsleistung.
Reibkraft gering und streng
proportional der Geschwindigkeit,
verhindert Stick-Slip und Fehler
bei Bewegungsumkehr von
Schlittenführungen.
Beispiele aus unserem
Produktprogramm
Ganter entwickelt gedichtete Normelemente aus Edelstahl
Entsprechen hohen Hygieneanforderungen
Da in Bereichen mit hohen Hygieneanforderungen
bereits winzige Schwachstellen zur
Kontamination kompletter Produktionslinien
führen können, hat Ganter jetzt eine spezielle
Serie von Normelementen entwickelt, die
den sehr hohen Anforderungen der EHEDG
und des 3-A-Sanitary-Standard gerecht werden.
Momentan bietet das Unternehmen
unter dem Label Hygienic Design verschiedene
Varianten von Knöpfen, Griffen, Klemmhebeln,
Stellfüßen und Schrauben an, die
allesamt konstruktiv auf minimale Verschmutzung
sowie einfache Reinigung optimiert
sind. Als Material kommt in allen Fällen nichtrostender
Edelstahl zum Einsatz, dessen
Oberflächen gleitgeschliffen oder poliert sind.
So wird die maximale Oberflächenrauigkeit
unter Ra 0,8 μm gehalten, weshalb sich
Schmutzpartikel nicht festsetzen können und
bei der Reinigung zuverlässig zu entfernen
sind. Ein weiteres, zentrales Merkmal der
Ganter-Normelemente ist die sogenannte
Tot raumfreiheit: Es gibt keine Bauteil-Innenbereiche,
in denen sich Substanzen ansam-
Bild: Ganter
meln können. Ein hygienisch sicheres Dichtungskonzept,
das per Softwaresimulation
verifiziert wurde, garantiert, dass die FDAkonformen
Elastomerdichtungen montiert
überall flächenbündig anliegen und ihre Funktion
langfristig erfüllen. Damit bei der Mon -
tage keine Beschädigungen der Oberflächen
entstehen, sind Werkzeuge mit speziellen
Schoneinsätzen zu verwenden.
jpk
www.ganter-griff.de
Patentierte PM-Regler
NSK erweitert Rillenkugellager-Serie
Verdoppelte Lebensdauer bei gleicher Baugröße
Hydrostatische Mittenlagerungen
Hydrostatische Führungsschuhe
Technologieführer im Bereich
Gewindetriebe, hydrostatische
Führungen und Spindellagerungen.
Wir verbessern Werkzeugmaschinen
aller Art.
www.hyprostatik.de
Vor knapp zwei Jahren hat NSK erstmals die
Rillenkugellager der Bneqartet-Serie vor -
gestellt, die sich durch eine verdoppelte
Lebensdauer bei gleicher Baugröße aus -
zeichnen. Jetzt wird die Serie um Lager mit
Außendurchmessern bis 120 mm erweitert.
Entwickelt wurde die Baureihe ursprünglich
für die Lagerung der Trommeln von Waschmaschinen.
Die Lager der in Europa vorherrschenden
Maschinen mit Frontbeladung werden
einseitig und ungleichmäßig belastet,
und der Trend zu größeren Trommeln mit
höherer Beladung stellt auch immer höhere
Anforderungen an die Belastungs- und Leistungsfähigkeit
der Lagerung. Vor diesem
Hintergrund verbesserten NSK-Werkstoffexperten
die Zusammensetzung der Legierung
eines vorhandenen Sonderstahls. Dieser
Werkstoff verhindert wirksam das Entstehen
und vor allem die Ausbreitung von Rissen
und Eindrücken in den Laufbahnen. Außerdem
kommt ein besonders reiner Stahl zur
Anwendung. Das erhöht zusätzlich die Lagerlebensdauer,
weil jede Art von Verunreinigung
im Werkstoff zu Unregelmäßigkeiten
und in der Folge zu Defekten in der Tiefe des
Bild: NSK Deutschland
Gefüges führen kann. Das Maßnahmenbündel
der Bneqartet-Technologie, die im ersten
Schritt bei Rillenkugellagern eingeführt wurde,
hat zur Folge, dass sich die Lebensdauer
des Lagers vor allem bei hoher Belastung
und widrigen Umgebungsbedingungen verdoppelt.
Diesen Vorteil nutzen nicht nur Hersteller
von Haushaltswaschmaschinen, sondern
auch die von industriellen Maschinen
und Anlagen, in denen die Wälzlager hohen
Belastungen und/oder Verunreinigungen
sowie Feuchtigkeit ausgesetzt sind. bec
www.nskeurope.de
74 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
MASCHINENELEMENTE
5-Achs-Spanner neu bei Norelem
Komplexe Werkstücke optimal bearbeiten
Komplexere Werkstücke, kürzere Fertigungszeiten
und gestiegene Präzision der Teile –
dieser Anforderungen nimmt sich der 5-Achs-
Spanner kompakt von Norelem an. Er ermöglicht
eine komplette Bearbeitung in einer einzelnen
Spannung. Eine vibrationsfreie Bearbeitung
mit hohen Schnitt- und Vorschubkräften
bei nur sehr geringen Störkanten sind nur
einige Kennzeichen des 5-Achs-Spanners.
Anwender können sehr kurze Werkzeuge einsetzen,
die die benötigten Toleranzen und
Oberflächen garantieren. Gleichzeitig werden
Werkzeugkosten reduziert. Die Spanner
komplettieren moderne 5-Achs-Fräszentren.
Bild: Norelem
Die Spannbacken passen sich schnell und sicher
an beliebig geformte Werkstücke an.
Dies wird durch die leichte Bedienbarkeit und
Schnellverstellung mittels einer Skala ermöglicht.
Der symmetrische Aufbau des 5-Achs-
Spanners zentriert das Werkstück immer mittig.
Die Zugspindel ordnet sich bei dieser
Konstruktion unter der Werkstückauflage an.
So ist der Kraftfluss beim Spannen der Werkstücke
möglichst kurz und die Zugkraft ist
hoch. Die Spannbacken weiten sich dadurch
nicht unter Last auf und der Maschinentisch
verspannt sich nicht. Die intelligente Spanntechnologie
erhöht die Steifigkeit der Spannung
für den Einsatz sehr hoher Schnitt- und
Vorschubkräfte. Der 5-Achs-Spanner ist mit
einer Backenbreite von 90 und 125 mm
erhältlich. Einspannweiten sind von 20 bis
320 mm möglich. Weitere Grundplatten und
Verlängerungswellen können die Einspannweite
theoretisch unendlich verlängern. Der
Spanner kann auf T-Nutentische, Rastersysteme
sowie mit einem Adapterflansch auf die
gängigen Nullpunkt-Spannsysteme montiert
werden.
jpk
www.norelem.de
Elektromotoren laufen geräuscharm mit Kugellagern von Knapp Wälzlagertechnik
Für hohe Drehzahlen ausgelegt
Ein geräuscharmer Lauf und geringer Energieverbrauch
werden bei Elektromotoren
heute als selbstverständlich vorausgesetzt.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, müssen
optimale Wälzlager sowie bestmögliche
Einbauverhältnisse gegeben ein. Dies stellt
hohe Anforderungen an die Präzision, innere
Geometrie, die Dichtungssysteme und die
Befettung der Kugellager. In Elektromotoren
werden häufig geräuschminimierte, einreihige
Rillenkugellager eingesetzt, die für hohe
Drehzahlen ausgelegt sind. Das richtige Betriebsspiel
sowie die Vorspannung der Lagerung,
wenn nötig, sind ausschlaggebend, um
einen ruhigen Lauf der Motoren
zu gewährleisten. Entscheidende
Kriterien für ihre Effizienz und
Laufleistung sind die axiale und
radiale Laufgenauigkeit. Die im
Motor wirkende Verlustleistung muss dabei
so gering wie möglich gehalten werden. KBT-
PremiumQuality-Kugellager sind optimal für
dieses Einsatzgebiet ausgelegt. Variationen
dieser Kugellager sind fast unbegrenzt
möglich: Es gibt sie hinsichtlich Abmessung,
Material, Form, innerer Aufbau, Käfigaus -
führung, Oberflächenschutz, Befettung,
Abdichtung sowie Verpackung und Lieferung.
Die Bandbreite ihrer Größe sowie der
Toleranz reicht beispielsweise vom Nanobe -
reich bis zu einem Durchmesser von über
2 m. Die Gebrauchstemperaturen, die die
Lager aushalten müssen, liegen zwischen
-40 und +150 °C, im Extremfall auch bis zu
+280 °C. bec
www.knapp-waelzlagertechnik.de
Bild: Knapp Wälzlagertechnik
SLF. DA BEWEGT SICH WAS.
Kugellager und Rollenlager
von 30 mm bis 1600 mm Außendurchmesser
in verschiedenen Ausführungen
Spindeleinheiten
Bohr-, Fräs- und Drehspindeln
Spindeln mit angeflanschtem
bzw. integriertem Motor
Spindeln für spezielle Einsatzgebiete
Rekonditionierung
von Wälzlagern
Spindel- und Lagerungstechnik
Fraureuth GmbH
Fabrikgelände 5
D-08427 Fraureuth
Tel.: +49 (0) 37 61 / 80 10
Fax: +49 (0) 37 61 / 80 11 50
E-Mail: slf@slf-fraureuth.de
www.slf-fraureuth.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 75

MASCHINENELEMENTE
NEWS
Kurzhubspanner-Set von Datron ermöglicht optimale Nutzung des Arbeitsraums
Flexibel, präzise und schnell
Bild: Datron
Die Kaufentscheidung von Kleinserienherstellern
oder Start-ups ist nicht selten von einer
hohen Flexibilität, einem hohen Bedienerkomfort
und kurzen Umrüstzeiten der Maschine
abhängig. Zusätzlich liegt der Fokus
vor allem auf der vielseitigen Einsetzbarkeit
der Maschine. Mit Datron neo hat Datron ein
kompaktes Allroundtalent
auf den Markt
gebracht, das bei der
täglichen Fräsbearbeitung
eine hohe
Flexibilität und ultimative
Bedienerfreundlichkeit
unter
Beweis stellt. Insbesondere
das aus
zwei T-Nutenplatten
und zwei Kurzhubspannelementen
bestehende Kurzhubspanner-Set
erlaubt die präzise und individuelle
Positionierung des Werkstücks sowie schnelle
und flexible Umrüstung. Die Kombination
aus Kurzhubspannelement und T-Nutenplatte
ist nicht nur eine pfiffige Hightech-Zeitspar -
lösung, sondern ermöglicht vor allem zahl -
reiche Optionen zur Nutzung des Arbeitsraumes
nach den individuellen Anforderungen
und Bedürfnissen des Maschinenbedieners.
Neben dem Kurzhubspanner-Set stehen dem
Anwender eine vielfältige Auswahl unterschiedlicher
Spanntechniken zur Verfügung,
die er schnell, präzise und wiederholbar befestigten
kann, sodass vielseitige Projekte
und Anwendungen stets hochqualitativ gefertigt
werden. Die Datron-neo-Zubehörpakete
basieren auf mehr als 30 Jahren Fräserfahrung,
gepaart mit dem technischen Knowhow
des innovativen Maschinenbauspezia -
listen. Mit den Zusatz- und Erweiterungskomponenten
bleiben Datron-neo-Anwender
flexibel für die Anforderungen aus dem
Markt und erhalten die Grundlage für eigene
Innovationen.
bec
www.datron-neo.com
Rillenkugel- und Kegelrollenlager von Nachi ergänzen das Abeg-Angebot von Findling
Vereinfachte Wälzlagerbeschaffung
Findling Wälzlager hat sein Abeg-Premium-
Segment um Produkte des renommierten
Herstellers Nachi ergänzt – und vereinfacht
damit die Wälzlagerbeschaffung für ganzheitlich
agierende Unternehmen. Erklärtes Ziel
von Findling ist es, die Anwenderanforderungen
durch ein breites Angebot an Dienstleistungen
auf ganzer Linie zu erfüllen. Die
Kooperation mit Nachi sei dabei ein wichtiger
Baustein, die Produkte dieses Herstellers
fügen sich perfekt ins Sortiment der Pre -
mium-Wälzlagertechnik ein, das sich damit
noch wettbewerbsfähiger darstellt. Neben
solchen High-End-Produkten deckt Findling
mit Wälzlagern der Eco- oder EasyRoll-Leistungsklassen
jedoch auch den Lowcost-
Bereich ab. Somit erhält jeder Kunde das für
seine Anwendung optimale Produkt – sowohl
in wirtschaftlicher als auch in technischer Hinsicht.
Das umfangreiche Sortiment geht mit
garantierter Verfügbarkeit, einer hervorragenden
Lieferperformance und effizienten Logistikkonzepten
einher. Mit einem Team aus drei
Anwendungstechnikern bietet der Karlsruher
Wälzlagerspezialist zudem eine technische
Beratung an, die von der anwendungsbezogenen
Spezifikation über die Berechnung
und Simulation bis hin zur Wälzlager-Akademie
mit einem Schulungsangebot für Einsteiger,
Fortgeschrittene und Experten reicht. bec
www.findling.com
Bild: Findling Wälzlager
Aventics präsentiert Pneumatikzylinder im hygienischen Design
Einfach eine saubere Sache
Mit zwei neuen Zylinderserien nach ISO-
Standards erweitert Aventics sein Angebot
an Aktoren für Anwendungen mit beson -
deren Hygieneanforderungen. Die Zylinder
CCL-IS und CCL-IC erfüllen alle einschlägigen
europäischen Normen für den Einsatz im
Lebensmittel-Spritzbereich. Sowohl der Standardzylinder
CCL-IS nach ISO 15552 als auch
der Kompaktzylinder CCL-IC nach ISO 21287
entsprechen den Grundsätzen des hygienischen
Designs: Die Zylinderkörper bestehen
aus anodisiertem Aluminium, die Schrauben
und die Kolbenstange
aus rostfreiem Edelstahl.
Das Material der Abstreifer
und die Schmierstoffe
sind außerdem von der amerikanischen
Behörde für Lebens- und Arzneimittel FDA
(Food and Drug Administration) zugelassen.
Der Standardzylinder CCL-IS ist in acht
Baugrößen erhältlich und deckt Durchmes ser
von 25 bis 125 mm ab. Der maximale
Hub beträgt 2750 mm. Anwender können je
nach Anforderung eine elastische oder eine
pneumatische Dämpfung wählen. In
wenigen Schritten und ohne Spezialwerkzeug
lassen sich die Näherungssensoren
der Serie ST6 einbauen. Diese
Sensorserie umfasst ein breites Angebot an
Versionen mit verschiedenen Leitungslängen
und Anschlüssen. Mit neun Baugrößen deckt
der Kompaktzylinder CCL-IC den Bereich mit
einem Durchmesser von 16 bis zu 100 mm
ab. Der maximale Hub des Kompaktzylinders
beträgt 500 mm.
bec
www.aventics.com
Bild: Aventics
76 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
MASCHINENELEMENTE
Flankenoffener, wartungsfreier Hochleistungskeilriemen von Optibelt
Für ultrakompakte Antriebskonstruktionen geeignet
Arntz Optibelt präsentiert mit dem Super XE
Power Pro einen neuen flankenoffenen, wartungsfreien
Hochleistungskeilriemen, der
ideal für den Maschinen- und Spezialmaschinenbau
geeignet ist. Der Keilriemen ist rückenrollentauglich,
temperaturbeständig von
-50 bis +120 °C sowie wartungsfrei und bietet
20 % mehr Leistung als sein Vorgänger
Optibelt Super X-Power. Damit ist er für ultrakompakte
Antriebskonstruktionen geeignet,
bietet hohe Laufruhe auch bei hohen Drehmomenten
und kann in extremen Einsatz -
szenarien wie Ventilatoren, Bohrmaschinen
und Pumpen eingesetzt werden. bec
www.optibelt.com
Bild: Arntz Optibelt
Platzsparende einteilige oder steckbare Ausgleichskupplungen von Orbit Antriebstechnik
Kurzbauende Varianten für beengte Einbauräume
Für Anwendungen mit nur begrenzten Einbauräumen
bietet Orbit Antriebstechnik mit
den Z-Versionen kurzbauende Varianten im
Bereich einteiliger oder steckbarer Ausgleichskupplungen.
Mit der
Baureihe ZOC und ZOS stehen
dem Anwender Oldham-
Kupplungen in Klemmnabenoder
Stellschraubenausführung
für axial knappe Einbauverhältnisse
zur Verfügung.
Diese zeichnen sich durch ihre
hohe radiale Verlagerungs -
kapazität aus. Die Kreuzschieberkupplungen
sind in einem
Bild: Orbit Antriebstechnik
Nenndrehmomentbereich von 0,2 bis 65 Nm
erhältlich. Schwingungsdämpfende Eigenschaften
bieten die kompakten Elastomerkupplungen
ZJC und ZJS. Stehen in Anwendungen
hohe Winkelverlagerungen im Vordergrund,
ermöglichen die kurzbauenden Gelenkkupplungen
ZCC angulare Verlagerungen
von bis zu 3°. Abgerundet wird das Programm
mit den Miniaturlamellenkupplungen
ZDC aus der Reihe Diskflex. Diese sind als
leichte Aluminiumserie oder komplett aus
Edelstahl lieferbar.
bec
www.orbit-antriebstechnik.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 77

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Bild: Wittenstein
Der IDS3010 kann Positionen direkt
am Werkstück erfassen.
Prinzip- und anbaubedingte
Messfehler sind mit diesem System
daher ausgeschlossen
Nano-präzise Messtechnik für industrielle High-End-Anwendungen
Immer kleiner, immer besser
Die zunehmende Miniaturisierung von Produkten aber auch die hochgenaue Kalibrierung von Maschinenachsen
oder die Vibrations- und Schwingungsmessung an Produktionsmaschinen erfordern von
der Messsensorik immer häufiger eine Präzision im Submikrometerbereich. Mit dem Industrial Displacement
Sensor IDS3010 steht jetzt ein industriegerechter Hochpräzisions-Messsensor zur Verfügung,
der bei Arbeitsabständen von bis zu fünf Metern eine Auflösung von einem Pikometer bietet.
Dr. Martin Zech, Chief Technology Officer, Attocube Systems AG, München
Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB bestätigt dem
Industrial Displacement Sensor IDS3010 besondere Präzision:
Im Messbereich von 0 bis 3.000 Millimeter beträgt die zertifizierte
inkrementelle Messabweichung des Systems 0,0 ppm. Da er zudem
direkt auf das Objekt misst, beispielsweise auf ein Werkstück,
ein Werkzeug oder ein Maschinenelement, werden Messfehler –
wie sie indirekt messenden Glasmaßstäben und induktiven Wegmesssystemen
immanent sind – vollständig vermieden. Damit ist
es Attocube Systems – einer 100%igen Tochter der Wittenstein
Gruppe – mit dem Sensor gelungen, die extrem hohe Präzision der
Interferometrie in ein robustes und kompaktes Gehäuse zu integrieren
und das System kompatibel für unterschiedliche Feldbuswelten
und sogar für Industrie 4.0-Applikationen zu machen.
Unter messtechnischem Aspekt sind Größen wie Position, positive
und negative Beschleunigung und Schwingung nichts anderes als
Bewegungsdaten. Mit dem Sensor ist es jetzt möglich, diese Informationen
in einer Maschine mit einem einzigen Sensor und in bis zu
drei Achsen zu messen. Hierzu ist der optische Bewegungssensor
mehrkanalig konzipiert: an die mit 195 × 50 × 55 mm 3 kompakte Basiseinheit
lassen sich per Glasfaserkabel bis zu drei Miniatur-Sensorköpfe
anschließen. Eine Laserdiode im Basismodul leitet Infrarotlicht
in die Sensorköpfe, die ihrerseits etwa vier Prozent davon als
Referenzlicht für die Auswertung zurückleiten. Das verbleibende
Sendelicht von rund 96 Prozent trifft entweder direkt auf das reflektierende
Messtarget oder – bei unzureichenden Oberflächeneigenschaften
– auf einen dort angebrachten, kleinen Retroreflektor oder
Spiegel. Von dort wird es über die Glasfaser zurück in das Basismodul
reflektiert. Aus der Gesamtintensität der vom Sensorkopf und
der vom Objekt reflektierten und miteinander interferierenden
Strahlen errechnet die elektronische Auswertung im Basismodul
den Abstand zwischen Sensorkopf und Messobjekt – bei einer Geschwindigkeit
von bis zu 2 m/s.
Positionsauflösung in Pikometer, Wiederholgenauigkeit
im Nanometerbereich und ...
Mit dem IDS3010 ist es gelungen, die bislang sperrigen Dimensionen
von Interferometern und deren teures elektronisches Innenleben
in eine industriegerechte und integrationsfreundliche Bauform
zu überführen. Der Sensor kann dadurch am Ort des Geschehens
messen – Spiel, Verschleiß, Verformung, temperaturbedingte Längenänderungen
oder andere Einflüsse auf die zu messenden Positionen
und Bewegungen sind so prinzipbedingt ausgeschlossen.
Dabei erreicht der Sensor bei Messdistanzen von bis zu fünf Metern
eine Positionsauflösung von 10 –12 m, das heißt einem Pikometer
oder einem Milliardstel Millimeter – ebenso ein Novum in industriellen
Anwendungen wie die Wiederholgenauigkeit im Nanometerbereich.
Durch den Einsatz von entsprechenden Sensorköpfen lassen
sich sogar Messdistanzen von bis zu 30 Metern realisieren.
78 K|E|M Konstruktion 06 2017

MESSTECHNIK & SENSOREN
AUTOMATISIERUNG
Bild: Wittenstein
... Messdatenausgabe im Mikrosekundentakt
Bezogen auf einen Messbereich von 0 bis 3000 Millimeter misst die
PTB eine Genauigkeitsabweichung von 0,0 ppm – das Messsystem
ist somit beliebig genau. Die Abtastung ruhender oder bewegter Targets
erfolgt mit einer Messbandbreite von 10 MHz – in jeder Mikrosekunde
ein Messwert, der alle relevanten Informationen der Bewegung
enthält. Der interferometrische Messsensor verfügt zudem
über einen integrierten Webserver. Per Fernzugang kann so die Ausrichtung,
Initialisierung und Konfiguration des Sensors von jedem
beliebigen Ort aus gesteuert, angepasst und überwacht werden.
Zudem lässt er in Industrie 4.0-Anwendungen integrieren, z. B. in
Condition Monitoring-Applikationen in der Leitebene oder der
Cloud. Zudem ermöglichen verschiedene Echtzeit-Schnittstellen
und Protokolle die einfache Übertragung von Positionsdaten an
CNC-Controller oder RTOS-Computer. Feldbusschnittstellen in industrieübliche
Netzwerke wie CANopen, Profinet, Profinet RT und
Ethercat können auf Kundenwunsch angeboten werden und gewährleisten
die Integration des Messsensors in größere Anlagen.
Der Sensor stellt für die Anwender im Maschinenbau eine völlig
neue Technologie dar. Um die Präzisionsmesstechnik im Nanometerbereich
für ein breites industrielles Anwendungsspektrum zugänglich
zu machen, hat Attocube Systems für die meisten in der
Praxis vorkommenden Targets und deren Oberflächen spezielle optische
Linsen im Programm. Sie gewährleisten, dass die Optikköpfe
das von Glas, Kunststoff, Keramik, Aluminium, Kupfer oder Stahl gestreut
reflektierte Licht zu einem hohen Anteil erfassen können. Zudem
bietet der Hersteller Maschinenbauern und Integratoren an, im
eigenen Versuchsfeld Machbarkeitstests durchzuführen. Schließlich
besteht die Möglichkeit, über den Leihservice die Technologie und
den Messsensor im eigenen Unternehmen zu testen – ein Angebot,
das in über 70 Prozent der Leihgaben zum Serieneinsatz führt.
Der berührungslos messende IDS3010 eignet sich für ein sehr breites
Anwendungsspektrum. Als reines Wegmesssystem kommt der
Bild: Wittenstein
Über den integrierten Webserver kann der
Sensor auch in Industrie-4.0-Anwendungen
integriert werden, zum Beispiel in Condition
Monitoring-Applikationen
Der Industrial Displacement Sensor
IDS3010 ist ein industriegerechter Hochpräzisions-Messsensor,
der bei Arbeitsabständen
von bis zu fünf Metern eine Auflösung
von einem Pikometer bietet
Messsensor beispielsweise für die Kalibrierung von Werkzeug- und
Koordinatenmessmaschinen zum Einsatz. Statt mit Hilfe von Korrekturtabellen
für die Mess- und Realposition erfolgt die Kalibrierung
jetzt anhand der hochpräzisen Ist-Messdaten des Sensors. „Interferieren
statt kalibrieren“ heißt die Zukunftsperspektive: Wird das
System vollständig in eine Maschine integriert, kann sich durch die
hochpräzise Messung in Echtzeit eine Kalibrierung der Werkzeugoder
Koordinatenmessmaschine sogar ganz erübrigen. Bei der Prozesskontrolle
beispielsweise in der Halbleiterindustrie kommt dem
Sensor die Trennung von Basismodul und Sensorköpfen zu gute.
Letztere stehen auch in Ausführungen aus Wolfram und Saphir zur
Verfügung, so dass sie auch den aggressiven Medien und hohen
Temperaturen von Ätzprozessen widerstehen und so zu einem
Höchstmaß an Prozessstabilität beitragen. In Verstelleinheiten, wie
sie in der feinmechanischen und optischen Industrie oder im Hochleistungs-Sondermaschinenbau
zum Einsatz kommen, lässt sich der
IDS3010 anstelle von Inkrementalencodern zur Positionsbestimmung
einsetzen. Der Messsensor vermeidet die prinzip- und anbaubedingten
Fehlerquellen der rotativen Sensorik und ist zudem wesentlich
genauer. Der mehrkanalige Sensor lässt sich darüber hinaus
als Vibrometer einsetzen, beispielsweise in Werkzeugmaschinen.
Hierbei geht es darum, über die Vibrationsmessungen eine aktive
Schwingungskompensation einzurichten, um eine deutliche Steigerung
der Fertigungsqualität und des Maschinendurchsatzes zu erreichen.
Die hohe Messbandbreite sowie die Echtzeitfähigkeit des
„Mit dem IDS3010 ist es gelungen,
die hohe Präzision der Interferometrie
in ein kompaktes
Gehäuse zu integrieren.“
Sensors machen Maschinenschwingungen präzise messbar und
durch eine Regelung aktiv kompensierbar. Zudem kann der Messsensor
mechanische Verlagerung rotationssymmetrischer Teile etwa
aufgrund von Verschleiß oder Krafteinwirkung erfassen. So lassen
sich z.B. an schnell laufenden Wellen nicht nur Unwuchten gemessen,
sondern auch deren Winkellage präzise ermitteln.
Maschinenbau auf dem Weg zur Piko-Dimension
Die Halbleiterfertigung und die Produktronik sind längst nicht mehr
die einzigen Branchen, die Präzisionsanforderungen im Sub-Nanometerbereich
stellen. Auch die Antriebstechnik und der Präzisionsmaschinenbau
benötigen für eine erfolgreiche Miniaturisierung und
Verbesserung ihrer Produkte zunehmend engere Fertigungstoleranzen
und exaktere Geometrien. Die Zeit zum Umdenken ist gekommen,
denn der IDS3010 schlägt die Brücke von der Mikro- zur Piko-
Dimension auf industriegerechte und wirtschaftlich effiziente Weise.
Damit wird der Messsensor in vielen Anwendungsfeldern zu einer
„enabling technology“ mit höchster Zukunftssicherheit. jg
www.wittenstein.de
www.attocube.com
Details zu Industrial Displacement Sensors:
http://hier.pro/aUuU5
K|E|M Konstruktion 06 2017 79

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
Strömungsschalter für eine ökonomische Durchflussüberwachung
Effiziente Durchflusskontrolle
Strömungsschalter sind eine ebenso effiziente wie ökonomische Lösung, wenn es
um die Durchflusskontrolle in Rohrleitungen geht. Sie basieren in wachsendem Maß
auf dem kalorimetrischen Messprinzip. Anwender können hierbei zwischen digitalen
Ausgangssignalen und kontinuierlichen Analogausgängen wählen.
Oleg Greber, Product Management Electronic Products Industrial Instrumentation,
Wika Alexander Wiegand SE & Co. KG in Klingenberg
Es steht außer Frage, dass die üblichen Durchflussmessgeräte die
Aufgabe eines Strömungsschalters übernehmen können. Allerdings
dienen solche Sensoren in erster Linie zur genauen Messung der
Durchflussmenge pro Zeiteinheit, zum Beispiel zur Ermittlung von
Wasser- oder Brennstoffverbrauch. Sie erfassen Volumen- oder
Massenströme mit einer Messabweichung von zwei Prozent oder
weniger und weisen somit gegenüber Strömungsschaltern eine höhere
Genauigkeit auf. Diese Art Durchflussmessgerät stellt aber
auch eine deutlich höhere Investition dar, bedingt durch ihre spezifische
Konstruktion, eine sehr umfangreiche Elektronik und der im
Vergleich aufwändigen Installation. Geht es bei der Applikation ausschließlich
um die Kontrolle, ob und wie stark ein Medium fließt,
sind Strömungsschalter oder Strömungswächter eine deutlich günstigere
und zugleich platzsparende Alternative. Sie detektieren die
Strömung und lösen bei Erreichen oder Unterschreiten einer definierten
Geschwindigkeit einen Schaltmechanismus aus. Die Genauigkeit
spielt dabei eine untergeordnete Rolle, der Kontakt schaltet
mit einer Nichtwiederholbarkeit von zwei bis fünf Prozent. Neben
Strömungswächtern mit Schwebekörper, Turbine oder Flügelrad
greifen Anwender verstärkt zu Geräten mit kalorimetrischem oder
thermischem Messprinzip, zum Beispiel für Kühlkreisläufe, Kühlschmierstoffsysteme
von Werkzeugmaschinen, Filtereinheiten oder
als Trockenlaufschutz in Pumpstationen. Kalorimetrische Strömungsschalter
nutzen die physikalischen Gesetzmäßigkeiten des
Wärmetransports in Strömungen. Je nach Hersteller basieren sie
auf einer von zwei unterschiedlichen Methoden, die unabhängig von
der Anwendung zum selben Messergebnis führen.
Hightech aus
Unterfranken
PLUS
Der Firmensitz und das Hauptwerk der international agierenden
Wika-Gruppe mit weltweit 9300 Mitarbeitern, ist seit
der Gründung im Jahre 1946 im unterfränkischen Klingenberg
am Main angesiedelt. Das familiengeführte Unternehmen
beschäftigt mehr als 2000 Mitarbeiter im Hauptwerk.
Strömungsschalter Typ
FSD-3 mit integrierter
Temperaturmessung und
optionaler Diagnosefunktion
Bild: Wika
Kontinuierliches Heizen (Constant-Power-Verfahren)
Ein kalorimetrischer Strömungsschalter besitzt grundsätzlich einen
Messfühler mit zwei integrierten Temperatursensoren. Einer der
Sensoren wird kontinuierlich über ein eingebautes Heizelement
(Drahtwicklung) mit gleichbleibender Heizleistung erwärmt und
misst die dabei entstehende Temperatur an der Sensorspitze. Der
zweite Sensor ermittelt die Temperatur des Mediums in der Förderleitung.
Folglich stellt sich zwischen den beiden Sensoren ein Temperaturunterschied
ein, welcher von der Elektronik des Geräts registriert
wird. Diese Differenz ist umso kleiner, je höher die Strömungsgeschwindigkeit
des Mediums in der Förderleitung ist. Sie fußt auf
einer thermodynamischen Gesetzmäßigkeit: Ein Körper mit einer höheren
Temperatur als seine Umgebung gibt an eine vorbeiströmende
Masse Energie in Form von Wärme ab. Moleküle des Mediums, die
an der Fühlerspitze des Schalters vorbeifließen, nehmen daher Wärme
auf und transportieren sie weiter. Je häufiger Moleküle den Fühler
passieren, desto höher ist die Kühlwirkung. Ihre Anzahl steigt
kontinuierlich mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit.
Bild: Wika
Soll das Vorhandensein
von Strömung in einem Leitungssystem
überwacht
werden, kommt oftmals ein
kalorimetrischer Strömungsschalter
– auch Strömungswächter
genannt – zum Einsatz
80 K|E|M Konstruktion 06 2017

MESSTECHNIK & SENSOREN
AUTOMATISIERUNG
Schematischer Aufbau eines
Messfühlers eines kalorimetrischen
Strömungsschalters
CUSTOMAXI-
MIZED!
Sensor? Gehäuse? Objektivhalter?
Steckerausrichtung? Sie bestimmen!
Die uEye LE USB 3.1 Gen 1
Industriekameras
Bild: Wika
BOARDLEVEL
VERSIONEN
EINPLATINEN
KAMERA
OPTION: STECKER-
AUSRICHTUNG
MIC-OPTION
Reguliertes Heizen
(Constant-Temperature-Difference-Verfahren)
Der Aufbau des Messfühlers ist hierbei identisch. Jedoch wird bei
dieser Methode die Heizleistung reguliert, sodass der Temperaturunterschied
zwischen den Sensoren konstant gehalten wird. Mit steigender
Strömungsgeschwindigkeit muss man demzufolge die Heizleistung
erhöhen. Sie ist das Maß für das Fließtempo des Mediums.
USB TYPE-C
USB POWER
DELIVERY
OPTION: OB-
JEKTIVHALTER
SENSOREN-
VIELFALT
Flexibel und wartungsarm
Im Gegensatz zu den anderen Schalter-Arten haben kalorimetrische
Strömungswächter keine beweglichen Teile im Medium. Daher arbeiten
sie auch überall dort zuverlässig, wo verunreinigte Medien
vorkommen können, zum Beispiel in Kühlkreisläufen. Außerdem
sind sie dadurch nahezu wartungsfrei. Lediglich beim Einsatz in
stark anhaftenden Medien sollte eine periodische Reinigung des
Fühlers erfolgen, da mögliche Rückstände die Genauigkeit beeinträchtigen
können. Darüber hinaus weisen kalorimetrische Strömungsschalter
eine hohe Toleranz gegenüber sich ändernden Medieneigenschaften
wie Temperatur, Dichte, Dielektrizitätskonstante
oder Leitfähigkeit auf. Sie können daher sowohl unter stabilen wie
sich ändernden Bedingungen eingesetzt werden.
Strömungsschalter immer leistungsfähiger
Die Flexibilität der Geräte wird durch Wahl zwischen digitalem und
analogem Ausgangsignal erhöht. Beim analogen Ausgang, z.B. 4 …
20 mA, kann der Anwender anhand des kontinuierlichen Signals
über die Messspanne auf die Strömungsentwicklung schließen. Somit
lässt sich beispielsweise im Rahmen einer Filterüberwachung
frühzeitig erkennen, wann sich eine Verblockung abzeichnet. Die
Strömungsschalter der neuen Generation werden immer leistungsfähiger
und intelligenter. Sie kommen in Ausführungen mit integrierter
Temperaturmessung und/oder Diagnosefunktionen auf den
Markt. Anwender können damit über das Gerät auch die Medientemperatur
zu kontrollieren und ersparen sich somit eine zweite
Messstelle. Die Diagnosefunktion warnt vor einem Sensordefekt.
Im Schadensfall kann über den Schaltausgang eine nachgelagerte
Sicherheitsfunktion ausgelöst werden.
jg
www.wika.de
Details zu Strömungsschaltern von Wika:
http://hier.pro/IKLKt
www.ids-imaging.de/usb3.1
K|E|M Konstruktion 06 2017 81

AUTOMATISIERUNG
MESSTECHNIK & SENSOREN
An 30 Prüfständen werden bei der FPT
Motorenforschung die Motoren untersucht.
Für die Messung ihrer Effizienz nutzt man die
Drucktransmitter der Serie M5 von Keller
Schweizer
Druckmesstechnik
PLUS
Die Keller AG verfügt über 40 Jahre Erfahrung in der Herstellung
piezoresistiver Messtechnik und entwickelt seit den
Anfängen kundenspezifische Drucksensoren für unterschiedlichste
Applikationen. Ein wichtiger Pluspunkt ist zudem die
Flexibilität des Unternehmens, die es ermöglicht, Kundenwünsche
entsprechend umzusetzen.
Bild: Keller
Druckmessung unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen
Motoren auf dem Prüfstand
Die FPT Motorenforschung AG in Arbon (Schweiz) entwickelt Motoren für die Fahrzeuge und Maschinen
des Powertrain-Segments von CNH Industrial. Rund 220 Mitarbeiter realisieren die zukünftigen Produkte
für Nutzfahrzeuge, Bau- und Landwirtschaftsmaschinen sowie für den Einsatz in Industrie und Marine.
An 30 Prüfständen werden die Motoren untersucht. Für die Messung ihrer Effizienz setzt das Unternehmen
unter anderem auf Drucktransmitter des Drucksensorik-Spezialisten Keller.
Die FPT Motorenforschung legt die Schwerpunkte der Entwicklung
auf die Reduktion der Abgasemissionen, die hohe Leistungsdichte,
die tiefen Kraftstoffverbrauche, die lange Lebensdauer
sowie die maximale Zuverlässigkeit. Die Effizienz eines Motors
hängt stark davon ab, wie drosselfrei die Luft in den Verbrennungsraum
hinein- und die Abgase wieder herausströmen können. Der
Druckbereich liegt dabei unter 10 bar. Wichtig ist vor allem eine hohe
Genauigkeit und Dynamik der Messung, die mit absoluten Sensoren
durchgeführt wird. Um diese besonderen Anforderungen der
Motorenprüfung zu erfüllen, hat Keller AG die Serie M5 entwickelt.
Diese sind an verschiedenen Stellen des Motors bei der Prüfung im
Einsatz. Für eine gute Analyse der Druckverhältnisse bzw. Druckverluste
ist es wichtig, an der Einlassseite so nah wie möglich an den
einzelnen Zylindern zu messen. Eine zusätzliche Herausforderung
ergibt sich durch die unterschiedliche Geometrie des Ansaugkollektors,
weil dadurch die Zylinder unterschiedlich mit Luft versorgt werden.
Dies gilt es soweit wie möglich zu vermeiden. Auch an der Auslassseite
kann es durch die Verbrennungsgase der einzelnen Zylinder
zu einer unerwünschten Wechselwirkung von Druckstößen bzw.
Pulsationen kommen. Die Drucksensoren messen diese Vorgänge
an Einlass- und Auslassseite ortsnah und phasentreu.
Im Bereich der Motorenprüfung ist es wichtig, dass die Sensoren
unempfindlich gegen Körperschall sind, da die Geräusche bzw. Vibrationen
des Motors nicht mitgemessen werden sollen. Der Messzugang
sollte nach der Messung mit einem Verschlussstopfen verschlossen
werden können und möglichst geringe Strömungseinflüsse
aufweisen. Zudem können bei dieser Applikation Ausgleichsströme
durch die Motorbatterie von bis zu 40 A erreicht werden, die
den Sensor nicht beeinflussen dürfen. Bei der Entwicklung des
M5-Sensors wurden diese Anforderungen konsequent umgesetzt.
Darüber hinaus verfügt der Drucktransmitter über weitere Eigenschaften,
die in diesem speziellen Einsatzgebiet von Vorteil sind:
Im Medienbereich sind keine Bonddrähte notwendig. Zwischen
Sensor und Elektronik gibt es keine Stecker. So werden zusätzliche
Übergangswiderstände und Fehlerquellen ausgeschlossen. Die Kabeleinführung
ist hermetisch dicht (IP67), um äußere Einflüsse auf
das Kabel zu minimieren. Allgemein ist die Elektronik extern angebracht
und lässt sich daher in einem beruhigten Bereich platzieren.
82 K|E|M Konstruktion 06 2017

MESSTECHNIK & SENSOREN
AUTOMATISIERUNG
Die Drucksensoren der
M5-Serie sind für Betriebstemperaturen
zwischen -40 °C und
+180 °C mit einem engen
Gesamtfehlerband
von ±1 % spezifiziert
Im Bereich der Motorenprüfung ist es wichtig, dass die Sensoren
unempfindlich gegen Körperschall sind, da die Geräusche
bzw. Vibrationen des Motors nicht mitgemessen werden sollen
Ultraschnelle Miniatur-Druckaufnehmer
Die Drucksensoren der Serie M5 HB zeichnen sich durch besonders
schnelle und präzise Messungen mit einer Genauigkeit von 0,1
%FS bis 180 °C aus. Der Druckanschluss mit dem M5-Feingewinde
ist für statische sowie dynamische Messungen, beispielsweise von
Druckpulsationen, ausgelegt. Aufgrund der Miniatur-Bauform eignen
sich diese Sensoren ideal für ortsnahe Messungen. Wichtige Eigenschaften
des Sensors sind das sehr geringe Totvolumen sowie ein
gutes Entlüftungsverhalten. Die angewendete Rückseitentechnologie
ohne Übertragungsmedium wird zudem verwendet, um die
Dämpfung des Mess-Signals zu minimieren. Dabei wurde auf Dichtund
Klebestoffe, als auch auf Kapillarleitungen vollständig verzichtet.
Damit die Strömungsverhältnisse nicht unnötig beeinflusst werden,
sollte der Prozessanschluss so klein wie möglich sein und auch von
der Handhabung her problemlos in Leitungen mit geringem Durchmesser
eingebaut werden können. Dementsprechend ist auch die
Masse des Sensors sehr gering und verträgt große Beschleunigungswerte.
Die Serie ist mit und ohne Elektronik erhältlich. Bei der
Entwicklung der Elektronik legte das Team des Drucksensorik-Spezialisten
Wert auf die Signaltreue bis zur Grenzfrequenz von 50 kHz.
Die Drucktransmitter M5 HB (d.h. mit Elektronik) wurden gemäß
den technischen Spezifikationen der FPT Motorenforschung AG optimiert
und sind nun seit über zwei Jahren im Einsatz.
Vielfältige Verwendungsmöglichkeiten in der
Motorenforschung
Bei FPT werden die Sensoren mit Elektronik flächendeckend an den
Motorenprüfständen genutzt. Das Unternehmen misst beispielsweise
in Öl-, Kraftstoff- und Wasserpumpen, Injektoren-Leitungen,
Ladeluftkühlern, Wärmetauschern sowie in Ansaug- und Auslasskanälen.
Aus der Erfassung der Druckverhältnisse lassen sich Druckschwankungen,
Druckspitzen oder allgemein ungewöhnliche Druckverhältnisse
erkennen. Aufgrund dieser Werte können die Ingenieure
noch einmal in das Design eingreifen. Die Bauteile und Parameter
der ECU (Steuergerät) lassen sich dabei weiter optimieren. Die gewonnenen
Daten vereinfachen die Extrapolation der dynamischen
Bild: Keller
Verhältnisse innerhalb der Motoren. Ein Pascal Druckverlust bei einem
Volumenstrom von einem m 3 /s – in diesem Bereich bewegen
sich die Ansaugluftmengen von großen Lastwagenmotoren – ergibt
beispielsweise 1 Watt Verlustleistung. Dies bedeutet in der Praxis,
dass ein Druckverlust von 50 Millibar allein 5 kW an Strömungsverlust
verursacht. Um die Effizienz des Motors zu steigern, muss dieser
Wert folglich so gering wie möglich gehalten werden.
Ein weiterer Einsatzbereich sind die Rücklaufleitungen der Injektoren.
Aufgrund ihrer Bauart verursachen Injektoren durch Leckage
und Kühlung einen Rückfluss. Die Druckverhältnisse in dieser Leitung
werden ebenfalls gemessen und optimiert. Der Druckbereich
liegt bei 1 bis 5 bar. Auch der Öldruck ist für die Effizienz der Motoren
entscheidend. Bei niedrigen Drehzahlen ist dieser in Motoren in
der Regel zu niedrig, bei hohen Drehzahlen hingegen eher zu hoch.
„Für die Messung des Öldrucks war es besonders wichtig, einen
Sensor mit kleiner Bauform zu finden. Denn je kleiner dieser ist,
desto geringer ist auch der Einfluss auf die wahren Strömungsverhältnisse.
Außerdem ist der Einbauort bei dieser Applikation oft sehr
eng, ein Standard-Sensor kam da gar nicht in Frage. Der Sensor erfüllt
die Bedingungen bestens. Ein besonderer Vorteil ist, dass sich
die Öffnungen für die Sensoren nach dem Test durch einen einfachen
M5-Stopfen wieder sehr nahe am Originalzustand verschließen
lassen. Somit werden die Resultate anderer Prüfungen nicht
durch eine Veränderung des Systems verfälscht. „Wir freuen uns,
mit dem M5-Sensor ein zuverlässiges Messinstrument für verschiedene
Einsatzszenarien auf unseren Prüfständen gefunden zu haben.
Mit Keller verbindet uns bereits eine lange Partnerschaft und
konstruktive Zusammenarbeit. Neben dem guten Preis-Leistungs-
Verhältnis können wir uns darauf verlassen, dass wir bei technischen
Problemen einen kompetenten Ansprechpartner haben. Da
Keller in der Schweiz produziert, ist die Qualität erwartungsgemäß
hoch und wir haben kurze Lieferzeiten“, so Rainer Linsenmeyer, Leiter
des Bereichs Test Engineering/Electronic Measurement bei der
FPT Motorenforschung AG.
jg
www.keller-druck.com
Bild: Keller
Details zu Druckaufnehmern der M5-Serie:
http://hier.pro/b2rOW
K|E|M Konstruktion 06 2017 83

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Bild: CTX
Bild: CTX
Noch ein Beispiel, wie sich
wenig Raum mit Stiftkühl -
körpern gut nutzen lässt
CTX Thermal Solutions hat sich auf Kühllösungen für ein breites Anwendungsspektrum spezialisiert – unter
anderem mit Stiftkühlkörpern, deren Stifte hier auf ihre maximale Höhe gezogen wurden, um den vorhandenen
Platz mit mehreren Module optimal zu nutzen
Stiftkühlkörper im Kaltpressfließverfahren für Datenzentren und mehr
In Systemen ohne eindeutige Windrichtung
Die Einsatzorte, die mit Steckverbinder-Produkten der aktuellen Generation der Amphenol FCI (AFCI)
ausstattet werden, sind auf eine optimale Abführung der Verlustwärme angewiesen. Für die Ausstattung
von Datenzentren und mehr setzt AFCI deshalb auf Stiftkühlkörper im Kaltpressfließverfahren von CTX
Thermal Solutions. Das Handelshaus für Kühlkörper in allen Größenordnungen und unterschiedlichen
Ausführungen bietet dafür auch Sonderanfertigungen an.
Arthur Brinkmann, Vertrieb, CTX Thermal Solutions in Nettetal
Amphenol FCI (AFCI) ist einer der führenden Entwickler und
Hersteller von Hightech-Steckverbinderlösungen und Kabelbaugruppen-Lösungen
für unterschiedliche Branchen wie Telekommunikation,
Datenspeicherung und Server, Verbraucherelektronik
sowie vieles mehr. In einem aktuellen Projekt stattete das Unternehmen,
das zur weltweit operierenden FCI-Unternehmensgruppe
gehört, ein Datenzentrum mit Hochgeschwindigkeitsmodulen für
optische Schnittstellen mit einer Datenrate von 300 Gb pro Sekunde
aus. „Dabei zählte zu unseren Aufgaben, unter verschiedensten Einsatzbedingungen
für eine zuverlässige Entwärmung der Hochleistungs-Server
zu sorgen“, erklärt Alexander Jacob, Senior Mechanical
Engineer bei AFCI Europe. Dafür waren die Verantwortlichen von
AFCI auf der Suche nach einem Anbieter von Kühlkörpern, der den
hohen Anforderungen gewachsen ist. Sie wurden bei CTX Thermal
Solutions in Nordrhein-Westfalen fündig: Das Unternehmen hat sich
auf Kühllösungen für ein breites Anwendungsspektrum spezialisiert.
Das entsprechende Kühlkörper-Portfolio reicht von nur wenigen
Millimeter großen und einigen Gramm leichten Kühlelementen
für SMD-Bauteile bis hin zu 200 kg schweren Flüssigkeitskühlkör-
pern für Wechselrichter in Eisenbahnen und enthält unter anderem
spezielle Stiftkühlkörper, die für besonders hohe Kühlleistungen
designt wurden. Sie sorgen beispielsweise für eine zuverlässige
Entwärmung von LED-Applikationen sowie BGA-Bauformen und
entsprechen den Anforderungen von AFCI für die Ausstattung des
Rechenzentrums.
Unabhängig von der Strömungsrichtung
Das Besondere an Stiftkühlkörpern von CTX: Sie werden im Kaltfließpressverfahren
aus Reinaluminium (Al99,5/1070) oder Rein -
kupfer (CU1100/CU1020) hergestellt. Die Materialstruktur der Kühlkörper
ist besonders homogen und dicht, da der Umformprozess
die Bildung von Luftblasen und Lunkern sowie den Einschluss von
Fremdkörpern verhindert. Das entsprechende Gefüge erhöht die
Wärmeleitfähigkeit des fertigen Produkts (> 220 W/mk) im Gegensatz
zum Rohmaterial. Darüber hinaus ist die Oberflächenqualität
und Formgenauigkeit so hoch, dass eine mechanische Nachbehandlung
nur in Ausnahmefällen notwendig ist. Das Verfahren des
Kaltfließpressens bietet sich besonders für die Produktion kleiner
projektspezifischer Serien an. „Es lässt eine hochpräzise Formgebung
zu, der kaum gestalterische Grenzen gesetzt sind“, erklärt
Wilfried Schmitz, Geschäftsführer der CTX Thermal Solutions
GmbH. Von zylindrischen Stiften über dünne Lamellen bis hin zu
84 K|E|M Konstruktion 06 2017

Bild: CTX
Das Design von
Stiftkühlkörpern ist
auf eine besonders
hohe Kühlleistung
ausgelegt
quadratischen Stab- oder hexagonalen Säulenformen ist alles
möglich. Die kaltfließgepressten Stiftkühlkörper eigneten sich damit
optimal für das von AFCI ausgestattete Rechenzentrum. „Simulationen
ergaben, dass Module, die mit Stiftkühlkörper von CTX bestückt
sind, unabhängig von der Strömungsrichtung und ohne Anpassung
des Kühlkonzepts platziert werden können. Das ist vor allem dann
hilfreich, wenn in komplexen Systemen die Windrichtung nicht eindeutig
ist. Für unsere Kunden erleichtert das die Umsetzung“, erklärt
Alexander Jacob. Diese Unabhängigkeit bezüglich der Strömungsrichtung
hängt auch damit zusammen, dass sich die Luft in kalt fließgepressten
Kühlkörpern in drei Richtungen, statt nur in zwei Dimensionen
wie in extrudierten Kühlköpern mit langen Kühlrippen
bewegt. „Genau aufgrund dieser besonderen Materialbeschaffenheit
und den dadurch erzielten thermischen Eigenschaften waren
die kalt fließgepressten Stiftkühlkörper von CTX interessant für
unsere Anwendung“, sagt der Senior Mechanical Engineer von AFCI.
Maßgefertigte Lösung
Für das Datenzentrum-Projekt waren kleine Stiftkühlkörper mit dünnen
und gleichzeitig besonders langen Stiften erforderlich, um in der
Fläche nicht zu viel Raum zu verlieren. Im beschriebenen Fall entsprach
die Fläche einem Quadrat von 18 x 18 mm. Deswegen
mussten viele dünne Stifte auf eine Höhe von 25 mm gepresst werden,
um die Konvektionsfläche und damit die Kühlleistung zu erhalten.
Dabei konnte AFCI auf die umfangreichen Erfahrungen des
Kühlkörper-Spezialisten vertrauen, wie Alexander Jacob beschreibt:
„In enger partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit CTX haben wir
verschiedene Prototypen getestet, bis wir gemeinsam zur optimalen
Ausführung gelangt sind.“ Dabei hebt er die direkte Kommunikation
und die schnelle Umsetzung von CTX hervor, die bei diesem
Projekt zu erheblichen Zeiteinsparungen geführt hat. Neben einer
guten Produktqualität machen eben diese Eigenschaften aus
seiner Sicht langfristig eine funktionierende Partnerschaft aus. Und
so setzt AFCI zukünftig noch stärker auf CTX: „Zum Start unserer
Zusammenarbeit im vergangenen Jahr haben wir einige hundert
Stück der Stiftkühlkörper von CTX bezogen. Aufgrund der guten
Ergebnisse wird sich die von uns bezogene Stückzahl in 2017
voraussichtlich auf mehr als 10.000 erhöhen.“
ik
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Rundum Winkel
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ideale Lösung. Sie umfassen einen Messbereich
von bis zu 360° und garantieren mit
ihrem kontaktlosen Hall-Messprinzip höchste
Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Die Schutzklasse
IP67 und der große Temperaturbereich
von -40 °C bis +85 °C ermöglichen zudem
den Einsatz in rauen Umgebungsbedingungen.
Auf Grund ihrer redundanten Bauweise
können sie auch in sicherheitsrelevanten
Anwendungen eingesetzt werden. Erfahren
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http://hier.pro/NLENj

AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Spezielle Signal- und Arbeitsleuchten für explosionsgefährdete Bereiche
Sicherheit unter widrigen Bedingungen
In einigen Industrien besteht aufgrund der Umgebungsbedingungen Explosionsgefahr. Die Anlagen und
Maschinenkomponenten, die hier zum Einsatz kommen, müssen deshalb besondere Sicherheitsanforderungen
erfüllen. Der Signaltechnik-Hersteller Patlite fertigt Warn- und Arbeitsleuchten, die speziell für dieses
Anwendungsgebiet konzipiert wurden.
Wer in einem explosionsgefährdeten Bereich arbeitet, muss
darauf vertrauen können, dass er vor Schäden an Leib und
Leben optimal geschützt ist. Hersteller und Betreiber von Produk -
tionseinrichtungen sollten deshalb darauf achten, dass auch die
Komponenten der Anlagen die strengen Auflagen erfüllen, die für
das Gesamtsystem gelten: Signal- und Arbeitsleuchten erfüllen an
sich wichtige Aufgaben in der Produktion; ihr Schadenspotenzial im
Falle einer Explosion wird aber oft unterschätzt. Das ist zumindest
fahrlässig, denn umherfliegende Splitter der Leuchteneinhausung
und -gläser können Menschen noch in weiter Entfernung verletzen.
Der japanische Signaltechnik-Spezialist Patlite hat deshalb für eine
Reihe seiner bewährten Signaltürme und Arbeitsleuchten explo -
sionsgeschützte Varianten entwickelt, die so robust gebaut sind,
dass sie auch starken Erschütterungen standhalten. Zudem sind sie
aufgrund ihrer kräftig leuchtenden LED-Farb-Module auch aus
größerer Entfernung gut sichtbar und unempfindlich gegenüber
Staub und Spritzwasser.
Bild: Patlite
Die Signalsäule ST-PA
von Patlite besteht aus
einem druckfest
gekapselten und
staubdichten Gehäuse
Leuchten für unterschiedliche Gefahrenzonen
Welche Voraussetzungen Maschinen- und Anlagenkomponenten für
den Betrieb in explosionsgefährdeten Umgebungen erfüllen müssen,
ist in Deutschland in der sogenannten Betriebssicherheits- und
der Gefahrstoffverordnung geregelt. Dort sind explosionsgefähr -
dete Bereiche in sechs Zonen eingeteilt – je nach Art und Intensität
der auftretenden Gase, Stäube oder Dämpfe. Die Patlite-Leuchten
wurden für den Einsatz in verschiedenen dieser Zonen entwickelt
und sind größtenteils auch gegen Explosionen geschützt.
Druckfeste Signalsäulen beispielsweise können in explosionsgefährdeten
Umgebungen der Zone 1 oder der Zone 2 sowie den Zonen
21 oder 22 IIIC, T120°C installiert werden. Die Signalsäule ST-PA
etwa besteht aus einem druckfest gekapselten und staubdichten
Gehäuse (Zündschutzart Ex d), in das optische und akustische
Signalmodule eingebaut sind. Zum elektrischen Anschluss stehen
wahlweise eine Kabelverschraubung oder Leitungseinführungen zur
Verfügung. Die Signalsäulen entsprechen der Richtlinie 2014/34EU
und wurden gemäß EN ISO 9001 und EN 60 999 entwickelt, gefertigt
sowie geprüft.
Einen besonders geringen Energieverbrauch haben die ex-geschützten
Signalleuchten der Serien AR-070 und AR-078. Die Leuchten mit
einem Durchmesser von 40 beziehungsweise 60 mm sind für die
Zonen 2 und 22 zugelassen und können bis zu fünf energieeffiziente
LED-Module aufnehmen. Der besondere Prismenschliff sorgt auch
bei diesen Leuchten für eine brillante Farbdarstellung sowie eine
gute Sichtbarkeit auch aus größerer Entfernung. Da sowohl Leuchte
als auch Leuchtenkörper aus einem robusten, vollsynthetischen
Material bestehen, halten die Signaltürme selbst Gas- und Staub -
explosionen mühelos stand. Aufgrund ihrer hohen Schutzklasse
(IP 65) eignen sie sich für den Einsatz in staubigen sowie in feuchten
Umgebungen.
Arbeitsleuchten für sensible Bereiche
Patlite fertigt außerdem auch Arbeitsleuchten für verschiedene Einsatzgebiete
in explosionsgefährdeten Bereichen. Die Lampen der
Serie CLN-EX zum Beispiel erzeugen eine Beleuchtung, deren
Farbtemperatur der des Tageslichts entspricht. Mit ihnen können
deshalb Fertigungsplätze ausgestattet werden, in denen sehr kleinteilige
Arbeiten ausgeführt werden. Möglich wird dies durch ein
spezielles Design, das die Leuchte heller scheinen lässt als eine
40-Watt-Glühbirne. Gleichzeitig wird die Wärmeabstrahlung gleichmäßig
verteilt – eine Eigenschaft, die besonders in der Lebens -
mittel- und Pharmaindustrie wichtig ist. Die Lampe selbst widersteht
Temperaturen zwischen - 40 °C und + 60 °C problemlos. Raue
Bedingungen mit Beeinträchtigungen durch Öl, Wasser oder Kühlmittel
können der Arbeitsleuchte ebenfalls nichts anhaben, da sie
86 K|E|M Konstruktion 06 2017

Ganz groß,
wenn’s eng wird:
der neue RFD-4000
Bild: Patlite
den Schutzklassen IP 66G/67G und 69K entspricht. Speziell für die
Lebensmittel- und Pharmaindustrie hat Patlite die Arbeitsleuchten
CLK und CLA entwickelt. Beide Baureihen sind in einer Edelstahlversion
erhältlich und erfüllen aufgrund ihrer hygienischen, leicht zu reinigenden
Konstruktion die strengen Anforderungen dieser Branchen.
Die CLK-EX leuchtet den Arbeitsbereich in einer Entfernung
von 100 m mit einer Stärke von bis zu 2100 Lux aus. Sie ist wahlweise
mit einer Abdeckung aus gehärtetem Glas oder Acrylglas sowie
einem chemikalienresistenten Gehäuse ausgestattet. Sogenannte
Mikroarray-Linsen gleichen die Lichtbrechung aus und sorgen für
eine konstante, einheitliche Lichtabstrahlung der Leuchte. Das
Linsendesign der CLK erfüllt darüber hinaus die Sicherheitsanforderungen
für optische Strahlung gemäß der Norm EN 62471-2 für die
photobiologische Sicherheit von Lampen und Lampensystemen.
Auf diese Weise ist ein flimmerfreier Betrieb ohne stroboskopische
Effekte gewährleistet und außerdem garantiert, dass die Netzhaut
durch den direkten Blick in die Lampe nicht unmittelbar Schaden
nimmt. Da das emittierte Licht weder Infrarot- noch UV-Strahlen
enthält, strahlt die Leuchte keine material- oder produktschädigende
Wärme ab. Die CLK-EX entspricht den Schutzklassen IP66G, 67G,
69K und ist in den Zonen 2 und 22 verwendbar. Zur Montage wird
das Gehäuse einfach über den Wandbeschlag geschoben.
Deutlich längere Lebensdauer als Neonröhren
Die Arbeitsleuchte CLA-EX wird von Patlite komplett aus schwer zerbrechlichem
Polycarbonat gefertigt. Dadurch ist sie resistent gegenüber
den in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie üblichen
aggressiven Reinigungsmitteln P3-topactive OKTO, P3-topactive
200 und P3-topax 56. Aufgrund des besonderen Designs bleiben
Öl-, Schmutz- oder Staubpartikel gar nicht erst an der Leuchte haften,
weshalb keine Verkeimungen entstehen können. Durch die Verwendung
des bruchfesten Polycarbonats als Gehäuse-Material wird
außerdem die Verunreinigung von Lebensmitteln mit Glassplittern
verhindert. Die CLA-EX verfügt über die Schutzklassen IP66, IP67
sowie IP69k und eignet sich für den Einsatz in den Zonen 2 und 22.
Patlite bietet sie in den Farbtönen Tageslicht und natürliches Weiß.
Der Energieverbrauch der Leuchten beträgt weniger als 50 % des
Stroms einer herkömmlichen 20-Watt-Neonröhre – bei einer zehnmal
höheren Lebensdauer.
ik
www.patlite.eu
Bis zu 2100 Lux beträgt
die Lichtstärke der exgeschützten
Arbeitsleuchte
CLK. Da sie
kaum Wärme abstrahlt,
eignet sich die Leuchte
besonders für den Einsatz
in hygienisch sensiblen
Bereichen
Präzise Winkelmessung auf
engstem Raum:
Der neue RFD-4000 ist die
Sensorlösung, wo Platz knapp
und Budgets klein sind.
Unsere mehr als 65-jährige
Erfahrung sorgt für starke
Leistung bis ins Detail:
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• magnetisch, absolut
• misst berührungslos
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• Messbereich bis 360°
• einfache Montage
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Weitere Informationen zum Explosionsschutz sowie zu
entsprechenden Produkten von Patlite:
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AUTOMATISIERUNG
ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
Mit den iso685-D bietet Bender eine Serie
von Isolationsüberwachungsgeräten, die
eine breite Funktionalität bieten, um das Sicherheitsniveau
zu steigern und Kosten einzusparen
Bild: Bender
Die Prüfung nach DGUV Vorschrift 3 ist auch ohne Anlagenabschaltung möglich
Hohe Ausfallkosten zuverlässig vermeiden
Die Isolationsmessung als Teil der wiederkehrenden Prüfung elektrischer Anlagen kann in der Regel nur
im abgeschalteten Zustand durchgeführt werden. Häufig ist eine Abschaltung der Stromversorgung jedoch
mit hohen Ausfallkosten oder aufwendigem Wiederanfahren der Anlage verbunden. In vielen Fällen,
beispielsweise in Rechenzentren, in einzelnen Produktionsanlagen oder auf Intensivstationen ist ein Abschalten
ausgeschlossen. Vorschriften und Normen bieten aber Alternativen für den sicheren Betrieb von
Anlagen, ohne sie zur Prüfung abschalten zu müssen.
Dipl.-Wirt.-Ing. Michael Faust und Dipl.-Ing. Jörg Irzinger, Bender, Grünberg
Dazu eignen sich die permanente Differenzstrommessung in
geerdeten Stromversorgungen sowie die permanente Messung
des Isolationswiderstandes in ungeerdeten Systemen. Im geerdeten
Netz besteht die Möglichkeit, mit Differenzstrom-Überwachungssystemen
die Differenzströme der gesamten Anlage permanent
zu messen und auszuwerten. Hierbei werden Verschlechterungen
in der Isolation erkannt und gemeldet. Eine weitere Möglichkeit
bietet die ungeerdete Stromversorgung (IT-System) mit einem Überwachungsgerät,
das den Isolationswiderstand der Anlage permanent
misst. In beiden Fällen ist bei der wiederkehrenden Prüfung eine
Anlagenabschaltung nicht notwendig.
Was sagen die Normen
Für den sicheren Anlagenbetrieb, der wichtigsten Aufgabe für Betreiber
und Anlagenführer, gibt es zahlreiche Gesetze, Vorschriften
und Normen, die den Rahmen des sicheren Betreibens definieren.
Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die wiederkehrende Prüfung der
elektrischen Anlage. Diese kann zu großen Teilen im laufenden Betrieb
durchgeführt werden, mit Ausnahme der Isolationsmessung
(DIN VDE 0100-600:2008-06 Errichten von Niederspannungsanlagen
– Teil 6 Prüfungen: 61.3.3 Isolationswiderstand der elektrischen Anlage).
Für die Messung des Isolationswiderstands zwischen aktiven
Leitern und dem mit Erde verbundenen Schutzleiter muss die Anlage
abgeschaltet werden. Normen und Vorschriften bieten jedoch Alternativen.
Eine permanente Überwachung des Isolationsniveaus
der elektrischen Anlage erlaubt es der Elektrofachkraft, eine Anpassung
der Prüffristen für die wiederkehrende Isolationsmessung vorzunehmen.
88 K|E|M Konstruktion 06 2017

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE
AUTOMATISIERUNG
Die DIN VDE 0105-100:2009-10 für den Betrieb von elektrischen Anlagen
(5.3.101.0.4) gibt vor: Bei Anlagen, die im normalen Betrieb einem
wirksamen Managementsystem für vorbeugende Unterhaltung
und Wartung unterliegen, dürfen die wiederkehrenden Prüfungen
durch die angemessene Durchführung einer dauernden Überwachung
und Wartung der Anlage und all ihrer Betriebsmittel durch
Elektrofachkräfte ersetzt werden. Geeignete Nachweise müssen
zur Verfügung gehalten werden. In der DGUV Vorschrift 3 (ehemals
BGV A3) wird ebenfalls die Möglichkeit eingeräumt, durch eine ständige
Überwachung die Fristen für Prüfungen zum Erhalt des ordnungsgemäßen
Anlagenzustandes anzupassen.
Durchführungsanweisung zur DGUV Vorschrift 3
Ortsfeste elektrische Anlagen und Betriebsmittel gelten als ständig
überwacht, wenn sie kontinuierlich von Elektrofachkräften instandgehalten
werden und durch messtechnische Maßnahmen im Rahmen
des Betreibens (z. B. Überwachen des Isolationswiderstandes)
geprüft werden. Demnach können geerdete Anlagen (TN-S-Systeme)
mit einem selektiven System zur Differenzstrom-Überwachung
(RCM) ausgerüstet werden. Eine Verschlechterung der Isolation
führt zu einer messbaren Veränderung im Differenzstrom der Anlage.
Der Betreiber wird komfortabel über eine Alarmmeldung per
E-Mail informiert.
Das Abschalten für herkömmliche Isolationsmessungen, auch nur
für kurze Zeiten, gehört durch den gezielten Einsatz von selektiven
Differenzstrom-Überwachungssystemen (RCMS) der Vergangenheit
an. Die Verfügbarkeit einer elektrischen Anlage wird erhöht, Störströme
werden in der Entstehungsphase lokalisiert und der Kostenaufwand
für die Isolationsmessung bei der Wiederholungsprüfung
elektrischer Anlagen und Betriebsmittel wird minimiert.
Ungeerdete Stromversorgung (IT-System)
Für Anlagen, bei denen eine Abschaltung oder ein ungeplanter Stillstand
mit hohen Kosten verbunden ist, bietet das ungeerdete System
(IT-System) eine ideale Alternative mit zahlreichen Vorteilen. Im
Gegensatz zu einem TN-S-System ist hierbei kein aktiver Leiter des
IT-Systems geerdet ausgeführt. Aufgrund der bewusst fehlenden
niederohmigen Verbindung zwischen Sternpunkt des Transformators
und PE (Protective Earth) fließt beim Auftreten eines ersten Isolationsfehlers
kein hoher Fehlerstrom. Daraus ergeben sich sehr gute
EMV-Eigenschaften, keine Abschaltungen und eine Einfehler-Sicherheit.
Damit bietet das IT-System von allen Netzformen die
höchste Versorgungssicherheit.
Der Isolationswiderstand im IT-System wird permanent durch ein
Isolationsüberwachungsgerät gemessen, das bei kritischen Veränderungen
einen Alarm erzeugt. Ein erster Isolationsfehler führt nicht
wie im geerdeten System zur automatischen Abschaltung der Anlage,
sondern kann im Fehlerfall weiterbetrieben werden. Aufgrund
dieser Besonderheit wird bei besonders kritischen Applikationen
(z. B. Intensivstationen, Operationsräumen, Chemieanlagen, usw.)
immer ein IT-System verwendet.
Ein Isolationsüberwachungsgerät im IT-System erfüllt somit die Anforderungen
nach DIN VDE 0105-100:2015-10 „Betrieb von elektrischen
Anlagen“ und DGUV Vorschrift 3 nach einer permanenten
Überwachung, sodass keine wiederkehrende Isolationsmessung
und Anlagenabschaltung notwendig ist. Vollständigkeitshalber sei
hier noch erwähnt, dass alle anderen Prüfungen wie Sichtprüfung,
Schleifenwiderstandsmessung weiterhin durchgeführt werden
müssen. Diese können jedoch im laufenden Betrieb durchgeführt
werden.
ge
www.bender.de
Weitere Informationen
über das IT-System:
http://hier.pro/XOX7V
Qualitätssicherung
ist keine Glückssache
statt
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K|E|M Konstruktion 06 2017 89

AUTOMATISIERUNG
SERIE
SERIE
Am Beispiel der Norm für
Drehmaschinen wird der praktische
Umgang mit der Sicherheitstechnik
aufgezeigt
Bild: Euchner
Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 1
Praktischer Umgang mit Normen
Gerade im Bereich der Sicherheitstechnik kann man zuweilen den Überblick verlieren, wann welche
Norm auf welche Art und Weise eingesetzt werden soll. Um Maschinenbauern einen hilfreichen Überblick
zu geben, starten wir in dieser Ausgabe eine Serie kompakter Beiträge, die sich mit den einzelnen
Phasen der Entwicklung der Sicherheitstechnik einer Maschine beschäftigt.
Autor: Jens Rothenburg, Produktmanager sowie Normenexperte bei Euchner
Normen zur Sicherheit von Maschinen werden in drei Gruppen
unterteilt: A-Normen sind übergeordnete Normen, die für alle
Maschinen gelten. B-Normen befassen sich mit Sicherheitsaspekten
oder mit Produktgruppen. Außerdem sind sie für alle Arten von
Maschinen geeignet. C-Normen wiederum behandeln die Sicherheit
von speziellen Maschinentypen, wie Fräs- oder Drehmaschinen –
was sie für einen Maschinenbauer besonders wichtig macht. Sie
referenzieren häufig übergeordnete Normen und nutzen diese
somit normativ. Es gibt aber auch Fälle, in denen C-Normen gänzlich
andere Forderungen stellen, als B-Normen. Im Rahmen der mit
dieser Ausgabe startenden Artikelserie werden die übergeordneten
A- und B-Normen betrachtet und es wird erläutert, wie sie im praktischen
Umgang gut zu nutzen sind.
Konformitätsvermutung
Wenn Normen zur Beurteilung der in einer Maschine verwendeten
Sicherheitstechnik genutzt werden, hat ein Maschinenbauer einen
Vorteil – bei der Anwendung von harmonisierten Normen darf vermutet
werden, dass die Maschinenrichtlinie, also das Gesetz, einge-
halten wird. Als Beispiel soll die EN ISO 23125 – „Werkzeugmaschinen
- Sicherheit – Drehmaschinen“ verwendet werden. Diese Norm
ist eine C-Norm und sie ist harmonisiert. Als harmonisiert werden
Normen bezeichnet, die unterhalb einer europäischen Richtlinie in
einer Liste aufgeführt sind, die im Amtsblatt der EU veröffentlich ist.
Die Liste ist im Internet auf dem Europa-Server zu finden
(http://hier.pro/rgm9m). Durch Anwendung dieser Norm können somit
die Forderungen der Maschinenrichtlinie für eine Drehmaschine
erfüllt werden.
Aufbau der Normen
Der erste Abschnitt in jeder Norm definiert ihren Anwendungs -
bereich. Das ist auch der wichtigste Abschnitt, da ausgesagt wird,
für welche Maschinentypen beziehungsweise Produkte die Norm
genutzt werden kann. Bei der EN ISO 23125 sind das:
• Bauart 1: Handgesteuerte Drehmaschine ohne numerische
Steuerung
• Bauart 2: Handgesteuerte Drehmaschinen mit begrenzten
numerischen Steuerungsfähigkeiten
• Bauart 3: Numerisch gesteuerte Drehmaschinen und
Drehzentren
• Bauart 4: Einzel- oder Multispindel-Drehautomaten
90 K|E|M Konstruktion 06 2017

SERIE
SERIE
AUTOMATISIERUNG
SERI
Verriegelungseinrichtungen
und Zuhaltungen im Sinne
der EN ISO 14119
Bild: Euchner
Im zweiten Abschnitt sind normative Verweise aufgelistet. Die Liste
enthält alle Normen, die von der EN ISO 23125 referenziert werden.
Hier finden sich sehr viele B-Normen und auch die derzeit einzige
A-Norm, die EN ISO 12100. Auf diese übergeordneten Normen soll,
wie bereits erwähnt, in dieser Artikelserie eingegangen werden.
Alle Entwicklungsphasen abdecken
Die Reihenfolge der einzelnen Artikel folgt den Phasen bei der Entwicklung
der Sicherheitstechnik einer Maschine. Im ersten Schritt
ist eine Risikobeurteilung erforderlich. Die Risikobeurteilung ist das
Hauptthema der EN ISO 12100 – „Sicherheit von Maschinen - Allgemeine
Gestaltungsleitsätze – Risikobeurteilung und Risikominderung“.
Daran anschließend sollen beispielhaft einige Schutzeinrichtungen
ausgewählt werden. Hierzu werden die EN ISO 14119 –
„Sicherheit von Maschinen – Verriegelungseinrichtungen in Verbindung
mit trennenden Schutzeinrichtungen - Leitsätze für Gestaltung
und Auswahl“ sowie die EN ISO 14120 – „Sicherheit von Maschinen
- Trennende Schutzeinrichtungen – Allgemeine Anforderungen
an Gestaltung, Bau und Auswahl von feststehenden und beweglichen
trennenden Schutzeinrichtungen“ verwendet. Weitere Normen
rund um die trennenden Schutzeinrichtungen, die sich mit dem
Abstand zur Gefahrenstelle oder auch den Öffnungen in der Schutzabdeckung
beschäftigen, sollen ebenfalls thematisiert werden.
Unter Verwendung der beiden Teile der EN ISO 13849 – „Sicherheit
von Maschinen - Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen“ werden
dann zum Schluss der Reihe die kompletten Sicherheitskreise
beurteilt.
ik
www.euchner.de
Bild: Euchner
Jens Rothenburg arbeitet bei
Euchner im Produktmanagement
und betreut Normengremien,
Berufsgenossenschaften sowie
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Liste der harmonisierten Maschinen-Normen
auf dem Europa-Server:
http://hier.pro/rgm9m
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K|E|M Konstruktion 06 2017 91

AUTOMATISIERUNG
NEWS
GigE-Industriekameras mit PoE von IDS für die Fabrikautomation
Erfüllen die Schutzart IP65/67
Torsionsfähige Hochgeschwindigkeitsleitung bei Lapp
Etherline-Portfolio erweitert
Bild: IDS
Mit den Modellen UI-5260FA
und UI-5280FA sind die ersten
Industriekameras aus der GigEuEye-FA-Serie
von IDS lieferbar.
Die Kameras sind mit dem
2,3-MP-CMOS-Sensor IMX249
bzw. dem 5-MP-CMOS-Sensor
IMX264 von Sony ausgestattet.
Die GigE-Industriekameras mit
PoE sind konsequent für die
Fabrikautomation ausgelegt und
entsprechend hart im Nehmen.
Gehäuse, Steckverbinder, Objektivtuben
und Kabel erfüllen die
Anforderungen der Schutzart
IP65/67 und schützen das Kamerasystem
vor Schmutz, Staub,
Spritzwasser oder Reinigungsmitteln
sowie vor einem versehentlichen
Verstellen der Objek -
tive. Zu den Features gehören
auch verschraubbare Anschlüsse
und Power-Over-Ethernet für Einkabelbetrieb
bis 100 m. Erhältlich
sind die Kameras wahlweise
mit der IDS-Software-Suite
oder künftig auch mit GigE-
Vision-Firmware. Das Modell
UI-5260FA mit dem 2,35-MP-
Sensor bietet die Bildformate 4:3
und 16:9. Die Kamera erreicht bei
voller Auflösung von 1936 x 1216
Pixel 47 fps und schöpft damit
die GigE-Bandbreite voll aus. Mit
ihrem hohen Dynamikbereich
und dem guten Signal-Rausch-Abstand
sorgt sie für kontrastreiche
und nahezu
rauschfreie Bilder,
die selbst bei schwachen
oder wechselnden
Lichtverhältnissen
überzeugen. Mit
dem 2/3“-Global-
Shutter CMOS-Sensor
IMX264 (5 MP)
erfüllt die UI-5280FA
hohe Anforderungen
an Lichtempfindlichkeit und
Dynamik bei gleichzeitig sehr
geringem Dunkelrauschen. Die
hohe NIR-Empfindlichkeit macht
das für menschliche Augen
Unsichtbare sichtbar. Sie liefert
Bilder im 4:3-Format mit einer
Bildrate von 23 fps. Das IDSeigene
Treiberpaket unterstützt
die Features der CMOS-Sen -
soren und bietet viele Sonderfunktionen.
mc
www.ids-imaging.de
Im industriellen Umfeld müssen
große Datenvolumina schnell
und sicher von einem Gerät
zum andern übertragen werden.
Die Lapp-Gruppe hat deshalb
ihr Etherline-Portfolio um zwei
Hochgeschwindigkeitsleitungen
für industrielles
Ethernet, darunter
eine torsionsfähige
und profinetkonforme
Cat.-7-Leitung,
erweitert. Beide Leitungen
erreichen Datenraten
nach Cat. 7,
also 10 GBit/s im
Frequenzband bis
600 MHz. Das ist
z. B. für Anwendungen interessant,
bei denen von Sensoren
oder hochauflösenden Kameras
große Datenmengen anfallen.
Beide Leitungen haben zudem
einen robusten und halogenfreien
PUR-Mantel. Unterschiede
gibt es im Innenaufbau und bei
den weiteren Eigenschaften: So
lässt sich die Etherline Torsion
Cat. 7 auf einer Länge von 1 m
um 180° in beide Richtungen
tordieren und das mindestens
5 Mio. Mal. Das Kabel kommt dabei
ohne Füller aus, was die Konfektion
erleichtert, da die Adern
nur von einem Trennkreuz aus
Polyethylen am Platz gehalten
werden. Bei der Konstruktion haben
die Lapp-Ingenieure auf eine
Bild: U.I. Lapp
besonders geringe Toleranz beim
Wellenwiderstand von ±5 %
geachtet – erlaubt ist laut Norm
etwa ±15 %. Dies verbessert die
Übertragungseigenschaften auch
auf kurzen Distanzen. Die Leitung
ist nach UL CMX gelistet,
kann also in Nordamerika für
Anwendungen außerhalb von
Schaltschränken eingesetzt werden.
Die Etherline Cat. 7 Flex ist
dagegen nach AWM Style gelistet
und damit in Nordamerika für
Anwendungen im Schaltschrank
geeignet. Sie ist flexibel, allerdings
nicht für dauerhafte Bewegungen
ausgelegt. Aufgrund von
dünnen Aderquerschnitten hat
sie einen Außendurchmesser
von nur 6,4 mm und einen Biegeradius
vom 4-fachen des Außendurchmessers
– das entspricht
weniger als 26 mm. Die Leitung
ist damit besonders für gut
gefüllte Schaltschränke geeignet,
in denen es eng zugeht. ik
www.lappkabel.de
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92 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
AUTOMATISIERUNG
MVTec: Release 3 der Merlic-Software macht Machine Vision anwendungsfreundlicher
Bar- und Datacodes besser lesen
Release 3 der Machine-
Vision-Software Merlic
macht laut Anbieter
MVTec das Erstellen von
Applikationen für die
industrielle Bildverarbeitung
noch komfortabler
und nutzerfreundlicher.
Die Technologien für die
optische Zeichenerkennung
(OCR) wurden weiter
verbessert. So bietet
Merlic 3 jetzt einen auf
Deep-Learning-Technologien
basierenden OCR-Klassifikator, der auf
zahlreiche unterschiedliche Schriftarten angewendet
werden kann. Dies ermöglicht eine
höhere Erkennungsrate von Zahlen- und Zeichenkombinationen,
etwa auf Werkstücken
zur sicheren Identifikation. Unterstützt wird
nun auch das robustere
Lesen von Dot-Print-
Schriften. Verbessert wurde
zudem das Lesen von
Bar- und Datacodes: Außerdem
lassen sich QR-
Codes mit uneinheitlicher
Spaltenbreite auslesen.
Die Software liest teilweise
verdeckte oder teils
defekte Barcodes. Optimiert
wurden zudem die
Erkennung von ECC-
200-Codes mit fehlendem
Finder-Pattern sowie die Robustheit gegenüber
falschen Positiven. Bestandskunden
können die Software unter www.merlic.de/
download herunterladen.
mc
www.mvtec.de
www.merlic.de
Bild: MVTec
Creating Connectors
70% mehr Kontakte,
50% weniger Arbeit
In den Standardbaugrößen
(6-, 10-, 16-, und 24-polig) sind bei
den neuen CDSH Steckverbindereinsätzen
nun 9, 18, 27 und 42 Kontakte
vorhanden, die sich durch die
Schnellanschlusstechnik SQUICH ®
in der Hälfte der üblichen Zeit auf
Knopfdruck verdrahten
lassen.
Rundsteckverbinder von Yamaichi
Serie weiter ausgebaut
Bild: Yamaichi
Yamaichi Electronics baut die Push-Pull-Rundsteckverbinder
des Typs Y-Circ P weiter aus.
So wird nun neben der B-Serie auch die S-Serie
mit hermaphroditischen Isolatoren angeboten.
Das hermaphroditische Steckgesicht
bedeutet, dass der Isolator geteilt ist und somit
in Stecker und Buchse Male- und Female-
Kontakte verbaut sind. Das ermöglicht ein
einfaches und sicheres Stecken. Ebenso wie
bei der B-Serie lässt sich die Assemblierung
durch die identischen Halbschalen leicht und
fehlerfrei durchführen. Zusätzlich besitzen
alle Steckverbinder der S-Serie ebenfalls eine
Markierung in Form eines blauen Punktes,
der das Stecken und Finden der Kodierung
erleichtert. Die S-Serie ist wie die B-Serie in
IP50-Schutzklasse ausgeführt.
mc
www.yamaichi.eu
Phoenix Contact bietet WLAN-Lösung an
Für den Maschinenbau
Das Funkmodul WLAN 1100 von Phoenix
Contact vereint Access Point und Antennentechnik
in nur einem Gerät. Im Gegensatz
zum klassischen Konzept wird es nicht im
Schaltschrank, sondern wie eine Antenne
direkt auf Maschinen, mobilen Fahrzeugen
oder Schaltschränken installiert. Zwei integrierte,
leistungsstarke Antennen mit Mimo-
Technologie sorgen für Empfang überall, wo
er benötigt wird. Das Konzept ermöglicht
dem Anwender nicht nur eine kostengünstige
sondern auch eine besonders einfache
WLAN-Anbindung der Maschine. Eine aufwändige
WLAN-Planung und Installation der
Antennentechnik entfällt. Da das Funkmodul
keinen Platz im Schaltschrank benötigt, kann
es einfach nachgerüstet werden. Auch für
raue Industrieumgebungen ist das Funk -
modul geeignet. Es ist stoßfest nach IK08
und hält somit auch stärkeren mechanischen
Belastungen stand.
mc
www.phoenixcontact.com
Bild: Phoenix Contact
Hohe Kontaktdichte in Standardbaugrößen
ohne zu crimpen
Werkzeuglose Anschlusstechnik
SQUICH ® ermöglicht 50% Zeitersparnis
bei der Verdrahtung
Messpunkt auf jedem Kontakt
Vibrationssicher und wartungsfrei
durch Käfigzugfederprinzip
Einfach zu dokumentierende
Codiermöglichkeit
10A 400V 6kV 3
10A 400V/690V 6kV 2
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ILME GmbH
Max-Planck-Str. K|E|M Konstruktion 12, 51674 06 2017 Wiehl 93
www.ilme.de

AUTOMATISIERUNG
NEWS
Turck: Schaltschrankwächter für relevante Umgebungsvariablen
Für den Einsatz in der Fabrikautomation
B&R stellt Industrie-PCs auf 7. Generation-Core-i-Basis vor
Mit vielfältigen Schnittstellen
Bild: Turck
Der IM12-CCM erfasst nicht korrekt
geschlossene Türen sowie
das Überschreiten von Feuchteund
Temperaturgrenzwerten. Er
registriert auch unbefugten Zugriff
an Schaltschränken, was ihn
zum Manipulationsschutz im
Rahmen des IT-Sicherheitsgeset-
Conrad Business: C-Control Industrial IoT-Box 100
Echtzeit-Monitoring-Lösung
zes befähigt. Das 12,5 mm
schmale Hutschienengerät lässt
sich auch leicht in bestehenden
Schaltschränken installieren. Der
IM12-CCM besitzt einen internen
Datenlogger mit Zeitstempel
und speichert Daten bis zu zwei
Jahre. So können Anwender
schleichende Veränderungen
auch über längere Zeiträume erkennen.
Über eine Schnittstelle
lassen sich zwei Schaltschrankwächter
im Master-Slave-Mode
betreiben, um den Türschluss
und die anderen Grenzwerte
gleichzeitig an zwei Punkten im
Schaltschrank zu überwachen.
Der Master verarbeitet die Daten
des Slaves und sendet ein Signal
an die Steuerung.
ge
www.turck.com
Die B&R-Industrie-
PC-Serie Automation
PC 3100 vereint die
Vorzüge eines kompakten
Gehäuses
mit der Leistungs -
fähigkeit der Corei-Prozessoren.
Die
PCs stehen als kompakter
Box-PC (Automation PC
3100) oder als Panel-PC (Panel
PC 3100) zur Verfügung und weisen
eine Vielzahl an modularen
Schnittstellenoptionen auf. Auf
zwei Steckplätzen können verschiedene
Interfacekarten für
serielle Schnittstellen, Ethernet,
CAN und Powerlink betrieben
werden. Zudem steht eine USV-
Lösung und eine Audio-Schnittstelle
zur Auswahl. Die PCs bieten
Slots für zwei Datenträger im
industrietauglichen Format CFast.
Je Datenträger sind bis zu 256
GByte möglich. Die CFast-Karten
Bild: B&R
lassen sich für höhere Ausfallsicherheit
auch als Raid-Verbund
betreiben. Die Prozessoren basieren
auf der 7. Core-i-Generation
von Intel. Sie sind über einen
weiten Bereich skalierbar, vom
Celeron bis hin zum Core i7. Alle
Varianten sind lüfterlos und kommen
daher ohne rotierende Teile
aus. Mit ihrer Performance bei
kompakten Abmessungen positioniert
sich die Serie 3100 zwischen
der ultrakompakten Serie
2100 und den High-End-PCs der
Serie 900/910.
mc
www.br-automation.com
Bild: Conrad Business
Unter dem Namen C-Control Industrial
IoT-Box 100 bietet Conrad
Business Supplies ab sofort
in Zusammenarbeit mit der Line-
Metrics eine einfach zu nutzende
Gesamtlösung zur Überwachung
verschiedener Parameter für Unternehmen
an, die mithilfe von
Sensorwerten Optimierungen,
Effizienzsteigerungen oder Präventionen
von Problemen erzielen
wollen. Ob für die Überwachung
der Auslastung von An -
lagen, Energieverbräuche von
Gebäuden, dem Füllstand von
Öltanks, der Raumtemperatur eines
Büros oder eine beliebige
Kombination unterschiedlicher
Messwerte in kleinen Betrieben
bis hin zu größeren Unternehmen
– die C-Control Industrial
IoT-Box 100 bietet die Möglichkeit,
Maschinen, Gebäude oder
Anlagen zu vernetzen und digital
abzubilden. Die C-Control-Industrial-IoT-Lösung
besteht aus
Hardware, Kommunikation und
Cloud-Services, durch das einfache
Plug-and-play-Konzept ist
jedes Unternehmen im Stande
die Inbetriebnahme ohne IT- und
Programmieraufwand vorzunehmen.
Über acht Universaleingänge
(0 bis 10 V) und Modbus RTU
485 werden Sensordaten erfasst
und über das Mobilfunknetz an
die C-Control Industrial IoT Cloud
übertragen. Durch die voraktivierte
SIM-Karte und die weltweite
GSM-Abdeckung gehören Sorgen
um Konnektivität der Vergangenheit
an. So kann sich der Anwender
sofort auf die Optimierung
und Auswertung der Daten
konzentrieren.
ge
www.conrad.biz
Polytec: Dunkelfeld-Ringleuchten mit 15 bis 246 mm Innendurchmesser
Dunkelfeld-Beleuchtung in allen Größen
Die Dunkelfeld-Ring-LED-Leuchten
sind ab Lager in Größen zwischen
15 und 246 mm Innendurchmesser
erhältlich und damit
für viele Bildverarbeitungsanwendungen
geeignet. Auch anwenderspezifische
Größen, die
über die Standardmaße hinausgehen,
sind auf Anfrage kurzfristig
lieferbar. Neben dem Ringlicht-Durchmesser
spielt der horizontale
Abstrahlwinkel oft eine
wichtige Rolle. Wenn der Arbeitsabstand
zur Oberfläche des Objekts
20 mm übersteigt, ist der
Abstrahlwinkel zu flach, um die
nötigen Reflexionen zu erzeugen.
Deshalb sind spezifische
Anpassungen des Abstrahlwinkels
zwischen 70 und 90° möglich.
Die Auswahl der verfügbaren
Lichtfarben umfasst Rot,
Grün, Blau, Weiß, IR sowie UV.
Als LED-Controller stehen sowohl
Dauerlicht- als auch Strobo-
skop-Controller in 1- bis 4-kanaliger
Ausführung, mit Analog-,
Ethernet- oder RS-232-Schnittstelle
sowie externem oder internem
Dimmer zur Wahl. Für einfache
Anwendungen wird ein
24-V-Inline-Controller, der platzund
kostensparend ins Stromversorgungskabel
integriert ist, angeboten.
mc
www.polytec.de
Bild: Polytec
94 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
AUTOMATISIERUNG
Stemmer Imaging: GigE-Kameraserie mit 9- und 12-MP-Sensoren ergänzt
9-MP-Modell schafft Bildraten bis 56 fps
Teledyne Dalsa ergänzt seine
GigE-Vision-Industriekameraserie
Genie Nano mit den
Pregius-Sensoren IMX255-
und IMX253 von Sony. Die
IMX253-Sensoren mit 12 MP
der Genie-Nano-Modelle
M4040 und C4040 ermög -
lichen eine Auflösung von
4112 x 3012 Pixeln. Die Bildrate
lässt sich dank GigE-
Vision-Unterstützung und Turbo-Drive-Technologie
von 9,7
auf 21 fps steigern. Mithilfe einer Kombina -
tion aus Burst-Modus und Turbo-Drive kann
diese ohne Einbußen bei der Bildqualität auf
40 fps bei voller Auflösung gesteigert werden.
Die IMX255-Sensoren mit 9 MP (4112 x
2176 Pixel) der Genie-Nano-Modelle M4060
und C4060 erlauben mithilfe der Kombination
Hummel bietet umfangreiches Gerätesteckersortiment
Mit viel Leistung auf engem Raum
Neun unterschiedliche Gerätesteckervarianten sowie
Kabel-, Kupplungs- und Winkelstecker sowohl als frei konfektionierbare
als auch als umspritzte Variante gehören
zum Sortiment. Und jede Bauform gibt es in den vier unterschiedlichen
Kodierungen K, L, S und T. Bei den unterschiedlichen
Gerätesteckern stehen dem Konstrukteur
zahlreiche Optionen offen: Varianten mit Flansch oder als
Einlochmontage, als Vorderwand- oder Hinterwandmontage,
mit Innengewinde oder Außengewinde. Auch eine
orientierbare Variante ist im Programm. Damit lässt sich
die Kodierung des Gerätesteckverbinders auch nach der
Montage noch in die gewünschte Richtung orientieren.
Der M12-Power (K+L) ermöglicht die Übertragung von
16 A. Durch den Einsatz neuer Werkstoffe wird diese Steckerserie
auch hohen mechanischen Ansprüchen gerecht.
In gestecktem Zustand erfüllt der Steckverbinder
die Schutzarten IP67 und IP69K. Der Temperaturbereich
für die K- und L-kodierten Stecker geht bis zu +125 °C.
Mit ihren hochwertigen und robusten Metallgehäusen
sind die M12-Stecker auch für besonders anspruchsvolle
Anwendungen in rauen Umgebungen hervorragend
geeignet.
ge
www.hummel.com
aus Burst-Modus und Turbo-
Drive Bildraten von 56 fps. Mit
Turbo-Drive sind konstante
Datenraten von 31 fps möglich
oder 14,3 fps ohne Turbo-
Drive. Alle Kameramodelle
sind mit Teledyne Dalsas Trigger-to-Image-Reliability
(T2IR)
ausgestattet, eine integrierte
Kombination aus Hardwareund
Softwarefunktionen, die
vor Datenverlust schützt und
so die Zuverlässigkeit von Inspektionssystemen
verbessert. Das robuste
Gehäuse misst 44 mm x 29 mm x 21 mm
und wiegt 46 g. Der erweiterte Temperaturbereich
wird mit -20 bis +60 °C angegeben.
Die vier neuen Modelle sind als Monochromoder
Farbversionen erhältlich.
mc
www.stemmer-imaging.de
Bild: Stemmer Imaging
Bild: Hummel
Transponder-Sicherheitstechnik von Sick
Erfahrung schaltet sicher
Mit dem Transponder-Sicherheitsschalter
STR1 bietet Sick in Kombination mit den Sicherheitssteuerungen
ein perfekt aufeinander
abgestimmtes System für Anwendungen,
bei denen ein hoher Manipulationsschutz
gefordert ist. Maschinenhersteller
können nun je nach Codierungsstufe auf geforderte
zusätzliche Montagemaßnahmen
verzichten, z. B. auf verdeckte Montage,
Montage außerhalb der Reichweite oder eine
zusätzliche Verriegelung zum Plausibilitäts -
check. Der hohe Manipulationsschutz des
STR1 wird durch die verfügbaren Codierungsarten
(universell, eindeutig und permanent)
gewährleistet. Er hat überwachte Halbleiterausgänge
(OSSDs), kann einzeln oder in
Reihe sicher geschaltet werden und erfüllt
Performance-Level PL e (EN ISO 13849). Er
verfügt über ein kompaktes Vistal-Gehäuse,
das eine hohe mechanische Festigkeit gewährleistet.
Die elektromagnetische Verträglichkeit
(EMV) macht den Sicherheitsschalter
zusätzlich robust. Drei unterschiedlich große
Betätiger, drei aktive Sensorflächen und
unterschiedliche Montagerichtungen am Betätiger
bieten nahezu unbegrenzte Montagemöglichkeiten
und machen den STR1 dadurch
sehr flexibel und einfach integrierbar.
Da ein Sensor für verschiedene Anwendungen
passt, profitiert der Anwender von einer
reduzierten Lagerhaltung.
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www.sick.com
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Bild: Sick
K|E|M Konstruktion 06 2017 95

WERKSTOFFE/VERFAHREN
VERFAHREN
Um das Risiko von Verschleiß und Korrosion auszuschließen,
erhalten Dichtsitze von Papiermaschinen im Nassbereich bei
Pallas eine Keramikbeschichtung durch atmosphärisches
Plasmaspritzen
Bild: Pallas
In eine18 000 °C heiße Plasmaflamme wird eine hochschmelzende,
pulverförmige Keramikverbindung injiziert, die dort im
Mikrosekundenbereich aufschmilzt und durch kinetische
Energie auf die Werkstückoberfläche geschleudert wird
Bild: Pallas
Plasmaspritzen schützt Getriebe für Papiermaschinen im Nassbereich
Der Korrosion keine Chance
Getriebe von Maschinen, die im Nassbereich zum Einsatz kommen, bedürfen eines besonderen
Schutzes vor Korrosion. Bewährt hat sich dabei das thermische Beschichten durch atmosphärisches
Plasmaspritzen. Dabei wird eine sehr verschleiß- und korrosionsfeste Schutzschicht nach Maß
aufgetragen, ohne dabei den Grundwerkstoff der korrosionsgefährdeten Dichtsitze zu verändern.
Ursula Herrling-Tusch, freie Journalistin, Aachen
Wo Drehmomente übertragen oder verändert werden sollen,
entscheiden Verfügbarkeit und Wirkungsgrad über die Wirtschaftlichkeit
der Anlagen. Auch unter anspruchsvollen Bedingungen
sollen Antriebe immer länger, schneller und effizienter arbeiten.
Stillstände sind unter allen Umständen zu vermeiden. Mit modernen
Produktionsanlagen stellt sich die Wolfgang Preinfalk GmbH,
ein führendes Unternehmen für Zahnrad- und Getriebefertigung mit
Sitz in St. Ingbert, seit über 40 Jahren erfolgreich dieser Herausforderung.
Ob im Berg- oder Tagebau, in Industrie oder Umwelttechnik:
Der saarländische Antriebsspezialist bietet für jede Anforderung
maßgeschneiderte Lösungen.
Schutzschicht nach Maß
So lässt ein führender Papierhersteller regelmäßig bei Preinfalk in
kleiner Losgröße Getriebe für seine Papiermaschinen im Nassbereich
anfertigen. Dieser Einsatzbereich stellt an die Oberflächenbeschaffenheit
und Dichtheit der Getriebe besonders hohe Ansprüche.
Der Grundwerkstoff am Dichtsitz ist durch Reibverschleiß der faserverstärkten
Dichtung gefährdet und bietet damit bei der vorherr-
schenden Feuchtigkeit eine Angriffsfläche für Korrosion. Schlimmstenfalls
könnte sie dazu führen, dass Wasser ins Getriebe dringt und
dieses nachhaltig zerstört. Um dieses Risiko zuverlässig auszuschließen,
erhalten die Dichtsitze eine thermische Beschichtung
durch atmosphärisches Plasmaspritzen. Diese Aufgabe vertraut
Preinfalk auf Kundenwunsch der Pallas GmbH & Co. KG im rheinischen
Würselen bei Aachen an, einem ausgewiesenen Experten im
Bereich anspruchsvoller Oberflächentechnik.
Bei dem Verfahren wird eine sehr verschleiß- und korrosionsfeste
Schutzschicht nach Maß aufgetragen, ohne dabei den Grundwerkstoff
der korrosionsgefährdeten Dichtsitze zu verändern. In die ca.
18 000 °C heiße Plasmaflamme wird zu diesem Zweck eine hochschmelzende,
pulverförmige Keramikverbindung injiziert, die dort im
Mikrosekundenbereich aufschmilzt und durch die im Prozess entstandene
kinetische Energie auf die Werkstückoberfläche geschleudert
wird. Dort bilden die Partikel auf dem zu beschichtenden Substrat
eine dichte, stark haftende Schicht, deren hohe Maßgenauigkeit
und Reproduzierbarkeit zu den besonderen Kennzeichen dieses
Verfahrens zählen. Neben der Größe des Bauteils sprechen zudem
die lokal eng begrenzte Bearbeitung – der Spot misst nur 8 mm –
und die exakte Steuerbarkeit der thermischen Belastung für die
Beschichtung der stark beanspruchten Dichtsitze durch Plasma -
spritzen. Die Vorgaben sind dabei hoch: Die Beschichtung der 700 kg
96 K|E|M Konstruktion 06 2017

BESUCHEN SIE UNS
AUF DER POWTECH
26. – 28. SEPT. 2017
HALLE 4A, STAND 431
Bild: Pallas
schweren Großbauteile muss absolut porenfrei sein, eine Rauheit
von R a
0,4 μm aufweisen und nach der Endbearbeitung drallfrei geschliffen
sein. Die Dichtsitze sollen innen und außen beschichtet werden,
wobei es gilt, Rundlauftoleranzen von 1/1000 mm einzuhalten,
damit das Komplettsystem die geforderte Dichtheit hat.
Messbare Qualität in jeder Phase
Nach der Prüfung auf Maßhaltigkeit werden die Zahnräder sorgfältig
entfettet. Da die von Preinfalk bereits einbaufertig geschliffenen Randbereiche
von Pallas weder geschliffen noch bearbeitet werden dürfen,
wird das Zahnrad an diesen Stellen drei- bis vierlagig mit Abdeckband
abgeklebt. Die geschliffene Verzahnung erhält vor dem Strahlen eine
Metallhülse als Schutz. Im nächsten Schritt wird das Zahnrad an den
zu beschichtenden Flächen innen und außen mit Edelkorund gestrahlt.
Durch die exakte Einstellung von Körnung, Strahlwinkel und
Druck lässt sich der benötigte Rauigkeitsgrad zwischen 45 und 55 μm
einstellen und das Ergebnis protokollieren. „Bei uns lässt sich Qualität
in jeder Phase messen“, erklärt Alexander Kalawrytinos, Geschäftsführer
bei Pallas. Durch das Aufrauen wird die Oberfläche aktiviert,
sodass die Schichten gut haften. Die eigentliche Beschichtung
erfolgt anschließend per Roboter auf einem Beschichtungsdrehtisch.
Ohne Umspannen werden dort Außen- und Innensitz am Zahnrad beschichtet.
Um dabei eine gleichmäßige Temperaturverteilung zu gewährleisten,
beschichtet Pallas die Dichtsitze alternierend innen und
außen – 40 bis 50 Mal, bis die 250 μm dicke Schicht aufgebracht ist.
Als Werkstoff kommt Chromoxid Cr O zum Einsatz. Diese harte
2 3
(65HRC) und verschleißfeste Oxidkeramik hat einen sehr geringen
Porenanteil von 3 bis 5 %, der durch die Schichtdicke zu vernachlässigen
ist. Aus diesem Grund gilt sie in der Papierindustrie als Standard.
Im letzten Bearbeitungsschritt werden beide Sitze in einer Aufspannung
innen und außen auf Endmaß geschliffen und poliert.
Nach einer umfangreichen Endkontrolle auf Maßhaltigkeit, Rundlaufgenauigkeit,
Rautiefe und Schichtdicke erhält Preinfalk die fertig
beschichteten Zahnräder wieder zurück.
jpk
www.pallaskg.de
Detaillierte Informationen zum
thermischen Plasmaspritzen:
http://hier.pro/hA79V
Die Beschichtung der 700 kg
schweren Großbauteile
muss absolut porenfrei sein,
eine Rauheit von Ra 0,4 μm
aufweisen und nach der
Endbearbeitung drallfrei
geschliffen sein
DOCH, DAS GEHT!
Rohrsysteme sind so individuell wie ein Kunstwerk. Und genauso
maßgeschneidert ist auch unser Service. Individuelle Beratung
ist für uns selbstverständlich. Für die Realisierung gibt es unser
unerschöpfliches Sortiment an Standard- und Sonderteilen.
Beeindruckend, was damit alles geht.
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K|E|M Konstruktion 06 2017 97

WERKSTOFFE/VERFAHREN
VERFAHREN
Die Umlenkspiegel
in der Kavität im
Resonator lenken den
Pumpstrahl, der von
den Dioden kommt,
mehrmals durch den
Scheibenkristall
Bild: Trumpf
Neuer Scheibenlaser von Trumpf
Intelligente Systeme für Industrie 4.0
Auf der Fachmesse Laser – World of Photonics in München zeigt Trumpf unter anderem die bereits in
Shanghai vorgestellte neueste TruDisk-Scheibenlasergeneration. Mit ihrem intelligenten Innenleben
soll sie optimale Hardware-Voraussetzungen für eine digitalisierte Zukunft und Industrie 4.0 schaffen.
Jens-Peter Knauer, Redakteur KEM Konstruktion
Neue Konzepte und Technologien für die Lasertechnik von morgen
wird Trumpf vom 26. bis 29. Juni 2017 auf der Fachmesse
Laser – World of Photonics in München vorstellen. „Für uns wird
das eine Messe der Superlative, wir können den Showdown kaum
erwarten“, kündigt Klaus Löffler, Geschäftsführer und Vertriebsleiter
der Trumpf Lasertechnik GmbH, voller Vorfreude an. „Wir wollen unseren
Besuchern zeigen, wie wir uns die Zukunft der Lasertechnik
vorstellen, welche Technologien immer relevanter werden und welche
Vorteile sich daraus für den industriellen und wissenschaftlichen
Einsatz ergeben.“
Revolutionäres Konzept für Ultrakurzpulslaser
Besonderes Augenmerk genießt hierbei ein neues Strahlführungskonzept
für Ultrakurzpulslaser. Trumpf wird in München eine Technologiestudie
vorstellen, die das Potenzial hat, die Lasermaterialbearbeitung
mit Ultrakurzpulslaser zu revolutionieren. Hintergrund: Mit
dem aktuellen Stand der Technik lassen sich ultrakurze Laserpulse
nicht ohne Weiteres durch eine flexible Glasfaser in Richtung Werk-
stück schicken – weil der Laserpuls aufgrund seiner hohen Intensität
die Glasfaser zerstört. Das neue Konzept umgeht dieses Problem
und schafft neue Möglichkeiten der flexiblen Integration von
Laser in Maschinen und Anlagen. Wie das Ganze technisch funktioniert,
will das Unternehmen in München genauer erläutern und vorführen.
„Wir haben es hier mit einem echten Game Changer zu tun“,
erklärt Löffler. „Das, was das erste industriell einsetzbare Laser -
lichtkabel vor rund 30 Jahren war, nämlich der Durchbruch für
Festkörperlaser, ist das neue Strahlführungskonzept heute für die
Ultrakurzpulslaser.“
Scheibenlaser mit intelligentem Innenleben
Aus der vor wenigen Wochen in Shanghai vorgestellten neuen
Scheibenlasergeneration wird in München das zweite TruDisk-
Modell seine Weltpremiere feiern. Laut Herstellerangaben handelt
es sich dabei um die bisher fortschrittlichsten High-Power-
Festkörperlaser auf dem Markt. Besonderes Merkmal ist das intelligente
Innenleben. Damit schafft die neue Scheibenlasergeneration
optimale Hardware-Voraussetzungen für eine digitalisierte Zukunft
und Industrie 4.0. Die Möglichkeit künftiger Zustands- und Trend -
analysen, auch bekannt als Condition Monitoring und Predictive
98 K|E|M Konstruktion 06 2017

VERFAHREN
WERKSTOFFE/VERFAHREN
Condition Based Services helfen,
eine zuverlässige Produktion mit hoher
Verfügbarkeit sicherzustellen
Der Optikaufbau eines TruDisk-Scheiben -
lasers ist technologiebedingt unempfindlich
gegen Laserstrahlung, die vom Werkstück
reflektiert wird. Das macht ihn
ausgesprochen robust
Bild: Trumpf
Maintenance, ist eine Grundvoraussetzung für die erfolgreiche
Implementierung des Lasers in digitalisierten und vernetzten Fertigungshallen.
„Die neue TruDisk-Generation ist nicht nur die fortschrittlichste und
intelligenteste, sondern gleichzeitig auch die kompakteste und energieeffizienteste
Scheibenlasergeneration, die wir bisher entwickelt
haben“, sagt Klaus Löffle. „In Kombination mit unseren Condition
Based Services für Zustands- und Trendanalysen sind sie das ideale
Produktionsmittel für überlegene Fertigungslinien mit Industrie 4.0.“
Die Condition Based Services sind ein Baustein von TruConnect, der
Trumpf-Technologie für die vernetzte Fertigung und Industrie 4.0.
Sie sollen die Verfügbarkeit und Produktivität vernetzter Laser -
systeme erhöhen und Einsparpotenziale identifizieren.
Alles neu: Steuerung, Dioden, Kühltechnik
Dreh- und Angelpunkt der intelligenten TruDisk-Strahlquelle ist die
neue Steuerung im Inneren, die sogenannte CPX. Sie ist sozusagen
das Gehirn des Lasers – sämtliche Zustandsdaten und Prozess -
parameter laufen dort zusammen. Unterschiedliche Sensoren erfassen
während des Bearbeitungsprozesses beispielsweise die tatsächliche
Laserleistung im Mikrosekundentakt, alle internen und externen
Signalverläufe sowie die Auslastung der Strahlquelle oder
den Zustand zusätzlicher Komponenten. Mit einem cleveren neuen
Feature erhöht die neue TruDisk-Generation die Datenqualität dieser
Messwerte deutlich: Das sogenannte Precision Time Protocol synchronisiert
alle Sensoren und verpasst ihnen einen identischen Zeitstempel.
In Zukunft wird Trumpf mit Hilfe der Condition Based
Services diese – im Vorfeld vom Kunden freigegebenen – Daten und
Parameter auswerten, Algorithmus-basierte Trendanalysen durchführen
und gezielt Maßnahmen ergreifen können, um mögliche
Ausfallrisiken der Laser im Vorfeld zu bestimmen und ungeplante
Stillstände zu vermeiden.
Die zweite entscheidende Weiterentwicklung im Inneren der neuen
Scheibenlasergeneration sind die neuen Laserdioden, die das Unternehmen
in seinem US-Werk in Princeton, New Jersey, entwickelt
und produziert. Die neuen Laserdioden sind kompakter und gleichzeitig
energieeffizienter. Das senkt nicht nur die Betriebskosten,
sondern reduziert auch die Aufstellfläche des Lasers. Letztere ist
mit 0,85 m² der Benchmark für Multikilowatt-Hochleistungslaser.
Auf dieser kleinen Fläche ist auch die intelligente Kühlung des
Lasers integriert, die Zulauftemperaturen des Kühlwassers von bis
zu 26 °C ermöglicht. Daher ist in den meisten Fällen kein externes
Kühlaggregat mehr notwendig.
Bild: Trumpf
Höherer Wirkungsgrad und neue Pulsfunktion
Um die Energieeffizienz zu steigern, hat Trumpf nicht nur den
Wirkungsgrad erhöht, sondern den Laser zudem mit einer neuen
Pulsfunktion ausgestattet. Diese erlaubt es, selbst bei sehr kurzen
Laser-Off-Zeiten zwischen zwei Bearbeitungsschritten den Strom
der Pumpdioden auf null Ampere herunterzufahren. Hinzu kommt
ein intelligentes Energiemanagement, bei dem der Laser je nach Arbeitsvorgang
zwischen unterschiedlichen Energiesparmodi wechseln
kann. Das reduziert den Energieverbrauch auf ein Mindestmaß.
Der ebenfalls überarbeitete Optikaufbau des Scheibenlasers sorgt
für eine optimale Ausnutzung des Dioden-Pumplichts.
Der Scheibenlaser ist robust und für den rauen industriellen Einsatz
geeignet. Dank modularem Aufbau lassen sich einzelne Komponenten
und Funktionen auch vor Ort nachrüsten. Dabei ist das Anwendungsspektrum
des Lasers sehr breit: vom Automobilbau über die
Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und Elektronik bis zur Zuliefer-
und Schwerindustrie.
www.trumpf.com
Laser – World of Photonics: Halle A2, Stand 330
Direkt zur Übersicht der Anwendungen:
http://hier.pro/H3fst
K|E|M Konstruktion 06 2017 99

WERKSTOFFE/VERFAHREN
NEWS
Thermoplastisches Polyurethan von BASF für Folien, Gewebe, Membranen und Garne sowie Schmelzklebstoffe
Kunststoff zur Herstellung einer Vielzahl von Basismaterialien für die Textilindustrie
Bild: BASF
Die BASF präsentierte auf der Techtextil ihre
Kompetenz bei Folien, Membranen, Geweben
und Garnen sowie Schmelzklebstoffen –
alle basierend auf Elastollan, dem thermoplastischen
Polyurethan (TPU) des Unternehmens.
Aufgrund seiner hohen Elastizität und
mechanischen Belastbarkeit
eignet sich der Kunststoff zur
Herstellung einer Vielzahl
von Basismaterialien für die
Textilindustrie. Für den Einsatz
als Laminierfolie für
bedruckte Textilien bietet das
Material eine ganze Reihe von
Vorteilen: Neben einer sehr
guten Materialhaftung sowie
Wasch- und Abriebbeständigkeit
weist es eine hervorragende
Bedruckbarkeit auch
bei komplexen Konturen auf.
Darüber hinaus eignet sich das TPU nicht nur
für vielseitig einsetzbare atmungsaktive und
wasserdampfdurchlässige Membranen, sondern
auch für besonders reißfeste Gewebe.
In atmungsaktiven Textil- und Medizinmembranen
eingesetzt, bietet Elastollan eine
hohe Wasserdampfdurchlässigkeit. Beim Einsatz
als Textilmembran überzeugt das Mate -
rial damit, dass es wind- und wasserabweisend
ist. Mit Elastollan ummantelte Polyesterfasern
können u. a. zu UV-beständigen
und hochflexiblen Geweben weiterverarbeitet
werden. Mit zwei neuen Produkten unterstreicht
der Hersteller zudem seine Rolle als
Anbieter von integrierten Lösungen für TPU
und TPU-basierte Klebstoffe. Elastollan Bondura
ist ein TPU für lösemittelhaltige Klebstoffe
und Extrusionsbeschichtungen. Es
kann als Basispolymer für Einkomponentenklebstoffe
oder in Kombination mit Vernetzungsmitteln
verwendet werden. Elastollan
Hotbond ist ein TPU für Schmelzklebstoffe.
Der Schmelzflussindex kann abhängig vom
jeweiligen Typ angepasst werden. bec
www.pu.basf.eu
Sichere Dünnblechverbindungen mit Vorloch von Ejot
Prozesssichere und mehrfach wiederholbare Montage
In den vergangenen Jahren haben sich die
sogenannten Dünnblechschrauben im Markt
durchgesetzt. Diese Schrauben haben ein
metrisches 60°-Gewinde und sind meist mit
konischer Spitze ausgeführt. Der Vorteil des
metrischen Gewindes ist die kleinere Gewindesteigung
im Vergleich zu Blechschrauben,
wodurch mehr Schraubengewinde zum Eingriff
kommt. Meist stellt aber das geformte
Mutterngewinde den eigentlichen Schwachpunkt
der Verbindung dar. Das Potenzial dieses
Ansatzpunktes haben die Verbindungstechnikexperten
von Ejot frühzeitig erkannt
und eine spezielle Dünnblechschraube für ei-
Bild: Ejot
ne prozesssichere Montage im vorgelochten
Dünnblech entwickelt. Die innovative Sheettracs-Schraube
hat einen 45° (30°/15°) asymmetrischen
Flankenwinkel, um damit aufgrund
der geringeren Materialverdrängung
ein stabileres Mutterngewinde im Einschraubblech
zu erzeugen. Dadurch wird das
Drehmomentniveau der Verschraubung erhöht
und eine mehrfache Wiederholmontage
ermöglicht. Im unteren, konischen Bereich
der Schraube dreht sich der Flankenwinkel
um, dadurch bildet sich der entstehende
Durchzug in Einschraubrichtung aus. Die
unrunde Gewindeformzone sorgt für ein einfaches
zentriertes Ansetzen, die erhöhten
Gewindebereiche ermöglichen ein sicheres
Eindringen in den Blechwerkstoff. Im Gegensatz
zu unrunden Gewindegeometrien erzielt
der kreisrunde Querschnitt im oberen,
tragenden Gewinde eine höhere Flankenüberdeckung.
Die metrische Steigung der
Sheettracs gewährleistet eine problemlose
Austauschbarkeit mit metrischen Schrauben,
z. B. im Reparaturfall. bt
www.industrie.ejot.de
Kugelsperrbolzen und federnde Druckstücke von KVT-Fastening
Breites Portfolio in einer großen Anzahl von Ausführungen
Bild: KVT
KVT-Fastening bietet die Kugelsperrbolzen
und federnden Druckstücke in einer Vielzahl
von Ausführungen an. Über das Standard-
Portfolio hinausgehende Sonderausführungen
sowie luftfahrttaugliche Modelle sind auf
Anfrage erhältlich. Die Kugelsperrbolzen
bestehen aus korrosionsbeständigem, rostfreiem
Stahl 1.4305 oder 1.4542 (ausscheidungsgehärtet)
und sind mit Temperatureinsatzbereichen
von maximal -30 bis +80 °C
hoch belastbar. Unterschiedliche Griffarten (T
und L, Pilz, Schutz, elastisch, ergonomisch,
Mulde) sorgen für eine ergonomische Bedienung.
Modellübergreifend zeichnen sich die
federnden Druckstücke durch Federn aus
nichtrostendem Stahl aus, die speziell auf
Federweg und -kraft geprüft werden. Zur Verfügung
stehen Kunststoff- sowie Metallausführungen
aus nichtrostendem Stahl mit
Innensechskant und Schlitz. Sie sind in Größen
von M 3 bis M 24 und Durchmessern
von 2,5 bis 12 mm mit Innensechskant,
Kugel oder Schlitz erhältlich.
bt
www.kvt-fastening.de
100 K|E|M Konstruktion 06 2017

NEWS
WERKSTOFFE/VERFAHREN
Bild: Rubis Precis
Rubis Precis bietet Baugruppen aus Keramik- und Metallwerkstoffen nach Kundenzeichnung an
Hochleistungsmaterialien für vielfältige Anwendungen
Seit Januar 2017 bietet die französische
Rubis-Precis-Gruppe neue Baugruppen in
weiterentwickelten Keramik- und Metallwerkstoffen
auf der Grundlage von Kundenzeichnungen
an. Die Hightech-Materialien,
die hauptsächlich verwandt werden, sind die
Metalle Titan, Wolfram, Molybdän, Nickel,
Platin, Gold, Tantal, Hafnium, Niob, Rhenium,
Aluminium, Magnesium, Zirkonium, Chrom
Kobalt, Iridium, Inconel und Hartmetall sowie
weiter die Werkstoffe Kohlenstoff, Graphit,
und PEEK (Polyetheretherketon). An weiterentwickelten
keramischen Materialien hat
der Hersteller Feinkeramik wie Aluminiumoxid,
Zirkoniumoxid, Siliziumnitrid oder -karbid,
Saphir, Rubin, Quarz, Glas, Zerodur, Wolframkarbid,
Macor und Silizium im Portfolio.
Zum Einsatz kommen solche Baugruppen
aus Hochleistungswerkstoffen vor allem in
den Branchen Medizin, Luftfahrt, Vertei -
digung und Militär, Weltraum, Nuklear, Laboratorien
und Forschung, wissenschaftliche
Maschinen, Optik und Instrumentierung. bec
www.rubis-precis.com
Penibel
genaues
Dosieren
DELO-DOT PN3
Siemens: Gasturbinenschaufeln erfolgreich gedruckt
Halten Test bei 13.000 min -1 und +1250 °C stand
Bild: Siemens
Siemens ist es erstmals gelungen, vollständig
mit Additive Manufacturing (AM) gefertigte
Gasturbinenschaufeln unter Volllast in einer
Gasturbine zu testen. Das Unternehmen
überprüfte dabei mehrere aus einer pulver -
förmigen, hochtemperaturbeständigen Superlegierung
mit polykristallinem Nickel
gedruckte Turbinenschaufeln mit konventionellem
Schaufeldesign. Die Bauteile wurden
dabei 13.000 min -1 und Temperaturen von
mehr als +1250 °C ausgesetzt. Zusätzlich
testete das Unternehmen ein additiv gefertigtes
neues Schaufeldesign mit einer komplett
überarbeiteten und verbesserten internen
Kühlungsgeometrie. Die verwendeten
Schaufeln wurden bei Materials Solutions,
dem erst kürzlich
erworbenen Unternehmen
in Worcester,
Großbritannien,
gefertigt. Materials
Solutions ist spezia -
lisiert auf die Fertigung
von hochleistungsfähigen
Bauteilen
für Hochtemperaturanwendungen
bei Turbomaschinen,
bei denen Genauigkeit,
Oberflächen -
beschaffenheit und
Materialqualität für
die Leistungsfähigkeit der Komponenten entscheidend
ist. Die Turbinenschaufeln wurden
in einer industriellen Gasturbine des Typs
SGT-400 mit einer Leistung von 13 MW
installiert. Bei Volllast dreht sich jede der
Schaufeln mit einer Geschwindigkeit von
über 1600 km/h und trägt dabei die Last von
11 t. Das in Lincoln getestete neue Schaufeldesign
bietet verbesserte Kühleigenschaften,
was die Effizienz der Gasturbinen weiter
steigert.
mc
www.siemens.com
Für schwer dosierbare Medien
Höchste Dosiergenauigkeit
Robuste Mechanik
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Mehr Infos:
www.DELO.de/PN3
K|E|M Konstruktion 06 2017 101

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DAS ENGLISCHE FACH
Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –
Messtechnik –
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Die KEM Konstruktion veröffentlicht mit freundlicher
Genehmigung des Autors Matthias Meier Monat für
Monat Fachwörter zu technischen Themen, die
Konstrukteure und Entwickler interessieren. Außerdem
gibt es in jeder Ausgabe ein sogenanntes Pictorial, das
auf unterhaltsame Weise technisches Englisch quasi in
kleinen Häppchen anbietet.
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graph paper
Millimeterpapier
half-time
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Hall element
Hallelement
hand-held instrument Handmessgerät
H
hardness
heat
heat flow density
heat quantity
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humidity
I
illumination intensity
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Bildverarbeitung
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technisches Englisch und speziell
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und Technikern ausgerichtet.
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magnetic
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measuring cell
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measuring point
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modal analysis
modal stimulator
monitoring
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Neigung
Anzeiger
Induktivität
induktiv
Kinematikprüfsystem
Länge
Pegel
Lichtschranke
Lichtstärke
magnetisch
Masse
Massenstrom
Werkstoff
Messung
Messverstärker
Messzelle
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Modalerreger
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102 K|E|M Konstruktion 06 2017

DAS ENGLISCHE FACHWORT
WORT
DAS E
Industrie
Kontakt
Matthias Meier, Karlsruhe,
Herausgeber der Zeitschrift
‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘
www.inchbyinch.de
N
noise
non-destructive
O
optical
optical density
optical fibre cable
optoelectronic
oscillation
oscillation analysis
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optisch
Optische Dichte
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optoelektronisch
Schwingung
Schwingungsanalyse
Oszilloskop
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finden Sie auch
als ePaper auf
keosk !
Für das englische Fachwort zeichnet Matthias Meier aus Karlsruhe
verantwortlich, der die Zeitschrift ‚Inch | Technical English
– Inch by Inch‘ herausgibt. Von ihm stammen auch die sogenannten
Pictorials, die auf unterhaltsame Weise technisches
Englisch quasi in kleinen Häppchen anbieten. Weitere Pictorials
und Infos zur Inch finden Sie unter:
inchbyinch.de
PICTORIAL – MESSUHR
Jetzt
lesen!
dial gauge
contact point
spindle/plug gauge
clamping shank
tolerance indicator
pointer
scale
lifting device
Messuhr
Messtaster
Messbolzen
Einspannschaft
Toleranzmarke
Zeiger
Skale
Anlüfthebel
Weitere Informationen finden Sie unter:
www.keosk.de/de/ee05ab3255/archive/
Weitere Pictorials finden Sie unter: inchbyinch.de
K|E|M Konstruktion 06 2017 103

i
t
SERVICE
VERANSTALTUNGEN UND PUBLIKATIONEN
All About Automation am 21. und 22. Juni 2017 in Essen
Klare Ausrichtung auf Industrieautomation
Die regionale Fachmesse für Industrieautomation
All About Automation macht am 21.
und 22. Juni 2017 Station in der Messe Essen.
Stande Ende April hatten sich 125 Aussteller
angemeldet. Dass die Messe wächst,
steht damit fest: 2016 waren es 109 Aussteller.
Die klare Ausrichtung auf Industrieautomation,
Zeit für intensive Fachgespräche,
kompetente Beratung und eine angenehme
Messeatmosphäre zeichnen die All About
Automation aus. Parallel findet erstmals der
Praxis-Kongress Automation Meets Wireless
statt. Anhand vieler Praxisbeispiele zeigen
Die Individualisierung von
Produkten ist mehr denn je ein
wichtiges Thema auf der
All About Automation
Experten aus allen Bereichen der
Automatisierungstechnik, wie
man durch kabellose Systemwelten
neue Anwendungen, technologische
Möglichkeiten und Innovationen
gestalten kann. Kompetenz
für Funklösungen findet sich
auch in der Messehalle. Die
Stände der Aussteller, die zu diesem
Thema Lösungen beisteuern können,
sind mit dem Kongresslogo gekennzeichnet.
Fester Bestandteil der Veranstaltung ist das
kostenfreie, von Ausstellern gestaltete Vortragsprogramm
auf der Talk Lounge in der
Messehalle. Neue Technologien in der Bildverarbeitung,
Software-as-a-Service, Retrofit
von Maschinen, von Profibus zu Profinet, die
Betriebssicherheitsverordnung und die EMV
Richtlinie – das sind nur einige der praxisrelevanten
Themen, zu denen Vorträge stattfinden.
bt
www.allaboutautomation.de
Bil
d:
Unt
itl
ed
Exh
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Rapid.Tech in Erfurt, 20. bis 22. Juni 2017
Europäischer Event für
additive Fertigung und 3D
Rapid.Tech + FabCon 3.D haben sich als europäischer
Event für additive Fertigung und
3D-Druck etabliert. Internationalität, hohe
Marktführerdichte und ein praxisorientierter
Fachkongress prägen die Veranstaltung. Das
Kongressprogramm wird am 20. Juni durch
Chuck Hull, den Erfinder des 3D-Drucks eröffnet.
Darüber hinaus zeigen Unternehmen,
Forschungseinrichtungen und Netzwerke an
allen drei Tagen aktuelle AM-Beispiele auf der
begleitenden Fachmesse. Während die Rapid.Tech
auf industrielle Anwendungen fo-
Rittal mit neuem Produktkatalog
System-Handbuch für Industrie und IT
Bild: Bild: Rittal Rittal
Ob für den Konstrukteur, Schaltanlagenbauer
oder Rechenzentrums-Spezialisten – im neuen
System-Handbuch 35 stellt Rittal sein
komplettes, aktuelles Produktprogramm für
Industrie und IT vor. Der 936-seitige Katalog
bietet alles Wissenswerte über das weltweit
umfangreichste Produktportfolio für Schalt-
Im
System-Handbuch
35 stellt Rittal
sein komplettes,
aktuelles Produkt-
programm vor
schranktechnik, Klimalösungen, Stromverteilung
und IT-Infrastrukturen. Neu sind Produkte
und Lösungen von Rittal Automation Systems
sowie von Eplan. Im Zuge der Digitalisierung
steht das System-Handbuch 35 für
eine zeitgemäße Vernetzung von Print und
Online. Über den Internet-Auftritt erhält der
Nutzer weitere wertvolle Informationen zu jedem
Produkt. So leitet das PDF des Katalogs
durch eine Verknüpfung von Bestellnummer
und Internet direkt auf die entsprechende
Produktseite. Datenblätter, Konfigurationshilfen,
CAD-Daten, Videos, Konformitätserklärungen,
Leistungsdiagramme, Approbationen,
Montage- sowie Bedienungsanleitungen
und vieles mehr stehen auf Knopfdruck
zur Verfügung. Die direkte Anbindung an den
Online Shop bietet sowohl dem Konstrukteur
als auch dem Einkäufer komfortable Funktionen
für den effizienten Beschaffungsprozess.
Das Handbuch kann formlos und kostenfrei
bei Rittal angefordert werden.
bt
www.rittal.de
Unternehmen zeigen in Efurth aktuelle
AM-Beispiele
kussiert, dient die FabCon 3.D mit der 3D
Printing Conference der internationalen
3D-Druck-Community mit kreativen Start-
Ups, Szene-Größen und Hobbyisten als Treffpunkt.
Rund 200 Aussteller aus zehn Ländern
haben sich zum europäischen Event angemeldet.
Das Messeduo begrüßt dieses Jahr
unter anderem Unternehmen aus Italien, Polen,
Russland und den USA.
bt
www.rapidtech.de
Bild: Messe Erfurt
104 K|E|M Konstruktion 06 2017

WEBINARE
SERVICE
Webinar Comsol Multiphysics am 13. Juni 2017, 14:00 Uhr
Multiphysik-Simulation optimiert rotierende Maschinen und Bauteile
Dr. Maria Iuga-
Römer von Comsol
Multipysics ist die
Referentin
Bilder: Comsol
Das physikalische Verhalten von rotierenden
Maschinen wird stark durch Vibrationen beeinflusst,
die durch die Rotation und Struktur
der Maschinen selbst verstärkt werden können.
Bei praxisnahen Aufgabenstellungen in
Anwendungen, in denen rotierende Maschinen
und Bauteile vorkommen, sind Kenntnisse
über die Rotordynamik daher sehr wichtig.
Solche Anwendungen treten beispielsweise
im Bereich Automotive und Luftfahrt, bei der
Energieerzeugung sowie beim Design von
elektrischen Produkten und Haushaltsgeräten
auf. In diesem Webinar erhalten Sie am
13. Juni 2017 einen Überblick über die Simulations-
und Modellierungsmöglichkeiten der
Software Comsol Multiphysics mit Fokus auf
der Dynamik von rotierenden Maschinen und
Bauteilen. Dafür verwenden wir das Rotordynamics
Module – eine Erweiterung des
Structural Mechanics Module. Anhand eines
Beispielmodells analysieren wir die Variation
der Eigenfrequenzen und der Eigenmoden
als Funktion der Winkelgeschwindigkeit eines
Rotorsystems. Die Ergebnisse können
direkt in der Softwareumgebung ausgewertet
und in verschiedenen Auftragungen präsentiert
werden, z.B. als Campbell-Diagramme,
modale und harmonische Orbits, Wasserfall-Plots
oder Wirbel-Plots. Die Referentin
ist Dr. Maria Iuga-Römer. Die Teilnahme ist
kostenlos. Sie benötigen nur einen (mobilen)
Internetzugang sowie einen Lautsprecher. bt
http://kem.industrie.de/webinare/
Zusammenarbeit mit externen Entwicklungspartner
PLM endet nicht am Firmentor
Wenn im Maschinenbau Entwicklungsaufgaben fremdvergeben
werden, müssen sensible CAD-Daten oder andere technische Dokumente
mit Entwicklungs-Partnern ausgetauscht werden. Hier ist
höchste Transparenz und Sicherheit gefordert. Erfahren Sie in der
Aufzeichnung des Webinars an einem konkreten Beispiel von Kuka
Systems A&T, wie diese Herausforderung als Teil des Product Lifecycle
Managements (PLM) mittels virtueller Projekträume organisiert
wird.
bt
http://kem.industrie.de/webinare/
Webcast Ansys
Simulation von Verdrängermaschinen
und Kreiselpumpen
Pumpen und Kompressoren müssen heutzutage nach immer strengeren
Richtlinien ausgelegt und optimiert werden. Mit Hilfe von Simulation
können die vielfältigen physikalischen Fragestellungen, die
in solchen Maschinen oft auftreten, effizient und ohne teure Prototypen
untersucht werden. Erfahren Sie in diesem Webcast mehr darüber,
wie komplexe , umfassende Workflows zur Multiphysik-Simulation
besonders einfach realisiert werden können.
bt
http://kem.industrie.de/webinare/
Magnetsysteme ı Magnetgummi ı Magnetfolie ı Bedruckte Magnete ı Magnethaftflächen
Tel +49 9367 / 98977-0 ı Mail info@schallenkammer.de ı Web www.schallenkammer.de ı Shop www.magnetfolie.com
Jetzt Katalog
anfordern!
K|E|M Konstruktion 06 2017 105

SERVICE
ONLINE-NEWS
Schnelle Profilauswahl durch Konfigurator
Konfigurieren mit Item Machining Tool
Die Projektdokumentation aller Prozessschritte und Positionen erfolgt
automatisch über das Tool
Bisher basierte der Konstruktionsprozess auf
manuell angefertigten Zeichnungen, der Bearbeitung
von Produktionsstücklisten und einer
manuellen Kalkulation. Mit dem neuen
Bild. Item
Item Machining Tool gehören
diese langwierigen
und aufwändigen
Bearbeitungsschritte
der Vergangenheit an.
Der Online-Konfigurator
ermöglicht eine sekundenschnelle
Profilauswahl
über den Item Profilfinder.
Dieser bietet
die Möglichkeit, nach
Produkteigenschaften
zu filtern und führt zusätzlich
Biegungs- und
Knickungsberechnungen
durch. Über- und
Unterdimensionierungen
werden dadurch effektiv
vermieden. Nach der Auswahl des richtigen
Profils platziert der Benutzer Verbinder
oder andere Zubehörkomponenten per Dragand-Drop
präzise und genau an der technisch
geeigneten Stelle. Das beinhaltet auch die
exakte Definition von Anschlussarbeiten, wie
Durchgangs-, Stufen- oder Gewindebohrungen.
Die direkte optische Kontrolle der Profile
und Positionen erfolgt über die integrierte
3D-Technologie. Fehlbestellungen werden so
von vornherein ausgeschlossen. Kunden profitieren
von einer deutlichen Effizienzsteigerung
im gesamten Engineering-Prozess. Das
Item Machining Tool ist ohne Installation auf
jedem Endgerät verfügbar. Nach einem persönlichen
Login sind Preise für Kunden sofort
ersichtlich. Nach der Auswahl, Konfiguration
und Bestellung eines kompletten Profils mit
Verbindern und Zubehör werden die Artikel
innerhalb von 72 Stunden versendet. Auch
die Projektdokumentation aller Prozessschritte
und Positionen erfolgt automatisch über
das Tool. Diese dient als Basis für die Fertigung
und für Nachbestellungen.
bt
http://item.engineering/DEde/machiningtool
Messtechnik direkt vom Hersteller
Wika mit neuem Online-Shop
Im neuen Online-Shop können Kunden eine
Vielfalt an Produkten ab sofort rund um die
Uhr direkt vom Hersteller beziehen. Der Service
bietet eine umfassende Auswahl mechanischer
und elektronischer Druck- und Temperaturmessgeräte,
ergänzt durch weitere Produkte
aus den Bereichen Füllstandsmessung
und Kalibriertechnik. Kunden können die Geräte
in Standardausführung bestellen oder
unkompliziert mit nur wenigen Klicks eine anwendungsspezifische
Version konfigurieren.
Wikas Lagerkapazität von rund einer Million
Geräte ermöglicht eine schnelle Lieferung,
der Versand ist ab einem Warenwert von 100
Euro kostenfrei. Der Einkauf kann über die
gängigen Zahlungsformen beglichen werden
und erfolgt über eine sichere, SSL/TLS-verschlüsselte
Verbindung. Fragen zum Online-
Shop und dessen Angebot werden über eine
Service-Nummer oder im Live-Chat beantwortet.
bt
www.shop.wika.de
Bild: Wika
Website-Upgrade bei Lee
Online im neuen Look
Bild: Lee
Mit einem komplett neu
strukturierten Internetauftritt
und einer optischen
Grunderneuerung
in ein ansprechendes,
modernes Design,
präsentiert sich
seit kurzem Lee Hydraulische
Miniaturkomponenten.
Dank des
responsive Designs ist lee.de nicht nur auf
Desktops, sondern auch auf Endgeräten wie
Tablets und Smartphones gut zu erfassen.
Mit der Webpräsenz können sich Interessierte
nicht nur über das Unternehmen informieren,
auch die umfangreiche Produktpalette
und die dadurch entstehenden Möglichkeiten
zur Verbesserung der eigenen Leistungsangebote
werden in dieser neuen Strukturierung
anschaulich präsentiert. Dazu gehören
auch Neu- und Weiterentwicklungen im Bereich
der Miniaturbauweise sowie Links und
Downloads von Produktdatenblättern. Ein
ständig aktualisierter Messekalender, ein Archiv
vergangener Messen und ein Terminologie-Glossar
für die Produktbeschreibung runden
das neue Online-Angebot ab. Nützlich ist
die neue Suchfunktion, um sich über ein Produkt
oder ein Thema zu informieren. bt
www.lee.de
106 K|E|M Konstruktion 06 2017

AKTUELL IN DER ELEKTRO AUTOMATION
SERVICE
Industrie
Bild: Phoenix Contact
Umfangreiche Schaltgeräte-Familie für alle Anwendungsbereiche
Erfolgreich im Team
Schaltgeräte sorgen für die zuverlässige Funktion
des Gesamtsystems
Eine Welt ohne Schalter ist nur schwer
vorstellbar. Sicherlich sorgt eine Gas- oder
Kerzenbeleuchtung für eine gemütliche
Atmosphäre in den unzähligen Fabriken, in
denen die Mitarbeiter die Produkte wieder
mühsam in Handarbeit fertigen. So würde
sich die Situation ohne den Einsatz elektri-
scher Schaltgeräte tatsächlich darstellen. Bei
der Betrachtung, welche Bedeutung Schaltgeräte
in der Automatisierungstechnik
haben, wird schnell deutlich, dass sie die
Funktion des Gesamtsystems wesentlich
beeinflussen. In der Welt der Interfaces
haben insbesondere mit den Relais- und
Halbleiterschaltern fast unbemerkt wichtige
technologische Entwicklungen stattgefunden,
die die Leistungsfähigkeit moderner
Automatisierungsanlagen entscheidend bestimmen.
Es ist also Zeit, die eigentlichen
Hauptdarsteller der Automatisierungswelt
mit ihrem besonderen Leistungsspektrum
näher zu betrachten – wie beispielsweise das
umfangreiche Portfolio von Phoenix Contact.
Details dazu lesen Sie in der aktuellen elektro
AUTOMATION 06/2017.
Fachwissen für
Interdisziplinäre
Produktentwicklung
Reibungslose Abläufe mit Endress + Hauser
Knirschfreie Zuckerproduktion
kem.de/digitalisierung
Südzucker gehört zu den führenden Zuckerproduzenten
weltweit und ist einer der größten
Nahrungsmittelkonzerne Deutschlands.
Am Standort Wabern wird unter anderem ein
spezieller Zucker für die Waschmittelindustrie
hergestellt. Während der Kampagne – der
Hochsaison – arbeitet die Fabrik ohne Unterbrechung
im 24-Stunden-Betrieb. Die jährliche
Produktion des Werkes reicht aus, den
Bedarf von knapp 3 Millionen Verbrauchern
zu decken. Inwiefern exakte Werte von
Messgeräten von Endress + Hauser dabei
die Basis für eine optimale Produktions -
Differenzdrucktransmitter mit Ventilblock verbaut
im Ex-zugelassenen Transmitterschutzkasten
steuerung bilden, lesen Sie in der aktuellen
elektro AUTOMATION ab Seite 45.
Bild: Endress + Hauser
KEM Systems Engineering
Speziell für Sie als Verantwortliche für
den Entwicklungsprozess.
Damit die Zusammenarbeit zwischen
Mechanik- und Elektronik-Spezialisten,
Softwarenentwicklern, Automatisierungsprofis
und IT‘lern reibungslos klappt.
Jährlich 2 Sonderausgaben mit vielen
Anregungen und Ansätzen, wie sich die
interdisziplinäre Zusammenarbeit in der
Praxis methodisch und organisatorisch
umsetzen lässt.
Kombinierte Drehverbinder
Für spezielle Einsätze
Servotecnica entwickelt und fertigt elektrische
Drehübertrager für jeden Einsatzzweck:
Die wichtigste Funktion des Drehübertragers
beziehungsweise Schleifrings ist es, Signale
oder elektrische Leistungen von einer festen
auf eine mobile Struktur zu übertragen,
um eine durchgehende Rotation zwischen
beiden Seiten zu ermöglichen. Sollen jedoch
auch flüssige oder gasförmige Substanzen
übertragen werden, sind ausgefeiltere
Lösungen nötig. Mit seinen kombinierten
Drehverbindern bietet Servotecnica hierzu
Elektrische Drehübertrager beziehungsweise
Schleifringe übertragen elektrische Signale von
einer festen auf eine mobile Struktur
Bild: Servotecnica
eine Palette an Systemen an, die sich
individuell an die jeweilige Anwendung
anpassen lassen. Ausführliche Informationen
dazu finden Sie ab Seite 74 in der elektro
AUTOMATION 06/2017.
Digitale
Ausgabe
lesen:
aus develop³
wird KEM Systems
Engineering
Aktuelle
Ausgabe
bestellen:
Die passenden Medien
für Ihre Branche:
konradin.de/industrie
media.industrie.de K|E|M Konstruktion 06 2017 107

ANTRIEBSTECHNIK
ANTRIEBSTECHNIK
BÜRSTEN
Kammerer Gewindetechnik
www.kammerer-gewinde.com
Kammerer Gewindetechnik GmbH stellt in Hornberg-
Niederwasser im Schwarzwald hochwertige Gewindetriebe
her. Dabei bietet Kammerer sämtliche
Fertigungsverfahren zur Herstellung von Gewinden an.
Das Produktprogramm umfasst Kugelgewindetriebe,
Trapezgewindetriebe, Gleitgewindetriebe, Schnecken,
Schneckenwellen, kundenspezifische Baugruppen und
Komplettsysteme. Die Produkte finden weltweit Einsatz
im Werkzeugmaschinenbau, im allgemeinen Maschinenbau,
der Feinwerktechnik, in der Handhabungsautomotation
und Robotik, in der Medizintechnik, der
Lebensmitteltechnik, der Flugzeugindustrie und dem
Automobilbau.
ÜV Überlastschutz und Verbindungssysteme
GmbH
www.uev-gmbh.de
Überlastschutz und Verbindungssysteme GmbH bietet
als Hersteller sowohl Ausgleichskupplungen verschiedener
Arten und Baugrößen als auch Sicherheitskupplungen
für unterschiedliche Anwendungsfälle an.
Im umfangreichen Produktportfolio finden Sie:
– Metallbalgkupplungen
– Federstegkupplungen
– Sicherheitskupplungen
30 Jahre Erfahrung in Entwicklung und Produktion
ermöglichen es auch auf spezielle Kundenanforderungen
zu reagieren und Sonderlösungen zu realisieren.
KULLEN-KOTI GmbH
www.kullen.de
Technische Bürsten, die perfekt passen – Kullen-Koti
ist der innovative Lösungspartner weltweit. Seit über
100 Jahren.
Für kundenspezifische industrielle Anwendungen in
jeder Branche bietet Kullen-Koti genau die richtige
Bürste – bis hin zu individuellen Sonderlösungen.
Kullen-Koti macht die Auswahl und Realisierung der
besseren Lösung einfacher, schneller und sicherer –
durch Expertenkompetenz und eines der größten Produktprogramme
der Welt.
Bürstentechnologie von Kullen-Koti – für mehr Produktivität,
Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in vielen
Prozessen und für hocheffiziente Anwendungslösungen
der Zukunft.
C-TEILE-MANAGEMENT
DICHTUNGSTECHNIK
FEDERN
REIFF Technische Produkte GmbH
www.reiff-tp.de, www.reiff-tpshop.de
REIFF Technische Produkte – kompetenter Partner der
Industrie mit Schwerpunkt in der Erstausrüstung. Als
Vollsortimenter verfügt REIFF über mehr als 140 000
Produkte aus den Bereichen Antriebstechnik, Dichtungstechnik,
Klebetechnik, Kunststofftechnik, Profiltechnik,
Schlauchtechnik und Schwingungsdämpfung.
Enge Partnerschaften zu namhaften Herstellern, eigene
Produktionsstätten zur Be- und Verarbeitung und
umfassende E-Business-Lösungen zeichnen REIFF aus.
Ergänzt durch Vertriebstechniker, die beraten und entwickeln,
wird REIFF zum verlässlichen Partner, dessen
Leistungen weit über den Begriff Handel hinausgehen.
GFD – Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH
www.gfd-dichtungen.de
GFD-Gesellschaft für Dichtungstechnik mbH entwickelt
und produziert Dichtungen und Dichtelemente für
höchste Anforderungen und extreme Betriebsbedingungen.
Die GFD Dichtungen- und Dichtelemente werden
seit Jahren in den unterschiedlichsten Branchen mit
Erfolg eingesetzt. Sei es z. B in der Armaturenindustrie,
in der Werkzeugmaschinenindustrie, in Pumpen- und
Verdichtern, in der chemischen Industrie sowie in der
Lebensmittelindustrie und in vielen weiteren Branchen.
Lieferprogramm:
– Federelastische PTFE-Dichtungen
– Metall-O- und C-Ringe
– Radialwellendichtringe mit PTFE-Dichtlippe und
Edelstahlgehäuse
Schweizer GmbH & Co. KG
www.schweizer-federn.de
Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet
bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.
Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 90
Mitarbeiter hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile
aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und
Großserien.
Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer
GmbH & Co. KG umfasst:
• Druck-, Zug- und Schenkelfedern
• Draht- und Stanzbiegeteile
• Mikrofedern
• Laserschneidteile und komplette Baugruppen
108 K|E|M Konstruktion 06 2017

PARTNER FÜR ENGINEERING
FLUIDTECHNIK
FLUIDTECHNIK
FLUIDTECH
Andreas Lupold Hydrotechnik GmbH
www.lupold.de
Ihr Systempartner für Hydraulikkomponenten
innovativer Hersteller von hydraulischen Hubgeräten,
Ventilen, Pumpen, Steuer- und Regelgeräten bieten wir
unseren Kunden Standardprogramme, Sonderlösungen,
Serienfertigung (Klein- bis Großserien) und Entwicklungskompetenz
für
• Handhabungstechnik
• Medizintechnik
• Holztechnik
• Gebäudetechnik
• Ölfeuerungstechnik
• Stationär- und Mobilhydraulik
PSK Ingenieurgesellschaft mbH
www.psk-weimar.com
Die 1994 in Weimar gegründete Fa. PSK ist Hersteller
und Händler von fluidtechnischen Geräten und kundenspezifischer
Systemtechnik zur Steuerung und Regelung
fluidtechnischer Medien.
Das Produktportfolio umfasst neben Kunststoff-Pneumatikzylindern
(Standardprogramm und FDA-Ausführung)
auch elektromotorische Ventile unterschiedlicher
Bauarten für extreme Einsatzbedingungen.
Sonderlösungen im Bereich der Automatisierung, Fluidtechnik
und Pneumatik runden das Produktportfolio ab.
RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.
www.rct-online.de
Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip
„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart
mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt
und einem hohen technischen Beratungsservice.
Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst
ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,
Verbindungselemente, Durchflusstechnik,
Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,
Filtration und Antriebstechnik stammen.
Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.
Englerstraße 18, 69126 Heidelberg
Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de
MASCHINENELEMENTE
MASCHINENELEMENTE
SIGNALTECHNIK
Sitema GmbH & Co. KG
www.sitema.de
Spezialist für Klemmeinheiten und Bremsen im
Maschinenbau
Wenn bei industriellen Anlagen Lasten zu halten sind
darf, eines nicht zu kurz kommen: Sicherheit. Und für
die sorgt die hocheffektive Klemmkopf-Technologie von
SITEMA. Beispielsweise bei hydraulischen Pressen,
Portalen und Werkzeugmaschinen.
Produktgruppen
• Klemmköpfe
• Absturzsicherungen
• Linearbremsen
• Hydraulisch, Pneumatisch, Elektrisch
Smalley Europa
www. smalley.com/de
Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen
Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer
bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox
Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem
Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat
mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte
vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine
Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin
aufzeigen.
WERMA Signaltechnik GmbH + Co.KG
www.werma.com
WERMA – Intelligente Signaltechnik
Die Produkte und Lösungen von WERMA machen Prozesse
sicher und halten sie effizient am Laufen. So sparen
Sie nicht nur Zeit und Geld, sondern können Abläufe
auch nachhaltig optimieren.
In unserem aktuellen Katalog finden Sie ein umfangreiches
Angebot an:
Signalsäulen, Systemen zur Optimierung von Fertigung,
Montage und Logistik, Signalleuchten und Ampeln,
Hupen und Sirenen, Optischen und Akustischen Kombinationen.
Fordern Sie gleich Ihr persönliches und kostenloses
Exemplar an oder besuchen Sie uns auf unserer Homepage
unter www.werma.com
VERBINDUNGSTECHNIK
Fakten zu Unternehmen, Details zu Angebots- und Leistungsspektrum finden
Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.
Scannen Sie hier und gelangen Sie zur Online-Anbieterübersicht!
Bookmark!
www.kem.de/firmenverzeichnis
Ferdinand Gross GmbH & Co. KG
www.schrauben-gross.de
Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik
und C-Teile-Management und bietet Kunden und
Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.
Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen
über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.
Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über
107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management
bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen
zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.
K|E|M Konstruktion 06 2017 109

IMPRESSUM
INSERENTENVERZEICHNIS
ACI-Laser GmbH, Nohra ........... 9
Andreas Lupold Hydrotechnik
GmbH, Vöhringen .................. 109
ASCO Numatics GmbH,
Ölbronn-Dürrn ......................... 69
DELO Industrie Klebstoffe
GmbH & Co KGaA,
Windach ................................ 101
Eisele Pneumatik GmbH,
Waiblingen .............................. 45
elobau GmbH & Co.KG,
Leutkirch ................................. 85
Endress+Hauser Messtechnik
GmbH+Co. KG,
Weil am Rhein ................... 19–22
Dr. Fritz Faulhaber GmbH &
Co.KG, Schönaich .................. 112
Fraba GmbH, Köln ................... 37
GFD-Gesellschaft für
Dichtungstechnik mbH,
Brackenheim ......................... 108
GMT Gummi-Metall-
Technik GmbH, Bühl ............... 97
Ferdinand Gross
GmbH & Co KG,
Leinfelden-Echterdingen ....... 109
Herbert Hänchen
GmbH & Co. KG, Ostfildern ... 63
Höhl & Westhoff, Wuppertal ... 73
HSB Automation GmbH,
Reutlingen .............................. 57
Hyprostatik Schönfeld GmbH,
Göppingen ............................... 74
icotek GmbH, Eschach ........... 91
IDS Imaging Development
Systems GmbH, Obersulm .... 81
VORSCHAU
Wälzlager aus Edelstahl Rostfrei sichern einen
zuverlässigen Rund-um-die-Uhr-Betrieb unter
Einhaltung hoher Hygienestandards
ILME GmbH, Wiehl ................ 93
ITM UNITEC GmbH,
Backnang ................................ 77
Fr. Jacob Söhne
GmbH & Co. KG,
Porta Westfalica ...................... 97
Kammerer-Gewindetechnik
GmbH, Hornberg ...... 108
Kistler Instrumente AG,
CH-Winterthur ........................ 89
Kullen-KOTI GmbH,
Reutlingen ............................. 108
Metrofunk Kabel-Union GmbH,
Berlin ....................................... 17
MICRO-EPSILON-MESS-
TECHNIK GmbH & Co. KG,
Ortenburg ................................. 3
August Mink KG, Göppingen .... 7
Novotechnik Messwertaufnehmer
OHG, Ostfildern .............. 87
Proto Labs GmbH,
Feldkirchen ............................. 29
PSK Ingenieurgesellschaft mbH,
Erfurt ..................................... 109
R + W Antriebselemente GmbH,
Klingenberg ............................. 13
Reichelt Chemietechnik
GmbH & Co.,
Heidelberg ....................... 92,109
Reiff Technische Produkte
GmbH, Reutlingen ................ 108
Schallenkammer Magnetsysteme
GmbH, Kürnach .............. 105
Schweizer GmbH & Co.KG,
Reutlingen ............................. 108
Bild: WZV/Schaeffler Technologies
Siemens AG Process Industries
and Drives Divis, Bocholt ........ 11
SITEMA GmbH & Co.KG,
Karlsruhe ............................... 109
SKF GmbH, Schweinfurt ......... 47
SLF Spindel- und Lagerungstechnik
Fraureuth GmbH,
Fraureuth ................................ 75
Smalley Steel Ring Company,
US-Lake Zurich,
IL 60047 ........................... 35,109
Walter Stauffenberg
GmbH & Co. KG, Werdohl ...... 73
STEGO Elektrotechnik GmbH,
Schwäbisch Hall ...................... 31
Dr. Erich Tretter GmbH & Co.
Maschinenelemente,
Rechberghausen ..................... 49
Türk & Hillinger GmbH,
Tuttlingen .................................. 5
WEH GmbH Verbindungstechnik
/ Precision Conn,
Illertissen ................................ 71
Peter Welter GmbH & Co. KG,
Erftstadt .................................. 45
WERMA Signaltechnik
GmbH + Co.KG,
Rietheim-Weilheim ............... 109
WSCAD electronic GmbH,
Bergkirchen ............................ 25
Zwick GmbH & Co. KG, Ulm .. 95
ÜV Überlastschutz und
Verbindungsysteme GmbH,
Mömlingen ............................ 108
Wälzlager sorgen für Bewegung in unzähligen
mechanischen Anwendungen. Insbesondere in der
Lebensmittelindustrie kommt es auf den richtigen
Dreh an. Ob in Umlenktrommel, Abfüllanlage, Wasch-,
Polier- oder Förderanlage: Eine ebenso leistungsfähige
wie hygienische Wälzlagertechnik ist hier unverzichtbar.
Dauerhafte Korrosions- und Verschleißbeständigkeit
sowie optimale Reinigungsfähigkeit machen
Edelstahl Rostfrei mit Qualitätssiegel deshalb zum
Werkstoff der Wahl bei der sicheren Herstellung
und Verarbeitung von Nahrungsmitteln.
KEM Konstruktion 7-8/2017 erscheint am 27.07.2017
ISSN 1612–7226
Herausgeberin: Katja Kohlhammer
Verlag:
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,
Ernst-Mey-Straße 8,
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany
Geschäftsführer: Peter Dilger
Verlagsleiter: Peter Dilger
Redaktion:
Chefredakteur:
Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417
Stellvertretender Chefredakteur:
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431
Redakteure:
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;
Jens-Peter Knauer (jpk), Phone +49 711 7594–407;
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286
Redaktionsassistenz:
Gabriele Rüdenauer,
Phone +49 711 7594–257
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Layout:
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Redaktionelle Mitarbeit:
Dipl.-Ing. Jürgen Goroncy
Gesamtanzeigenleiter:
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 52 vom 1.10.2016
Auftragsmanagement:
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319
Leserservice:
Ute Krämer,
Phone +49 711 7594–5850
Fax +49 711 7594–15850
E-Mail: ute.kraemer@konradin.de
KEM erscheint monatlich und wird kostenlos nur an
qualifizierte Empfänger geliefert.
Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und
MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.
Einzelverkaufspreis: 8,60 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier
Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist
von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.
Auslandsvertretungen:
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.co.uk
Schweiz: IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstr.3,
CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88,
Fax +41 52 633 08 99, E-Mail: f.stoll@iff-media.ch USA:
TD.A. Fox Advertising Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn
Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212
8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net
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nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt
eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in KEM
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gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung
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Leinfelden-Echterdingen.
EDA
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Auch als komplettes Motion Control System mit integrierter
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München 26. – 29.06.2017
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