KEM Konstruktion 01-02.2019
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KEM Konstruktion 01-02.2019

Trendthemen: Digitalisierung, Digitaler Zwilling, Systems Engineering; KEM Porträt: Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard; KEM Perspektiven: Maschineering holt den digitalen Zwilling aus der Cloud

Trendthemen: Digitalisierung, Digitaler Zwilling, Systems Engineering; KEM Porträt: Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard; KEM Perspektiven: Maschineering holt den digitalen Zwilling aus der Cloud

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Das<br />

Engineering<br />

Magazin<br />

<strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9<br />

www.kem.de<br />

Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />

Titelstory Seite 32<br />

Ein sicherer Ort für<br />

Elektronik<br />

Digitaler Zwilling<br />

zündet Turbo<br />

<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />

Seite 24<br />

Verriegelungen<br />

wählen<br />

Sicherheitstechnik<br />

Seite 48<br />

Stahl und Alu<br />

sicher fügen<br />

Verbindungstechnik<br />

Seite 70<br />

Im Gespräch | „C(ent)-Teile verdienen mehr Beachtung“<br />

Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard Deutschland GmbH – Seite 12<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 1

DIE NEUE PRÄZISIONSKUPPLUNG SCL<br />

FLEXIBILITÄT IN<br />

AKKURATER FORM<br />

Überall, wo erhöhte Flexibilität gefragt ist:<br />

die neue Servolamellenkupplung von R+W.<br />

– Höherer Versatzausgleich<br />

– Einsatz bei aggressiven Medien und hohen Temperaturen<br />

– Einfachste Handhabung<br />

Mehr Infos unter www.rw-kupplungen.de/servolamellenkupplung/<br />

Besuchen Sie uns auf der<br />

Hannover Messe, 1.-5.4.2<strong>01</strong>9<br />

Halle 25, Stand C30<br />

2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

EDITORIAL<br />

Bürsten – unterschätzte<br />

High-Tech-Werkzeuge<br />

Wussten Sie, dass Bürsten mehr können, als nur bürsten? Bürsten – genauer<br />

technische Bürsten – lassen sich zum Entgraten, Finishen, Reinigen, Transportieren,<br />

Führen, Bremsen, Stützen, Tragen, Entstauben und Abdichten einsetzen.<br />

Erfahren Sie in unserem Schwerpunkt zum Thema Bürsten (ab Seite 60) mehr über<br />

diese unterschätzten High-Tech-Werkzeuge.<br />

Wussten Sie, dass in vielen Produkten bis zu 50 Prozent C-Teile verbaut sind?<br />

Dabei handelt es sich um Kleinteile, die vermeintlich nichts kosten, aber<br />

nichtsdestotrotz erheblich zu den Prozesskosten beitragen. Im Gespräch mit der<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> (ab Seite 12) berichtet Hans van der Velden, Geschäftsführer,<br />

Bossard Deutschland GmbH, wie sich diese Kosten durch eine ganzheitliche<br />

Sichtweise halbieren lassen.<br />

Wussten Sie, dass sich Simulation demokratisieren lässt? Wie das funktioniert<br />

erfahren Sie im Interview mit Comsol-Geschäftsführer Sven Friedel (ab Seite 16).<br />

Wussten Sie, dass ein digitaler Zwilling nicht notwendigerweise in der Cloud<br />

laufen muss? VR-Spezialist Machineering hat eine Software-Lösung entwickelt, die<br />

den digitalen Zwilling in den Schaltschrank bringt (ab Seite 24). Maschinendaten<br />

werden damit inhouse gehostet, verwaltet, bearbeitet und genutzt. Aber egal ob<br />

Cloud oder Schaltschrank: Anwender kommen mit dem digitalen Zwilling dank<br />

virtueller Inbetriebnahme schneller zum Ziel.<br />

NÄHERUNGS-<br />

SENSOREN<br />

Magneto-induktive Abstandssensoren<br />

zur berührungslosen<br />

linearen Wegmessung<br />

Wählbare Messbereiche bis 55 mm<br />

Hohe Grundempfindlichkeit und<br />

Temperaturstabilität<br />

Geeignet zur Drehzahlmessung<br />

Frei definierbare Schaltpunkte<br />

Verschiedene Sonderausführungen:<br />

Edelstahl | Kunststoff | OEM<br />

Das und vieles mehr lesen und erfahren Sie in der vorliegenden Ausgabe der<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>. Spannende Lektüre wünscht<br />

Johannes Gillar<br />

Stellvertretender Chefredakteur<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

johannes.gillar@konradin.de<br />

Tel. +49 8542 1680<br />

www.micro-epsilon.de/mds

Inhalt <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9<br />

55. Jahrgang<br />

TITELSTORY<br />

Ein sicherer<br />

Ort für Elektronik<br />

Elektronikkomponenten müssen wirksam vor äußeren<br />

Einflüssen geschützt werden. In den maßgeschneiderten<br />

Elektronikgehäusen von CTX Thermal Solutions sind Platinen,<br />

Kontakte und Co. vor Schäden sicher dank einer integrierten<br />

Kühllösung für die Ableitung der Verlustleistung.<br />

Bild: Machineering<br />

24<br />

Machineering begleitet mit seiner Simulationssoftware<br />

den gesamten Lebenszyklus einer Maschine und packt<br />

den digitalen Zwilling in den Schaltschrank.<br />

Magazin<br />

Branchennews<br />

Einheitliche Sprache für Industrie-4.0-Komponenten ....................... 6<br />

Fraunhofer IMWS entwickelt Prüfverfahren für Schutzgehäuse ...... 6<br />

Leichterer Einstieg für junge Ingenieure .......................................... 8<br />

IT-Infrastruktur zukunftssicher ausbauen .......................................... 8<br />

<strong>KEM</strong> Porträt<br />

Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard<br />

„C(ent)-Teile sollten nicht zur Prozesskostenfalle werden“ ........... 12<br />

Bild: Bopla<br />

36<br />

Das italienische Unternehmen Rexa ist ein Hersteller innovativer<br />

Technologien für die Abfallsammlung. Bei den Gehäusen der<br />

On-Board-Controller für Müllfahrzeuge setzt man auf Elektronik -<br />

gehäuse von Bopla.<br />

Trends<br />

Digitalisierung<br />

Sven Friedel, Comsol, zur Demokratisierung der Simulation ......... 16<br />

Produkt-News aus dem Bereich Digitalisierung ............................. 21<br />

Manufacturing Integration Plattform von MPDV ............................ 22<br />

Digitaler Zwilling<br />

Serie Grundlagen der Technik:<br />

Teil 1: Digitale Zwillinge aus virtuellen Baugruppen ....................... 28<br />

Systems Engineering<br />

Mit Pro File einen digitalen Informations-Zwilling realisieren ......... 30<br />

<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />

Digitaler Zwilling<br />

Machineering holt den digitalen Zwilling aus der Cloud ................. 24<br />

Bild: Kullen-Koti<br />

60<br />

Bürsten können mehr als nur bürsten. Sie entgraten,<br />

reinigen, transportieren, entstauben und dichten ab.<br />

Kullen-Koti hat die jeweils richtige technische Bürste<br />

und individuelle Sonderlösungen im Programm.<br />

Automatisierung<br />

Titelstory<br />

Gehäuse- und Kühllösungen von CTX bieten optimalen Schutz ... 32<br />

Elektrotechnische Bauelemente<br />

Robuste Elektronikgehäuse für das Abfallmanagement ................ 36<br />

Flexible Hierarchien mit Industrial Data Communications ............. 38<br />

Modulares Elektronikgehäuse für IoT-Geräte ................................ 40<br />

Sensoren & Messtechnik<br />

Winkelmessgeräte erhöhen Präzision von Roboter-Werkzeugen .. 42<br />

Prüfmaschine untersucht Auslösekraft von Pens ........................... 44<br />

Mica-IoT-Einsteiger-Kit für Industrie 4.0 ......................................... 43<br />

Sicherheitssysteme<br />

Praktischer Umgang mit Normen<br />

in der Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 10 ........................... 48<br />

Produkt-News aus dem Bereich Automatisierung ......................... 50<br />

4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Bernhardiner, vor Matterhorn<br />

Echte Schweizer<br />

32<br />

Bild: CTX<br />

Antriebstechnik<br />

Elektromotoren<br />

Schrittmotoren für Positioniersystem in Seismometer ......... 52<br />

Bürstenlose Motoren ohne Sensoren betreiben .................. 54<br />

Produkt-News aus dem Bereich Antriebstechnik. ................. 56<br />

Maschinenelemente<br />

Schwerpunkt Bürsten<br />

Technische Bürsten in der Oberflächentechnik ..................... 60<br />

Fasertechnologie bringt Sicherheit, Qualität und Effizienz .... 62<br />

Rotierendes Bürstenmodul reinigt Leiterplatten ................... 64<br />

Produkt-News aus dem Bereich Maschinenelemente. ......... 66<br />

Werkstoffe/Verfahren<br />

Verbindungstechnik<br />

Weiterentwicklung in der (Blech-)Verbindungstechnik..........<br />

68<br />

Feste EMPT-geschweißte Aluminium-Stahl-Verbindungen ... 70<br />

Produkt-News aus dem Bereich Werkstoffe/Verfahren ......... 72<br />

Steilgewindespindeln<br />

Gleitspindeltriebe<br />

gerollte Präzision<br />

beliebige Steigungen<br />

geräuscharm<br />

preiswert<br />

100% Swiss made<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Service<br />

Das englische Fachwort<br />

Robotics – Robotik ................................................................ 74<br />

Online-Tipps<br />

3D-Druck und Additive Manufacturing (AM) im Fokus .......... 76<br />

Tipps & Termine<br />

Praxisorientierter Automatisierungstreff in Böblingen ......... 80<br />

Aktuell in der elektro AUTOMATION<br />

Flexibler automatisieren mit 5G ............................................ 81<br />

Rubriken<br />

Editorial ................................................................................... 3<br />

Wir berichten über ................................................................. 11<br />

Inserentenverzeichnis, Vorschau, Impressum ....................... 84<br />

Eichenberger Gewinde AG<br />

5736 Burg · Schweiz<br />

T: +41 62 765 10 10<br />

www.gewinde.ch<br />

Folgen Sie uns unter @<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong> auch auf Twitter<br />

wir bewegen. weltweit<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 5<br />

Ein Unternehmen der Festo Gruppe

MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

Bild: VDI<br />

Neue Richtlinienreihe VDI/VDE 2193<br />

Einheitliche Sprache für<br />

Industrie-4.0-Komponenten<br />

Durch die Vernetzung zum Internet der Dinge, Daten und Dienste sowie umfassende<br />

Kooperation von I4.0-Komponenten entstehen dynamische und unternehmensübergreifende<br />

Wertschöpfungsnetzwerke. Basis dafür ist die Verfügbarkeit<br />

der Informationen in den notwendigen Komponenten. Einer dafür benötigten<br />

einheitlichen Sprache widmet sich die neue Richtlinienreihe VDI/VDE 2193.<br />

Neue Richtlinienreihe VDI/VDE<br />

2193: einheitliche Sprache für<br />

Industrie-4.0- Kompo nenten<br />

In Blatt 1 der VDI/VDE 2193 wird eine solche<br />

I4.0-Sprache entworfen. Diese Sprache dient<br />

der Umsetzung der zwischen I4.0-Komponenten<br />

stattfindenden Interaktionen. Sie besteht<br />

aus dem Vokabular der Sprache, der<br />

Struktur der Nachrichten und Interaktionsprotokollen.<br />

Die Richtlinie erläutert das Konzept<br />

des semantischen Austauschs von Informationen<br />

und zeigt, wie die Nachrichten und deren<br />

Abläufe für den Informationsaustausch in<br />

den Anwendungsfällen von Industrie 4.0 zu<br />

gestalten sind. Sie bildet damit die Grundlage<br />

für eine I4.0-konforme Kooperation und Kollaboration.<br />

VDI/VDE 2193 Blatt 2 ermöglicht dem Anwender,<br />

rechtlich verbindliche Wertschöpfungsketten<br />

über Unternehmensgrenzen hinweg<br />

auf direktem Wege zwischen zwei oder<br />

mehreren I4.0-Komponenten zu errichten, in<br />

der jede teilnehmende I4.0-Komponente eigenständig<br />

eine im Ausschreibungsverfahren<br />

vereinbarte Aufgabe übernimmt. Es werden<br />

zwei Interaktionsprotokolle betrachtet, die eine<br />

Kooperation von I4.0-Komponenten in<br />

Form von automatisierten Ausschreibungsverfahren<br />

organisieren.<br />

Beide Richtlinien richten sich an Anwender<br />

und Entwickler von Softwaresystemen für<br />

Automatisierungs- und Produktionstechnik,<br />

die Interaktionen zwischen I4.0-Komponenten<br />

konzipieren, entwerfen, umsetzen, testen<br />

und betreiben.<br />

bt<br />

www.vdi.de/2193<br />

Fraunhofer IMWS entwickelt Prüfverfahren für Elektronik-Schutzgehäuse<br />

Ursachen für Materialdefekte erforschen<br />

Kunststoffgehäuse, wie sie beispielsweise in<br />

Windkraftanlagen eingesetzt werden, sind<br />

oft extremen Witterungsbedingungen sowie<br />

elektrischen Feldern ausgesetzt. Das Fraunhofer-Institut<br />

für Mikrostruktur von Werkstoffen<br />

und Systemen IMWS hat deshalb nun<br />

gemeinsam mit der Präzisions-Plastic-Produkte<br />

GmbH (3P GmbH) mithilfe eines neuartigen<br />

Prüfkonzepts eine Möglichkeit geschaffen,<br />

Ursachen für Materialdefekte unter Einsatzbedingungen<br />

zu erforschen. Isoliermaterialien<br />

können damit unter verschiedenen<br />

Umweltbedingungen über einen längeren<br />

Zeitraum hinweg im elektrischen Feld untersucht<br />

werden. Um das Prüfkonzept zu entwickeln,<br />

haben die Wissenschaftlerinnen und<br />

Wissenschaftler Prüfkörper aus PBT-Kunststoffen<br />

(Polybutylenterephthalat) im Kunst-<br />

stoffspritzgussverfahren gefertigt.<br />

Eine Materialprobe war glaskugelverstärkt,<br />

während die<br />

zwei anderen mit Glasfasern<br />

verstärkt wurden.<br />

Die Prüfkörper bestanden<br />

aus je zwei Elektroden,<br />

die direkt in das Kunststoffmaterial<br />

injiziert wurden,<br />

um auf zusätzliche Isolationen zu<br />

verzichten. Die Untersuchungen ergaben<br />

insbesondere für den Einfluss<br />

von Feuchtigkeit ein besseres<br />

Verständnis von Versagensprozessen.<br />

Darüber hinaus<br />

haben das Fraunhofer<br />

IMWS und 3P Verfahren<br />

entwickelt, um Fehler<br />

Bild: Fraunhofer IMWS<br />

aufzuspüren und langfristige Vorhersagen in<br />

Bezug auf Defektbildungen treffen zu können.<br />

Um des Weiteren exaktere Aussagen<br />

zu Materialdegradation, Lebensdauereigenschaften<br />

sowie Alterungsmechanismen<br />

von Kunststoffen<br />

treffen zu können, sind weitere<br />

Forschungen notwendig. Zukünftige<br />

Studien sollen zudem den Einfluss von Additiven<br />

wie Flammschutzmitteln berücksichtigen,<br />

um die Materialzusammensetzung optimieren<br />

zu können.<br />

ik<br />

www.imws.fraunhofer.de<br />

Die entwickelten Prüfkörper – hier als<br />

computertomographische Darstellung –<br />

helfen beim Erkenntnisgewinn vom Einfluss<br />

von Feuchtigkeit bei Versagensprozessen<br />

6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

REDEN WIR MAL<br />

ÜBER DAS ABDICHTEN.<br />

Sie haben ein Problem mit der Abdichtung gegen Späne, Staub<br />

oder Zugluft?<br />

Sie haben noch keine perfekte und zugleich kostengünstige Lösung<br />

gefunden?<br />

Wir helfen Ihnen dabei!<br />

Mink Leistenbürsten dichten optimal ab.<br />

Die Flexibilität unserer Fasern und die unterschiedlichsten Profile der<br />

Bürstenkörper bieten für jede Problemstellung eine sichere Lösung.<br />

Ihre Vorteile:<br />

- Perfektes Abdichten, z. B. gegen Späne, Staub oder Zugluft<br />

- Verlustfreier Verbrauch – so viel abschneiden wie benötigt<br />

- Stecken, Klemmen, Verschrauben, Kleben auch im Radius<br />

- Höchste Qualität und optimale Beratung<br />

Sprechen Sie uns an<br />

Think Mink! ®<br />

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!<br />

Halle 1 / B25<br />

Stuttgart<br />

19.02.-21.02.2<strong>01</strong>9<br />

August Mink KG, D-73035 Göppingen<br />

Tel.: +49 (0)71 61 40 31-0 | info@mink-buersten.de<br />

www.mink-buersten.com/abdichten<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 7

MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

Gravierende Arbeitsveränderungen durch Industrie 4.0<br />

Leichterer Einstieg für junge Ingenieure<br />

Eine aktuelle Studie des VDMA zeigt, dass<br />

sich vor allem für Ingenieure durch Industrie<br />

4.0 und der zunehmenden Automatisierung<br />

gravierende Arbeitsveränderungen ergeben.<br />

Diese Herausforderungen werden auch von<br />

Unternehmen wie Rockwell Automation gesehen<br />

und es gibt bereits erste Ansätze diesen<br />

zu begegnen. Andreas Hamm, Country<br />

Sales Director Germany von Rockwell Automation,<br />

erläutert hierzu: „Auch wir sehen die<br />

Herausforderungen in der Automatisierung,<br />

jedoch gibt es bereits gute Ansätze, um z. B.<br />

für junge Ingenieure den Einstieg in die Arbeitswelt<br />

so reibungslos wie möglich zu gestalten“,<br />

sagt Andreas Hamm, Country Sales<br />

Director Germany, Rockwell Automation. „Da<br />

sich die Anforderungen an Ingenieure immer<br />

grundlegender verändern und ein ständiges<br />

Aneignen von neuem Fachwissen erforderlich<br />

ist, sehen wir uns in der Pflicht, unseren<br />

Beitrag dazu zu leisten, unseren künftigen<br />

Kunden oder Mitarbeitern die bestmögliche<br />

Unterstützung zukommen zu lassen. Das<br />

Bild: Rockwell Automation<br />

„Mit einem Graduate-<br />

Programm fördern wir<br />

den Nachwuchs<br />

innerhalb der<br />

Automatisierung.“<br />

Andreas Hamm, Country Sales Director<br />

Germany, Rockwell Automation<br />

kann schon während der Studienzeit sein.<br />

Wir kooperieren unter anderem mit der<br />

Hochschule Heilbronn, wo die Studierenden<br />

den Umgang mit den neusten Technologien<br />

erleben. Mit einem Graduate Programm fördern<br />

wir zusätzlich den Nachwuchs innerhalb<br />

der Automatisierung, sowohl im Bereich Vertrieb<br />

als auch in mehr technisch ausgeprägten<br />

Bereichen. Fachkräfte, die Lösungen von<br />

Rockwell Automation nutzen, stehen zwecks<br />

kontinuierlicher Weiterbildung neben den regulären<br />

Schulungsprogrammen zahlreiche<br />

Möglichkeiten in Form von innovativen Technologien<br />

- wie die Factory Talk Team One-App<br />

oder virtueller Realität - zur Verfügung.“ bt<br />

www.rockwellautomation.com<br />

Rittal stellt Trends 2<strong>01</strong>9 vor<br />

IT-Infrastruktur zukunftssicher ausbauen<br />

Mit der Digitalisierung steigt die Nachfrage<br />

nach schnell verfügbaren Daten nahe dem<br />

Entstehungsort. Dafür entwickelte Rittal die<br />

RDCC-basierenden Edge-Rechenzentren<br />

Bild: Rittal<br />

Im Folgenden stellt Rittal fünf Trends rund um<br />

die Cloud- und Rechenzentrumsindustrie für<br />

das Jahr 2<strong>01</strong>9 vor:<br />

• Datacenter erhalten mehr KI-basierte<br />

Überwachungsfunktionen:<br />

Laut IDC sollen bis 2022 bereits 50 % der<br />

Komponenten in großen Rechenzentren über<br />

integrierte KI-Funktionen verfügen und autonom<br />

arbeiten. Deshalb müssen IT-Administratoren<br />

Predictive Analytics und Machine<br />

Learning zur Optimierung des IT-Betriebs einsetzen,<br />

um die Hochverfügbarkeit der IT-Umgebung<br />

abzusichern.<br />

• Mit Edge-Computing Datenflut in Echtzeit<br />

verarbeiten:<br />

Für Deutschland wird in der zweiten Jahreshälfte<br />

2<strong>01</strong>9 mit dem Start des 5G-Mobilfunknetzes<br />

gerechnet. Die Vielzahl der für 5G notwendigen<br />

Sendemasten macht den Ausbau<br />

der Mobilfunkinfrastruktur mit Edge-Datacentern<br />

notwendig. Durch einen dezentralen<br />

Ausbau der IT-Infrastruktur mit Edge-Rechenzentren<br />

lassen sich Daten schon an der Quelle<br />

erstverarbeiten. Für weitergehende Analysen<br />

sind Edge-Rechenzentren mit der Cloud<br />

verbunden. Unternehmen sollten ihre IT-Kapazitäten<br />

in den kommenden Jahren flexibel<br />

ausbauen und Edge-Konzepte evaluieren.<br />

• Cloud-Markt profitiert<br />

von Hyperscale-Rechenzentren:<br />

In Deutschland nimmt die Akzeptanz der<br />

Cloud weiter zu. Vorreiter dieser Entwicklung<br />

ist demnach der Maschinen- und Anlagenbau.<br />

Laut Bitkom greift in dieser Branche bereits<br />

jedes zweite Unternehmen auf die<br />

Cloud zurück. Parallel dazu steigen global die<br />

Investitionen in Hyperscale-Rechenzentren.<br />

Rittal empfiehlt IT-Leitern im Jahr 2<strong>01</strong>9 passend<br />

zu ihrer Unternehmensstrategie die<br />

notwendige Balance zwischen On-Premise<br />

Edge bzw. Core-Rechenzentrum sowie<br />

Cloud-Ressourcen zu ermitteln, um den Anwendungsbetrieb<br />

und die Hochverfügbarkeit<br />

bestmöglich zu unterstützen.<br />

• Optimierte Technologien<br />

steigern Energieeffizienz:<br />

Laut dem Borderstep-Institut hat sich zwar<br />

die Energieeffizienz neuer Rechenzentren in<br />

den letzten zehn Jahren um etwa 60 % verbessert.<br />

Gleichzeitig ist jedoch der Energiebedarf<br />

weiter angestiegen. Während die in<br />

Deutschland betriebenen Server im Jahr<br />

2<strong>01</strong>7 etwa 4,7 Mrd. kWh benötigten, entfielen<br />

auf die Infrastruktursysteme wie Kühlung<br />

und USV rund 5,3 Mrd. kWh.<br />

• Standortvorteil der nordischen Länder<br />

hilft Kosten sparen:<br />

Die Region Nordics ist für Cloud- und Colocation-Provider<br />

zu einem attraktiven Standort<br />

geworden. Diese Länder bieten regenerative<br />

Energiequellen, ein für Rechenzentren günstiges<br />

Klima, eine sehr gute Internet-Anbindung<br />

sowie eine hohe politische und wirtschaftliche<br />

Stabilität. Analysten erwarten für<br />

die Region bis 2023 bei Rechenzentren ein<br />

jährliches Umsatzwachstum von 8 %. ik<br />

www.rittal.de<br />

8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

C A M S y s t e m<br />

TECHNIK FÜR GEWINDE<br />

Industrie<br />

Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />

Einladung zum<br />

50 Technologieführer<br />

präsentieren ihre<br />

Innovationen 2<strong>01</strong>9<br />

21. März 2<strong>01</strong>9<br />

09:00 bis 17:00 Uhr<br />

Kongresshalle | Böblingen<br />

Es erwarten Sie<br />

5 parallel stattfindende Vortragssessions:<br />

Werkzeugmaschinen & Industrie 4.0<br />

Werkzeuge<br />

Robotik & Automation<br />

Maschinenelemente & Automation<br />

Additive Manufacturing<br />

Informative Begleitausstellung<br />

Networking auf Augenhöhe<br />

Jetzt<br />

anmelden!<br />

Jetzt anmelden auf: www.mav-online.de<br />

oder per E-Mail an: innovationsforum@konradin.de<br />

Bitte beachten Sie, dass bei der Anmeldung per E-Mail weitere Bestätigungsschritte notwendig sind.<br />

Bild: Hahn + Kolb<br />

Unsere<br />

Partner<br />

2<strong>01</strong>9<br />

SOFLEX<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 9

MAGAZIN<br />

BRANCHENNEWS<br />

PERSONEN<br />

Dr. Frank Melzer, Festo<br />

F e s t o - Vo r s t a n d D r. F r a n k<br />

Melzer übernimmt die Leitung<br />

des Lenkungskreises<br />

der Plattform Industrie 4.0<br />

für die Digitalisierung der<br />

Wirtschaft in Deutschland.<br />

Er löst damit SAP-Vorstandsmitglied Bernd<br />

Leukert ab. Die Staffelübergabe fand im Dezember<br />

2<strong>01</strong>8 auf dem Digital-Gipfel in Nürnberg<br />

statt. Bereits seit der Gründung der Plattform<br />

engagiert sich Festo im Forschungsbeirat und in<br />

mehreren Arbeitsgruppen.<br />

Arno Reich, Deutsche<br />

Messe<br />

A r n o R e i c h v e r a n t w o r t e t a b<br />

sofort die Industrie-, Energiesowie<br />

Logistikmessen der<br />

Deutschen Messe AG – allen<br />

voran die Hannover Messe.<br />

Als Bereichsleiter gehört die strategische Weiterentwicklung<br />

des Messeportfolios im In- und Ausland<br />

zu seinen Kernaufgaben. Das betrifft neben<br />

dem deutschen Markt diverse Messen in Europa,<br />

Asien sowie Nord- und Mittelamerika.<br />

Maxon Motor übernimmt britisches Unternehmen Parvalux<br />

Wachstumsstrategie wird fortgesetzt<br />

Die Maxon-Motor-Gruppe wird um ein<br />

weiteres Mitglied reicher. Sie übernimmt<br />

den britischen Hersteller von<br />

Getriebemotoren Parvalux Electric Motors<br />

Ltd und erweitert damit das Portfolio<br />

mit kräftigen Antrieben, die unter<br />

anderem in der Medizintechnik und Industrieautomation<br />

zum Einsatz kommen.<br />

Parvalux besitzt mehr als 70 Jahre<br />

Erfahrung in der Entwicklung und<br />

Produktion von bürstenbehafteten DC-<br />

Motoren, AC-Motoren sowie Getrieben.<br />

Das Unternehmen beschäftigt<br />

185 Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen<br />

in drei Produktionsstätten in Bourne-<br />

Maxon Motor übernimmt den britischen<br />

Hersteller von Getriebemotoren Parvalux<br />

Bild: Maxon Motor<br />

mouth und erzielt einen Umsatz von 23<br />

Mio. britischen Pfund, wobei der Exportanteil<br />

40 % ausmacht. Mit der Eingliederung<br />

vergrößert die Gruppe ihr<br />

Portfolio mit DC-Motoren im Leistungsbereich<br />

bis 1,5 kW, AC-Motoren sowie<br />

Schneckengetrieben und macht damit<br />

einen weiteren wichtigen Schritt hin<br />

zum kompletten Systemanbieter. Darüber<br />

hinaus eröffnen sich spannende<br />

Märkte im Bereich der Medizintechnik<br />

(Treppenlifte, elektrische Rollstühle und<br />

mehr) sowie Industrie (Robotik, Transportsysteme).<br />

Parvalux wiederum profitiert<br />

vom globalen Verkaufsnetzwerk<br />

und soll damit weiterwachsen – auch<br />

personell. Das bisherige Management<br />

von Parvalux bleibt bestehen. Über den<br />

Kaufpreis haben die beiden Parteien<br />

Stillschweigen vereinbart. Die nun vollzogene<br />

Eingliederung passt in die<br />

nachhaltige Wachstumsstrategie von<br />

Maxon Motor. „Wir wollen langfristig<br />

die Nummer eins im Antriebsmarkt<br />

sein und unseren Kunden den bestmöglichen<br />

Service anbieten“, so CEO<br />

Eugen Elmiger.<br />

bt<br />

www.maxonmotor.de<br />

Axel Schneider,<br />

Schmersal<br />

Die Schmersal-Gruppe hat<br />

Axel Schneider zum Divisionsleiter<br />

Technik berufen. Er<br />

ist nun verantwortlich für die<br />

weltweite Koordination und<br />

Abstimmung der Entwicklungskapazitäten und<br />

der Innovationsprojekte. Dies beinhaltet den Ausbau<br />

gruppenweiter Standards im Bereich Entwicklung<br />

und des globalen Produktportfolios.<br />

Reto Steinmann,<br />

Schneider Electric<br />

Zum 1. Januar 2<strong>01</strong>9 übernahm<br />

Reto Steinmann als<br />

General Manager die<br />

Geschäftsführung der<br />

Schneider Electric Schweiz<br />

AG. Zusätzlich zu seinen bestehenden Aufgaben<br />

als Geschäftsführer der Feller AG gestaltet<br />

er dann auch die strategischen und operativen<br />

Aufgaben des Energiespezialisten Schneider<br />

Electric in der Schweiz.<br />

Neuausrichtung von ABB<br />

Einfacher und fokussierter<br />

ABB hat fundamentale Maßnahmen<br />

zur Fokussierung und Vereinfachung<br />

des Geschäfts sowie zur Stärkung der<br />

eigenen Position in Bezug auf die digitale<br />

Industrie angekündigt: Zum einen<br />

hat das Unternehmen bekannt gegeben,<br />

dass Hitachi im Zuge der Ausweitung<br />

der bestehenden Partnerschaft<br />

ABBs Stromnetze-Geschäft übernehmen<br />

wird. Um einen nahtlosen Übergang<br />

zu gewährleisten, wird ABB zunächst<br />

19,9 % der Anteile an dem Joint<br />

Venture behalten, das seinen Sitz in der<br />

Schweiz haben wird. Und Hitachi beabsichtigt,<br />

an dem bestehenden Management-Team<br />

festzuhalten, um Kontinuität<br />

zu gewährleisten. Zum anderen<br />

wird ABB mit Wirkung zum 1. April<br />

2<strong>01</strong>9 die eigene Organisationsstruktur<br />

durch die Auflösung der bisherigen Matrixstruktur<br />

vereinfachen und vier kundenorientierte,<br />

unternehmerisch geführte<br />

Geschäftsbereiche schaffen:<br />

Elektrifizierung, Industrieautomation,<br />

Robotik & Fertigungsautomation sowie<br />

Antriebstechnik. Basierend auf ABBs<br />

übergreifender Digital-Plattform ABB<br />

Ability werden die Geschäftsbereiche<br />

maßgeschneiderte digitale Lösungen<br />

anbieten und damit zusätzlichen Wert<br />

für Anwender schaffen. Außerdem werden<br />

durch die Schaffung der vier Geschäftsbereiche<br />

die Verantwortlichkeiten<br />

geschärft und die Effizienz gesteigert,<br />

da das Unternehmen jedem Geschäftsbereich<br />

die volle operative Verantwortung<br />

für Produkte, Funktionen<br />

sowie lokale Geschäftstätigkeiten einräumt.<br />

Darüber hinaus wird auch die<br />

Konzernzentrale weiter verschlankt und<br />

die langfristige Strategie des Konzerns<br />

im Einklang mit ABBs Werten weiterentwickelt.<br />

ik<br />

www.abb.com<br />

10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

BRANCHENNEWS<br />

MAGAZIN<br />

Atlas Copco erwirbt IPV<br />

Pumpengeschäft weiter ausgebaut<br />

Der schwedische Industriekonzern Atlas Copco<br />

hat im Januar die deutsche Industrie-Pumpen<br />

Vertriebs GmbH (IPV) mit Sitz in Dresden<br />

übernommen. Das Unternehmen ist spezialisiert<br />

auf Zahnrad-, Kreisel-, Kolben- und<br />

Schlauchpumpen für industrielle Anwender<br />

und erwirtschaftete 2<strong>01</strong>7 mit etwa 20 Beschäftigten<br />

einen Umsatz von rund 5 Mio.<br />

Euro. Das akquirierte Unternehmen wird in<br />

die Atlas-Copco-Division Power and Flow im<br />

Konzernbereich Energietechnik integriert und<br />

rechtlich eine Tochter der deutschen Atlas<br />

Copco Holding GmbH sein.<br />

bt<br />

www.atlascopco.de<br />

Atlas Copco hat einen Industriepumpen-<br />

Anbieter in Dresden übernommen<br />

Bild: Atlas Copco<br />

Wir berichten über<br />

3d-Prototyp ................................ 12<br />

ABB ........................................... 10<br />

ABB Stotz-Kontakt ..................... 79<br />

Amo ........................................... 42<br />

Aptiv .......................................... 73<br />

Atlas Copco ............................... 11<br />

Barlog Plastics ........................... 73<br />

Beko .......................................... 79<br />

BMW ......................................... 28<br />

Bopla ......................................... 36<br />

Bosch ........................................ 46<br />

Bossard ..................................... 12<br />

Bowman International ............... 73<br />

Covestro .................................... 72<br />

CTX Thermal Solutions .............. 32<br />

Deutsche Messe ....................... 10<br />

DPS Software ............................ 18<br />

Eddyfi Technologies ................... 73<br />

Elkom ........................................ 66<br />

Euchner ............................... 48, 79<br />

Eutect ........................................ 64<br />

Faulhaber ................................... 52<br />

Festo .......................................... 10<br />

Föhrenbach ................................ 59<br />

Forecast 3D ............................... 73<br />

Franke ........................................ 57<br />

Fraunhofer IMWS ........................ 6<br />

Fraunhofer LBF .......................... 70<br />

Freshfiber .................................. 73<br />

Fullmo ........................................ 32<br />

GE Transportation ...................... 73<br />

Granta ........................................ 18<br />

Habasit ...................................... 67<br />

Harting ....................................... 46<br />

Heidrive ..................................... 56<br />

Heitec ........................................ 28<br />

Hitachi ........................................ 10<br />

Homag ....................................... 28<br />

HP ............................................. 73<br />

Igus ........................................... 58<br />

Ilme ........................................... 50<br />

Intel ........................................... 18<br />

IPV ............................................. 11<br />

ISG Industrielle<br />

Steuerungstechnik ..................... 28<br />

Kammerer ................................. 56<br />

Knapp Wälzlagertechnik ............. 57<br />

Kullen-Koti ............................. 4, 60<br />

KVT-Fastening ...................... 12, 14<br />

Lapp .................................... 38, 78<br />

Ledvance ................................... 79<br />

Machineering ............................. 24<br />

Mack Brooks Exhibitions ........... 80<br />

Maxon Motor ....................... 10, 54<br />

Mbo Osswald ............................ 78<br />

Mecsoft Europe ......................... 21<br />

Mink .......................................... 62<br />

Morbidelli .................................. 66<br />

Mouser ...................................... 50<br />

MPDV ........................................ 22<br />

MSC Software ........................... 21<br />

Nasa .......................................... 52<br />

Neff ........................................... 79<br />

New Rock .................................. 73<br />

NSK ........................................... 56<br />

Parvalux ..................................... 10<br />

Phoenix Contact ........................ 40<br />

Pilz ............................................. 51<br />

Präzisions-Plastic-Produkte .......... 6<br />

Procad ....................................... 30<br />

Protolabs ................................... 73<br />

R+W .......................................... 59<br />

Rafi ............................................ 50<br />

RCT Reichelt Chemietechnik ..... 72<br />

RecTech 3D ............................... 73<br />

Rexa ...................................... 4, 36<br />

Rittal ............................................ 8<br />

Rockwell Automation ................... 8<br />

RS Components ........................ 18<br />

Schmalz ..................................... 66<br />

Schmersal .................................. 10<br />

Schneider Electric ...................... 10<br />

SCM .......................................... 66<br />

Seifert Systems ......................... 67<br />

Siemens .................................... 58<br />

Siko ............................................ 51<br />

Simus Systems ......................... 21<br />

SolidCAM .................................. 18<br />

Stauff ......................................... 72<br />

Steinbock ................................... 67<br />

Striko Westofen ......................... 30<br />

Strobl ......................................... 80<br />

TE Connectivity ......................... 50<br />

Technische Akademie<br />

Esslingen .............................. 28,79<br />

Thomson ................................... 58<br />

Tox Pressotechnik ...................... 68<br />

Tünkers ...................................... 77<br />

VDE ........................................... 80<br />

Weidmüller ................................ 76<br />

Yaskawa ..................................... 66<br />

Ypsomed ................................... 44<br />

Zwick Roell ................................ 44<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 11

MAGAZIN<br />

PORTRÄT<br />

Im Gespräch: Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard Deutschland GmbH<br />

„C(ent)-Teile sollten nicht<br />

zur Prozesskostenfalle werden“<br />

In vielen Produkten sind typischerweise bis zu 50 Prozent Kleinteile verbaut, die vermeintlich ‚nichts‘<br />

kosten, berichtet Bossard-Deutschland-Chef Hans van der Velden. Hier sei eine ganzheitliche<br />

Sichtweise gefragt, die auch die dadurch verursachten Prozesskosten berücksichtigt und reduziert.<br />

Im Gespräch mit der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> berichtet van der Velden davon, dass sich diese durchaus<br />

halbieren lassen. Der Kunde profitiert von höherer Produktivität als Wettbewerbsvorteil.<br />

Interview: Michael Corban, Chefredakteur <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Bild: Alexander Bernhard/Konradin Mediengruppe<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Herr van der Velden, Bossard<br />

dürfte den meisten als Spezialist für Verbindungselemente<br />

sowie die B- und C-Teile-Logistik bekannt sein<br />

– an welcher Stelle können und wollen Sie Engineering-Know-how<br />

einbringen?<br />

Hans van der Velden: Am besten möglichst frühzeitig im<br />

Produktentstehungsprozess – denn hier werden die<br />

Randbedingungen insbesondere mit Blick auf die folgenden<br />

Montageprozesse festgelegt, was wiederum einen<br />

großen Einfluss auf die Kosten hat. Ziel ist, einen wettbewerbsfähigen<br />

Preis für das jeweilige Produkt zu realisieren.<br />

Genau an dieser Stelle setzen wir mit unserem Anwendungs-Engineering<br />

an, aufbauend auf der umfangreichen<br />

Erfahrung im Bereich der Verbindungselemente.<br />

C(ent)-Teile sollten nicht zur Prozesskostenfalle werden.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Könnten Sie das an einem Beispiel<br />

konkretisieren?<br />

„Ziel ist, einen wettbewerbsfähigen<br />

Preis für<br />

das jeweilige Produkt zu<br />

realisieren. Genau an<br />

dieser Stelle setzen wir<br />

mit unserem Anwendungs-Engineering<br />

an.“<br />

Hans van der Velden,<br />

Geschäftsführer, Bossard<br />

Deutschland GmbH<br />

van der Velden: Gerne – nehmen wir das eines Lampenherstellers,<br />

der eine Dünnblechverbindung realisieren<br />

will. In der Vergangenheit wurde dazu eine Einpressmutter<br />

von der einen Seite gesetzt, von der anderen eine<br />

Schraube mit Sicherungselement montiert. Das hat immer<br />

funktioniert, keine Frage, war aber mit drei Bauteilen<br />

und zwei Montagerichtungen relativ komplex. Unsere<br />

Ingenieure haben sich den Prozess angesehen und dann<br />

vorgeschlagen, den Stanzprozess für die Einpressmutter<br />

durch Fließlochformen zu ersetzen und mit einer gewindefurchenden<br />

Schraube mit Kratznocken unter dem Kopf<br />

den elektrischen Kontakt herzustellen. Im Ergebnis reduzieren<br />

wir damit den Montageprozess auf ein Bauteil und<br />

eine Montagerichtung – was nicht nur die Automatisierung<br />

erleichtert, sondern im vorliegenden Fall bezogen<br />

auf die Material- und Montagezeiteinsparung auch die<br />

Kosten um 60 Prozent senkt.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Sind diese 60 Prozent ein repräsentativer<br />

Wert?<br />

van der Velden: Normalerweise halten unsere Kunden<br />

50 Prozent eher für unrealistisch – aber wie das Beispiel<br />

zeigt, lassen sich mit geringen Veränderungen beachtliche<br />

Resultate erzielen. Konkret hängt das natürlich vom<br />

jeweiligen Anwendungsfall ab und wie das Beispiel ebenfalls<br />

zeigt davon, dass bereits in der Designphase entsprechend<br />

vorgedacht wird, gerade mit Blick auf die<br />

Montageprozesse. Nicht zuletzt ist das auch der Grund,<br />

warum wir als Bossard in die 3D-Druck-Technologie eingestiegen<br />

sind. Mit einer Beteiligung von 49 Prozent an<br />

der 3d-prototyp GmbH im schweizerischen Stans festigen<br />

wir unsere Kompetenz in der additiven Fertigung.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie passen 3D-Druck und Verbindungstechnik<br />

zusammen?<br />

van der Velden: Wollen wir für unsere Kunden bereits in<br />

der Designphase ein Partner sein, braucht man relativ<br />

schnell nicht nur Ideen und Skizzen – Entwickler und Konstrukteure<br />

wollen etwas in der Hand halten. 3D-gedruckte<br />

Prototypen auf Kunststoffbasis sind hier ideal und<br />

12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Bild: Alexander Bernhard/Konradin Mediengruppe<br />

Hans van der Velden,<br />

Geschäftsführer, Bossard<br />

Deutschland GmbH<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 13

MAGAZIN<br />

PORTRÄT<br />

Bild: Alexander Bernhard/Konradin Mediengruppe<br />

MultiMaterial-Welding<br />

Auf der Website der <strong>KEM</strong><br />

<strong>Konstruktion</strong> ist die Aufzeichnung<br />

eines Webinars zum<br />

Thema MultiMaterial-Welding<br />

(MM-W) verfügbar, dem<br />

prozesssicheren Verbinden<br />

verschiedener Leichtbaumaterialien.<br />

Die Bossard-Tochter<br />

KVT-Fastening adressiert<br />

damit dauerhaft kraft- und<br />

„Durch die Reduzierung<br />

auf ein Bauteil<br />

und eine Montagerichtung<br />

bringt die<br />

Zeiteinsparung im<br />

Montageprozess<br />

den entscheidenden<br />

Gewinn.“<br />

Hans van der Velden,<br />

Geschäftsführer, Bossard<br />

Deutschland GmbH<br />

schnell verfügbar. Anhand dieser Modelle wird die Diskussion<br />

verschiedener Befestigungsstrategien sehr erleichtert<br />

und zielführender. Ein weiterer Aspekt ist, dass<br />

wir im Rahmen unserer strategischen Ausrichtung ja<br />

auch in den Verkauf von 3D-Druckern eingestiegen sind;<br />

bereits seit dem Frühjahr 2<strong>01</strong>8 existieren Partnerschaften<br />

mit drei Herstellern von 3D-Druckern und die Bossard<br />

Gruppe hat für die Schweiz Vertretungen und Vertrieb<br />

übernommen. Damit wollen wir unseren Kunden die Gelegenheit<br />

geben, zu erkunden, ob und welche Bauteile<br />

sich zukünftig auch additiv herstellen lassen. Der Fokus<br />

liegt auch hier immer auf der Entwicklungsphase und vor<br />

allem dem technischen Verständnis! Wir denken, dass<br />

der 3D-Druck das Design der Produkte beeinflussen wird<br />

– und wenn die Bauteile dann beispielsweise viel mehr<br />

TIPP<br />

Bild: KVT-Fastening<br />

Sichere Befestigung in Wabenstrukturen<br />

und/oder porösen Bauteilen bietet die<br />

Befestigungs-Variante LiteWWeight<br />

formschlüssige Verbindungen von Leichtbau- oder Sandwichmaterialien.<br />

MM-W ermöglicht ein hohes Maß an Sicherheit sowie Effizienz und ist<br />

gleichzeitig so ausgelegt, dass die besonderen Eigenschaften des Trägermaterials<br />

sowie die Anforderungen der jeweiligen Anwendungen berücksichtigt<br />

werden können. Bei dem Verfahren werden thermoplastische<br />

Verbindungselemente per Ultraschallenergie fest mit dem<br />

Trägermaterial verbunden – Alternativen wie Nieten, Schrauben<br />

oder Kleben können entfallen. Abrufbar unter:<br />

hier.pro/WLRg5<br />

Hohlräume aufweisen, muss sich auch die Verbindungstechnik<br />

anpassen. Schrauben und Nieten wird dann unter<br />

Umständen nicht mehr ausreichen. Auch hier kommt uns<br />

unsere Erfahrung zugute, nicht zuletzt bei der Entwicklung<br />

neuer Fügetechnologien. Ein Beispiel ist etwa das<br />

prozesssichere Verbinden verschiedener Leichtbaumaterialien<br />

per MultiMaterial-Welding unserer Tochter KVT-<br />

Fastening (Anmerkung der Redaktion: siehe Zusatzinformation<br />

im Kasten).<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Vorteile des 3D-Drucks liegen ja<br />

ebenfalls in der Reduzierung der Zahl der Bauteile<br />

und damit weniger Montagevorgängen. Etwas provokant<br />

gefragt: Entzieht sich Bossard damit nicht selbst<br />

die Geschäftsgrundlage?<br />

van der Velden: Wir kannibalisieren unser Businessmodell<br />

etwas – das machen wir aber schon heute mit der<br />

Beratung zu klassischen Verbindungstechniken; am Ende<br />

landen wir ja meistens bei weniger Teilen. Entscheidend<br />

ist aber der folgende Aspekt: Unseren Kunden verhelfen<br />

wir damit zu wettbewerbsfähigeren Produkten, mit denen<br />

sie Marktanteile gewinnen können. Das führt zu steigenden<br />

Volumina und die Erfahrung zeigt, dass am Ende<br />

sowohl Kunde als auch wir besser damit fahren. Fokussieren<br />

wir uns zu Beginn ausschließlich auf das Produkt<br />

und seine Funktionen, profitieren Kunde und Bossard.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie sieht die Rechnung für das<br />

oben angesprochene Lampenbeispiel aus?<br />

van der Velden: Das ist recht spannend, denn unser Umsatz<br />

ist kurzfristig um 75 Prozent eingebrochen, weil unter<br />

anderem die Einpressmuttern relativ kostenintensiv<br />

sind und nun entfallen. Das macht auch die im Vergleich<br />

höherpreisigere Sonderschraube nicht wett. Relevant aus<br />

Sicht des Kunden ist aber, dass durch die Reduzierung<br />

auf ein Bauteil und eine Montagerichtung die Zeiteinsparung<br />

im Montageprozess den Gewinn bringt. Anders formuliert:<br />

Er kann jetzt deutlich mehr Lampen in kürzerer<br />

Zeit fertigen und damit seinen Umsatz steigern. Entscheidend<br />

ist der entstehende Wettbewerbsvorteil.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Aus Sicht des Kunden verständlich,<br />

aber kann auch Bossard davon profitieren? Wie<br />

bepreisen Sie dann die Engineering-Dienstleistung?<br />

van der Velden: Hier ist ganz wichtig, nicht den klassischen<br />

Bottom-up-Ansatz (Materialpreis + Marge = Verkaufspreis)<br />

zu wählen, sondern ausgehend von der Ist-<br />

Situation detailliert die Gesamtkosten herunterzurechnen.<br />

Für uns gibt es dann unterschiedliche Modelle, mit<br />

unseren Kunden zu einer Übereinkunft zu kommen. Einflussgrößen<br />

sind unter anderem Laufzeit oder Abnahmevolumen<br />

– immer unter Berücksichtigung der Produktivitätsziele<br />

des Kunden. Diese prozessgetriebene Sicht löst<br />

den Druck und stellt das umsetzbare Optimierungspotenzial<br />

in den Vordergrund.<br />

14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie groß<br />

ist denn der Erfahrungsschatz,<br />

den die Bossard-Entwickler inzwischen<br />

aufbauen konnten?<br />

van der Velden: Das ist sicherlich<br />

einer unserer größten Vorteile,<br />

welcher weit zurückreicht:<br />

Bossard wurde bereits 1831 in<br />

der Schweiz gegründet und ist<br />

bis heute – mittlerweile in der<br />

siebten Generation – familiengeführt.<br />

Trotz unserer global guten<br />

Vernetzung sind wir dabei immer<br />

ein überschaubares Unternehmen<br />

geblieben. Die fast 200 Entwickler<br />

machen weltweit rund<br />

zehn Prozent der Belegschaft<br />

aus. Alle Projekte werden zudem auf einer eigenen Plattform<br />

nachverfolgt – hilfreich insbesondere für junge Konstrukteure.<br />

Über die Plattform hat jeder Zugriff auf alle<br />

Details, was das schnelle Finden erster Ideen erlaubt basierend<br />

auf Beispielen aus verschiedensten Branchen.<br />

Der Vorteil ist: Auf diese Weise können wir branchenübergreifend<br />

neue Impulse geben und Trends setzen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Entscheidend dürfte das prozessorientierte<br />

Denken sein – wie lautet Ihr Fazit?<br />

van der Velden: Der Mehrwert entsteht immer aus einer<br />

Komplexitätsreduktion – das ist ein ganz wichtiges Thema.<br />

Je weniger Artikel zu bewirtschaften sind, desto besser.<br />

Hinzu kommt das Thema Qualität: Je weniger Teile<br />

verbaut werden müssen, desto weniger kann falsch gemacht<br />

werden. Interessant ist zudem aus unserer Sicht,<br />

dass viele Rückrufe bezogen auf die Verbindungstechnik<br />

auf konstruktiven Fehlern basieren – ein Grund mehr, bereits<br />

in frühen Phasen des Produktentstehungsprozesses<br />

entsprechendes Know-how einzubinden. Nicht minder<br />

wichtig sind folgend Schulungen des Personals, um Anwendungsfehler<br />

zu vermeiden. Umso erstaunlicher finde<br />

ich, in welch kurzer Zeit das Thema Verbindungstechnik in<br />

der Ingenieursausbildung abgehandelt wird. Logischerweise<br />

greift man dann auf bewährte Lösungen zurück<br />

und geht kein Risiko ein. Aus der Kenntnis um dieses<br />

‚Unwissen‘ planen wir aktuell, unsere bislang nur intern<br />

genutzte E-Learning-Plattform auch für Kunden zu öffnen<br />

– mit entsprechend angepassten Inhalten und einem<br />

breiten Themenspektrum. Damit ergänzen wir die bereits<br />

bestehenden lokalen Fachseminarangebote.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Will heißen: Insbesondere auch<br />

in der Ausbildung müsste man das ‚fertigungsgerechte<br />

Auslegen‘ weiter stärken?<br />

Im Gespräch mit der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> betonte Hans van der Velden, Geschäftsführer, Bossard Deutschland,<br />

die wichtige Rolle der Konstrukteure bei der Festlegung der späteren Fertigungskosten<br />

Zum Unternehmen<br />

INFO<br />

Die Bossard-Gruppe bietet eine umfassende Produktpalette<br />

für mechanische sowie elektrotechnische Verbindungen wie<br />

Schrauben, Muttern, Holzschrauben, Unterlegscheiben und<br />

Dübel. Smart-Factory-Logistics- Lösungen ermöglichen die<br />

automatisierte C-Teile-Bewirtschaftung. Darüber hinaus<br />

werden Engineering- und Consulting-Dienstleistungen angeboten<br />

mit dem Ziel, Produktions- und Fertigungsprozesse zu<br />

optimieren. Das globale Unternehmensnetzwerk beschäftigt<br />

2500 Mitarbeiter an 77 Standorten.<br />

www.bossard.com<br />

höchsten Prozesskosten anfallen. Dieser wirtschaftliche<br />

Aspekt tritt allerdings häufig hinter die technologische<br />

Machbarkeit zurück. Gefragt ist eine ganzheitliche Sichtweise,<br />

die wir in Seminaren und Workshops aufzeigen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Verraten Sie uns abschließend<br />

noch, ob Verbindungstechniken wie etwa das Kleben<br />

künftig eine sehr viel größere Rolle spielen werden?<br />

van der Velden: Ausgangspunkt muss immer sein, in welcher<br />

Weise das Produkt eingesetzt wird. Der Schraubprozess<br />

dauert zwar am längsten, ist aber genau richtig,<br />

wenn ich später eine Verbindung auch wieder lösen will. In<br />

allen anderen Fällen kommen eher Einnieten oder Einpressen<br />

in Frage – hier arbeiten wir ständig an neuen innovativen<br />

Prozessen wie etwa dem schon erwähnten Multi-<br />

Material-Welding.<br />

www.bossard.com<br />

Bild: Alexander Bernhard/Konradin Mediengruppe<br />

van der Velden: Exakt – denn bei Betrachtung der eingangs<br />

erwähnten Lampe zeigt sich, dass typischerweise<br />

zu 50 Prozent Kleinteile verbaut sind, die vermeintlich<br />

‚nichts‘ kosten. Entscheidend ist aber, dass hier die<br />

Ein Überblick über das Engineering-<br />

Angebot findet sich hier:<br />

hier.pro/GB7pP<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 15

TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG<br />

Comsol-Geschäftsführer Sven Friedel zur Demokratisierung der Simulation<br />

Wichtige Weichen noch früher stellen<br />

Die Simulation öffnet sich für einen breiteren Nutzerkreis und kann immer früher im Entwicklungsprozess bei der<br />

Entscheidungsfindung helfen. Außerdem können inzwischen auch neuartige Composite- und Metamaterialien untersucht<br />

werden. Im Interview hat uns Sven Friedel, Geschäftsführer bei Comsol Zürich, die Details erklärt.<br />

Interview: Tobias Meyer, freier Mitarbeiter der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Bild: Comsol<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Aktuell wird häufig von der Demokratisierung<br />

der Simulation gesprochen. Was versteht man darunter?<br />

Sven Friedel: Man versteht darunter, weg zu gehen von der alten<br />

Vorstellung, nur der Simulationsingenieur habe Zugriff auf die Simulation.<br />

Heute können Konstrukteure, Manager und selbst Kunden<br />

über Simulationsapps in den Entwicklungsprozess eingebunden<br />

werden und wertvolles Feedback geben.<br />

Durch Multiskalensimulation können fein<br />

aufgelöste Composite-Materialien auch auf große<br />

Modelle wie Windkraftanlagen übertragen werden<br />

gramm exportiert werden, wofür<br />

der jeweilige Nutzer der App keine<br />

Lizenz benötigt. Ermöglicht<br />

wird das durch den Comsol Compiler,<br />

lauffähig sind die Apps auf<br />

Windows, Linux und MacOS.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wen<br />

sprechen Sie damit an?<br />

Friedel: Aktuell sehen wir Firmen,<br />

die begleitend zum Datenblatt<br />

eine App verteilen und damit<br />

die Wirkungsweise Ihres Produkts<br />

eindrücklich visualisieren<br />

können. Außendienstmitarbeiter<br />

können im Gespräch mit Kunden<br />

Auslegungsdaten aufnehmen,<br />

unmittelbar die Performance berechnen<br />

lassen und mit dem<br />

Kunden vor Ort auswerten. Hinter der grafischen Auswertung kann<br />

eine beliebig komplexe Berechnung stehen – hier ist die App der erweiterte<br />

produktspezifische Engineeringtaschenrechner. Nicht geeignet<br />

ist das vielleicht für sehr sensitive Entwicklungsmodelle –<br />

hier nutzen unsere Kunden vornehmlich Comsol Server.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Neben der App-Kultur geht es aber sicher<br />

auch mit der Multiphysik weiter, oder?<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Man könnte also noch früher in der Entwicklung<br />

mit der Simulation beginnen?<br />

Friedel: Genau, eine grobe Projektskizze kann im Prinzip während<br />

eines Meetings vom Tablet oder Notebook aus auf ihre Machbarkeit<br />

geprüft werden. Ingenieure können Konstrukteure früh nach ihrer<br />

Meinung fragen und Manager können kritische Größen identifizieren.<br />

Jeder Stakeholder hat Zugriff auf genau definierte Veränderungen,<br />

etwa in Form von Bedienelementen und kann so autark mit<br />

dem Modell „spielen“. Dabei kann niemand etwas kaputt machen,<br />

denn jeder sieht nur das, was er versteht und braucht.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welches Produkt ermöglicht das?<br />

Friedel: Wir haben den Schritt zur App-Kultur ja bereits mit dem Application<br />

Builder gemacht, verbreitet werden die Apps über den<br />

Comsol Server. Mit Version 5.4 haben wir nun noch eine Schippe<br />

drauf gelegt: Apps können nun auch als autark ausführbares Pro-<br />

Friedel: Natürlich. Es gibt einige generelle industrielle Trends, die<br />

das Multiphysikkonzept geradezu erfordern. Beispielsweise sorgt<br />

die fortschreitende Miniaturisierung für immer engere Kopplung<br />

zwischen einzelnen Komponenten. Gerade sehen wir bei Energiewandlern<br />

und Speichersystemen wie Batterien etwa sehr viel Bewegung,<br />

ebenso bei Sensoren, die sich durch das Internet of Things<br />

gerade rasant entwickeln – all das sind Paradebeispiele für Multiphysikbauteile.<br />

Ingenieure sind täglich gefordert, gewünschte Feldwechselwirkungen<br />

besser auszunutzen oder unerwünschte zu unterdrücken.<br />

Was gestern noch nebensächlich war, ist morgen vielleicht<br />

das Erfolgsgeheimnis.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Neuerungen gibt es hier noch?<br />

Friedel: Gerade haben wir unser neues Composite Materials Module<br />

vorgestellt. Damit verfolgen wir einen Multiskalen-Ansatz: Ein<br />

sehr kleinteiliges Verbundmaterial wird zu Beginn auf einer mikroskopischen<br />

Größe definiert und schichtweise in verschiedenen Ori-<br />

16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

„Ingenieure sind täglich<br />

gefordert, gewünschte<br />

Feldwechselwirkungen<br />

besser auszunutzen<br />

oder unerwünschte zu<br />

unterdrücken. Was<br />

gestern noch nebensächlich<br />

war, ist<br />

morgen vielleicht das<br />

Erfolgsgeheimnis.“<br />

Schutz für<br />

Mensch und<br />

Maschine<br />

Individuelle Faltenbälge, Abdeckungen, Unfallschutz:<br />

• Faltenbälge<br />

• Gleitbahnschützer<br />

• Kastenbälge<br />

• Jalousien<br />

• Gummiformteile<br />

• Rollbandabdeckungen<br />

• Spiralfedern<br />

• Schürzen<br />

• Kompensatoren<br />

• Manschetten<br />

Bild: Comsol<br />

Sven Friedel, Geschäftsführer,<br />

Comsol Multiphysics, Zürich<br />

entierungen und mit unterschiedlichen Fasern aufgebaut. Das Modell<br />

kann so die Eigenschaften sehr realistisch abbilden. Anschließend<br />

kann man dieses Material auf eine beliebige Struktur aufbringen,<br />

etwa auf einen Windrad-Flügel. Würde man das feine Material<br />

klassisch mit FEM auf dieser Größe berechnen, bekäme man eine<br />

so viele Freiheitsgrade, dass diese nur mit exorbitanter Rechenleistung<br />

zu bewältigen wären.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Daher nutzt man einen Skalenübergang ...<br />

Friedel: Exakt. Die Eigenschaften werden quasi nicht für jedes finite<br />

Element berechnet, sondern man betrachtet das große, makroskopische<br />

Bauteil mit kleineren Bereichen, die ihre Eigenschaften aus<br />

immer dem gleichen mikroskopischen Modell beziehen. So sinkt die<br />

Rechenleistung und die Simulation ist mit herkömmlichen Systemen<br />

zu realisieren. Ähnliche Verfahren nutzten wir auch in der Chemie,<br />

etwa wenn ein Reaktor mit Pellets gefüllt ist. Auf jedem der<br />

Kügelchen müsste eine Diffusionsgleichung laufen, während gleichzeitig<br />

im gesamten Behälter eine Strömungsmechanik rechnet.<br />

Auch hier hilft uns das Upscaling, den Rechenaufwand im Zaum zu<br />

halten, da wir nicht jedes Pellet einzeln rechnen müssen.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wird sich das auch auf andere Felder ausbreiten?<br />

www.faltenbalg.net<br />

info@faltenbalg.net<br />

Tel. +49 (0) 202 / 8 45 82<br />

Fax +49 (0) 202 / 8 28 85<br />

Erste Hilfe.<br />

Friedel: Aktuell haben wir uns hier auf thermische, mechanische<br />

und elektrische Eigenschaften beschränkt. Der verwendete Ansatz<br />

ist aber viel mächtiger. Da kann man also gespannt sein, da auch<br />

Metamaterialien – die sich sehr exotisch verhalten – immer wichtiger<br />

werden. Das sogenannte Cloaking – Unsichtbar machen – ist<br />

hier ein Stichwort. Klingt alles sicher futuristisch, findet aber tatsächlich<br />

immer mehr Eingang in die Produktentwicklung, nicht nur<br />

bei Tarnkappenflugzeugen, die aufgrund ihrer Form und ihres Materials<br />

für Radarstrahlen unsichtbar sind. Heute werden akustische,<br />

optische und thermische Metamaterialien für geniale Produktideen<br />

verwendet.<br />

www.comsol.de<br />

Wie eine Simulationsapp erstellt wird, zeigen wir in<br />

diesem Video:<br />

hier.pro/KFCgV<br />

Selbsthilfe.<br />

Wer sich selbst ernähren kann,<br />

führt ein Leben in Würde.<br />

brot-fuer-die-welt.de/selbsthilfe<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 17

TRENDS<br />

NEWS<br />

iMachining mit SolidCAM<br />

Mehr Produktivität in der NC-Programmierung<br />

Die Programmierung und Simulation von<br />

komplexen Dreh-Fräswerkstücken auf Langdrehautomaten<br />

mit SolidCAM vermeidet<br />

Kollisionen und verhindert aufwendige Tests.<br />

SolidCAM hat im aktuellen Release attrak -<br />

tive Verbesserungen, die das IT Systemhaus<br />

DPS Software seinen Kunden empfiehlt. Zu<br />

den Verbesserungen gehören Jobvorlagen<br />

und Vorlagengruppen, die mittels Drag and<br />

Drop das gewünschte Bauteil in wenigen Minuten<br />

bearbeitbar machen. Bei der Zusammenfassung<br />

von aufeinander aufbauenden<br />

Bearbeitungsschritten hilft der neue Tech -<br />

nologie-Typ Multi-Werkzeuge um zunächst<br />

separate Jobs für Schruppen,<br />

Grobschlichten und Schlichten<br />

zusammenzufassen. Zusätzlich<br />

lassen sich nun auch<br />

neueste Entwicklungen aus<br />

der Werkzeugtechnologie wie<br />

Kreissegmentfräser für die<br />

Programmierung nutzen. Daneben<br />

ist nun die Ansteuerung<br />

von Langdrehern für Spezialbauteile<br />

möglich. Die Weiterentwicklungen bestehender<br />

Systeme gehören ebenfalls zur Zukunftsstrategie<br />

der Softwareschmiede. So findet<br />

der Anwender eine neu gestaltete Materialdatenbank<br />

sowie das neue Turbo HSM<br />

für extrem schnelle Werkzeugbahnberech -<br />

nungen.<br />

eve<br />

www.dps-software.de<br />

Bild: DPS Software<br />

Granta MI Version 12<br />

Digitale Werkstoffdaten für den Digitalen Zwilling<br />

Bild: Granta Design<br />

Mit Granta MI Version 12 rückt der Digitale<br />

Zwilling mit präzisen Materialeigenschaften<br />

in greifbare Nähe, denn die Version verfügt<br />

über neue Eigenschaften, um wichtige Werkstoffdaten<br />

zu verwalten, deren Rückver -<br />

folgbarkeit zu gewährleisten und diese in<br />

<strong>Konstruktion</strong> und Simulation<br />

anzuwenden. Dies ist besonders<br />

nützlich für die aufstrebenden<br />

Material- und Prozesstechnologien<br />

wie die additive<br />

Fertigung. Das neueste<br />

Release hilft Anwendern auch<br />

bei der Beurteilung und Einhaltung<br />

von gesetzlichen Bestimmungen<br />

im Rahmen von<br />

Stoffverboten. Die Technologien<br />

zur Integration in bestehende<br />

PLM-, CAD- und CAE-Umgebungen<br />

macht die Lösung zur zentralen Quelle für<br />

die richtigen Werkstoffinformationen, insbesondere<br />

auch für Digitale Zwillinge. Der Anwendungsbereich<br />

wurde neben Teamcenter<br />

und Windchill PLM auf die 3DExperience-<br />

Plattform erweitert. Die Synchronisation zwischen<br />

den verschiedenen Systemen wurde<br />

verbessert, wie z. B. durch die neue Creo-<br />

WindchillI-Interoperabilität für Materialien.<br />

Die Bibliothek an Material-Referenzinformationen<br />

wurde ebenfalls mit den jeweils neuesten<br />

Versionen zuverlässiger Quellangaben<br />

wie Campus Plastics, MMPDS und ASM<br />

Medical Materials aktualisiert. Die aktuellen<br />

Datenmodule können den Installationen hinzugefügt<br />

werden und bieten unter anderem<br />

Zugang zur Senvol Database für Systeme<br />

und Materialien der additiven Fertigung,<br />

Jahm Curve Data für die Unterstützung von<br />

Simulation sowie zum weltweit anerkannten<br />

Qualitätsgarant für Kunststoffe, UL Yellow<br />

Cards.<br />

eve<br />

www.grantadesign.com<br />

RS Components vertreibt Intel Neural Compute Stick 2<br />

Deep-Learning beschleunigen<br />

RS Components liefert den kürzlich vorgestellten<br />

Intel Neural Compute Stick 2 (Intel<br />

NCS 2). Der Distributor nimmt damit einen<br />

erschwinglichen, kleinen und lüfterlosen<br />

Kernbaustein für die schnelle Umsetzung von<br />

Anwendungen zur Bildverarbeitung und<br />

Deep-Neural-Network-Konzepten (DNN) ins<br />

Sortiment auf. Der Neue basiert wie sein Vorgängerprodukt<br />

auf der Movidius Vision Processing<br />

Unit (VPU) des gleichen Herstellers.<br />

Er setzt jedoch auf die jüngste Version: die<br />

Movidius Myriad X-VPU, die über einen dedi-<br />

zierten Hardwarebeschleuniger für DNN-Inferenzen<br />

verfügt. In Kombination mit dem Intel<br />

Distribution of OpenVino-Toolkit, das Deep<br />

Learning und maschinelles Sehen ganz besonders<br />

unterstützt und Hardwarebeschleunigung<br />

bietet, wird der Stick auch zu einem<br />

vielseitigen Prototyping- und Entwicklungstool<br />

für Anwendungen von nahezu menschlichen<br />

Sehfähigkeiten. Die Kombination des<br />

Sticks und des über Intel distribuierten Open-<br />

Vino Toolkits ermöglicht einen schnellen Entwicklungszyklus:<br />

Vom Prototyping geschulter<br />

Bild: RS Components<br />

DNNs auf dem Compute Stick über die einfache<br />

Portierung von DNNs bis hin zu einem<br />

auf Movidius VPU basierenden Embedded-<br />

Gerät oder -System sind lediglich minimale<br />

Codeänderungen erforderlich. Der Compute<br />

Stick unterstützt auch die Open-Source-Softwarebibliotheken<br />

Caffe und TensorFlow<br />

DNN.<br />

eve<br />

www.rs-online.com<br />

18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

TRENDS<br />

Mecsoft vertreibt Visual CAD/CAM 2<strong>01</strong>9 und RhinoCAM 2<strong>01</strong>9<br />

Drehen, Fräsen und Schachteln vereinfacht<br />

Bei Mecsoft Europe sind ab sofort Visual-<br />

CAD/CAM 2<strong>01</strong>9 & RhinoCAM 2<strong>01</strong>9 erhältlich.<br />

Die Version 2<strong>01</strong>9 von VisualCAM schafft<br />

durch Leistungssteigerungen in der 2½-, 3–<br />

und 5-Achs-Bearbeitung einen Mehrwert für<br />

den Anwender. Das Turn-Modul ist ohne Aufpreis<br />

in allen Produktkonfigurationen ab der<br />

STD-Version enthalten. In der 2½-Achs-Bearbeitung<br />

wurde die featurebasierte Bearbeitungsfunktion<br />

erweitert und eine Schleppmesser-Schneidemethode<br />

sowie neue Kurvenoptionen<br />

in der Profilbearbeitung hinzugefügt.<br />

Die 3-Achs-Bearbeitung profitiert von<br />

Neuerungen bei der Bearbeitung flacher Bereiche<br />

und trochoiden Einfahrbewegungen<br />

Bild: Mecsoft Europe<br />

für die Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.<br />

Bei der 5-Achs-Bearbeitung kann das Werkstück<br />

durch die Unterstützung von Nutatorköpfen<br />

und die lokale Programmierung der<br />

Koordinatenebene jetzt in jedem gewünschten<br />

Winkel bearbeitet werden. Die Kollisionserkennung<br />

des Werkzeugschaftes und eine<br />

frühzeitige Fehlererkennung bei der Simulation<br />

der Bearbeitung erhöhen die Qualität der<br />

generierten NC-Daten. Des Weiteren erlaubt<br />

das Nest-Modul nun die Verschachtelung von<br />

3D-Objekten.<br />

VisualCAM ist eigenständig mit VisualCAD<br />

oder integriert in Rhinoceros, SolidWorks<br />

oder Alibre Design einsetzbar. In den aktuellen<br />

Produktkonfigurationen STD, EXP, PRO<br />

und PREM sind die Module Mill , Turn , Nest<br />

(Schachteln) und Art (Modelliertechniken für<br />

Schmuckdesign und Modellbau) ohne Aufpreis<br />

enthalten.<br />

eve<br />

www.mecsoft-europe.de<br />

Version 2<strong>01</strong>9.0 der Simulationssoftware MSC Nastran<br />

Strukturanalysen in der Statik, Dynamik und Akustik<br />

Bild: MSC Software<br />

Die Version MSC Nastran 2<strong>01</strong>9.0 von MSC<br />

Software ermöglicht mit ihren neuen Pyramidenelementen<br />

jetzt einen nahtlosen Übergang<br />

zwischen verschiedenen Elementtypen<br />

im selben Netz bei der Berechnung nach der<br />

FE-Methode mit Hexaedern oder Tetraedern.<br />

Wenn eine rotierende Struktur mit einer festen<br />

verbunden ist, möchten Anwender Rotationskräfte<br />

nicht auf das ganze Modell, sondern<br />

nur auf die rotierende Struktur aufbringen.<br />

Dies ist jetzt in der neuen Version möglich.<br />

Ebenso können Schwerkraft-Lasten auf<br />

Teile des Modells aufgebracht werden. Zudem<br />

sorgt bei der Kontaktberechnung schon<br />

lange der ‚initial stress free contact‘ bei groben<br />

Netzen für einen Anfangskontakt ohne<br />

künstliche modellbedingte Spannungen. Nun<br />

können Anwender auch im Postprozessing<br />

genau verfolgen, wie die Knoten dabei bewegt<br />

werden. Darüber hinaus gibt es nun eine<br />

neue FastFR-Methode. Diese Methode<br />

macht NVH-Berechnungen bis zu 10-mal<br />

schneller. Die immer größeren Modelle erfordern<br />

zudem eine effiziente Modellverwaltung.<br />

Mit der neuen Module-Technologie lassen<br />

sich Teile auf einfache Weise zu Baugruppen<br />

kombinieren, kopieren und spiegeln. eve<br />

www.mscsoftware.com<br />

Simus Systems launcht Version 9.2 von Simus Classmate<br />

Die Masse an Daten einfach handhaben<br />

Mit der neuen Version 9.2 der Software-Suite<br />

Simus Classmate erweitert Simus Systems<br />

die Möglichkeiten zur Strukturierung, Bereinigung,<br />

Klassifizierung und fortlaufenden Pflege<br />

von technischen Massendaten. Mit dem<br />

Modul Classmate Data werden technische<br />

Massendaten aus ERP-Systemen erfolgreich<br />

optimiert. Ob sie aus unterschiedlichen Systemen<br />

stammen, nach wechselnden Konventionen<br />

eingegeben wurden oder von verschiedenen<br />

Altsystemen auf neue Lösungen<br />

portiert werden – die Bereinigung und Neustrukturierung<br />

gelingt damit schnell und<br />

gründlich. Mit Classmate CAD werden Konstrukteure<br />

von Routinearbeiten entlastet und<br />

erhalten neue Möglichkeiten für das Suchen<br />

und Finden ihrer CAD-Daten. Dies führt zu<br />

höherer Wiederverwendung vorhandener<br />

3D-Modelle und den damit verbunden Kosteneffekten.<br />

Mit Classmate Plan werden Informationen<br />

der 3D CAD-Modelle für eine<br />

automatische Erstellung von Arbeitsplänen<br />

und eine valide Vorkalkulation von Bauteilen<br />

und Baugruppen genutzt. Darauf aufbauend<br />

gewinnt der technische Einkauf wertvolle<br />

Hinweise zu qualifizierten Lieferanten, Makeor-<br />

Buy-Entscheidungen und möglichen Preisspannen.<br />

Der Classmate Finder trägt schließlich<br />

dazu bei, dass die erreichte Datenqualität<br />

erhalten bleibt: Ein schnelles Auffinden gesuchter<br />

Objekte anhand von Text, Geometrie-<br />

Informationen und anderen Eigenschaften<br />

verhindert das Anlegen von Dubletten, erhöht<br />

die Wiederverwendung und gibt effektive<br />

Mittel zur Datenpflege an die Hand. eve<br />

www.simus-systems.com<br />

Bild: Simus Systems<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 21

TRENDS<br />

DIGITALISIERUNG<br />

Manufacturing Integration Plattform von MPDV<br />

Ökosystem für Fertigungs-IT<br />

Im Rahmen der Digitalisierung ist es nur konsequent, die Ideen der Plattformökonomie auch auf die Smart<br />

Factory anzuwenden. Der Zerfall monolithischer IT-Strukturen, die Verteilung der Intelligenz auf die Dinge<br />

und deren Einbindung in das Netzwerk sind Kennzeichen einer Entwicklung, für die Industrie 4.0 steht. Die<br />

Manufacturing Integration Platform (MIP) trägt dieser Entwicklung Rechnung – als gestaltbarer Lebensraum<br />

für den Digitalen Zwilling einer individualisierten Fertigung und Fertigungs-IT.<br />

Markus Diesner, Product Marketing Manager, MPDV Mikrolab GmbH, Mosbach<br />

MPDV baut ein Ökosystem rund<br />

um die Manufacturing Integration<br />

Plattform auf<br />

Bild: Rawpixel.com/Fotolia.com<br />

Leistungsfähige MES-Lösungen wie Hydra von MPDV stellen<br />

„out-of-the-box”-Anwendungen bereit, um die Fertigung transparenter<br />

und effizienter zu machen. Im Gegensatz dazu und ganz im<br />

Sinne von „do-it-yourself” bietet die Manufacturing Integration Platform<br />

(MIP) heute schon die Möglichkeit, Fertigungs-IT auf Basis einer<br />

integrativen Plattform zu entwickeln und zukünftig verfügbare<br />

Anwendungen (sogenannten mApps) unterschiedlicher Anbieter flexibel<br />

miteinander zu kombinieren. Mit einem offengelegten semantischen<br />

Informationsmodell und vielen hilfreichen Basisdiensten<br />

bietet die MIP dem „Digitalen Zwilling” der Fertigung einen geeigneten<br />

Lebensraum. In Kombination mit einer Vielzahl an mApps bildet<br />

die Plattform die Grundlage für die Vision einer zukünftigen Fertigungs-IT.<br />

Mittlerweile ist die MIP an einem Punkt angekommen,<br />

dass man nicht mehr nur von einem innovativen Konzept sprechen<br />

kann sondern von einem verfügbaren Produkt. MPDV sieht die MIP<br />

als ersten Vertreter von Fertigungs-IT 4.0 an und erweitert damit<br />

das bestehende MES-Produktportfolio um eine offene Plattform.<br />

Funktionsumfang und Betriebsmodelle<br />

Die MIP kann modular lizenziert und bedarfsgerecht betrieben werden.<br />

Dabei stehen die Anforderungen des Anwenders im Vordergrund.<br />

Beispielsweise wird nur der Zugriff auf diejenigen Objekttypen<br />

freigeschaltet, die für den aktuellen Anwendungsfall benötigt<br />

werden. Falls eine Anbindung von Enterprise-<br />

Systemen (z. B. ERP) benötigt wird, können<br />

beispielsweise die Enterprise Connectivity<br />

Services (ECS) lizenziert werden. Auch das<br />

integrierte Benutzermanagement kann je<br />

nach Bedarf eigenständig oder in Ergänzung<br />

zu einer externen Verwaltung genutzt werden.<br />

Sogenannte MIP Add-Ons bringen standardisierte<br />

Funktionen mit, die das Entwickeln<br />

von Anwendungen vereinfachen.<br />

Beginn der Plattformökonomie<br />

Inzwischen arbeitet der MES-Spezialist daran<br />

Partner für das aufzubauende Ökosystem<br />

rund um die MIP zu finden. Dabei gilt es zu<br />

bedenken, dass die Plattform nicht nur ein<br />

neues Produkt ist, sondern auch, dass sich der Markt für eine solche<br />

Plattform erst noch entwickeln muss. Die ersten Anfragen zeigen<br />

bereits, dass die Fertigungsindustrie eine solche Plattform braucht.<br />

Doch vielen Produktionsbetrieben ist das selbst noch gar nicht bewusst.<br />

Daher müssen die Experten des Anbieters erst darüber aufklären,<br />

was die Plattform leistet und in welchen Bereichen sie Mehrwert<br />

bietet. Auf diesem Weg unterstützen auch die Partner.<br />

Zieldefinition und erste Schritte<br />

Das erklärte Ziel der Partneraktivitäten rund um die MIP ist ein Netzwerk<br />

aus Teilnehmern unterschiedlicher Ausrichtung und Interessensgebieten.<br />

Im ersten Schritt wird MPDV auf Hersteller von Maschinen,<br />

Komponenten und Ausrüstung für den Shopfloor zugehen,<br />

die ihren Kunden einen softwarebasieren Mehrwert bieten wollen<br />

oder müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Indem eine solche<br />

Anwendung als sogenannte mApp (Manufacturing Application) realisiert<br />

wird, verschafft der Anbieter sowohl dem (zukünftigen) Maschinenbetreiber<br />

als auch sich selbst eine Eintrittskarte in das Ökosystem<br />

der MIP. Insbesondere die Hersteller von Anlagen und Komponenten<br />

profitieren bereits im frühen Stadium von den Vorzügen<br />

der Plattform. Die Entwicklung eigener mApps hat in erster Linie<br />

den Vorteil, dass keine Datenstrukturen grundlegend neu entwickelt<br />

werden müssen – diese bringt die Plattform bereits mit und stellt<br />

22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Bild: MPDV<br />

Um den Einstieg in die<br />

Entwicklung von Anwendungen<br />

(mApps) für<br />

die Plattform zu ermöglichen,<br />

bietet MPDV ein<br />

Software Development<br />

Kit (SDK) an<br />

diese allen Anwendungen offen zur Verfügung. Für die Anwender<br />

der mApps hat diese moderne Art der Software-Implementierung<br />

den Vorteil, dass die Kombination mit weiteren Anwendungen und<br />

die Integration mit anderen Systemen auf Basis der MIP deutlich<br />

komfortabler sind als bei einem proprietären System.<br />

Komfortabler Einstieg in die Welt der MIP<br />

Um den Einstieg in die Entwicklung von Anwendungen (mApps) für<br />

die Plattform zu ermöglichen, bietet MPDV ein Software Development<br />

Kit (SDK) an. Das MIP-SDK beinhaltet neben einer umfangreichen<br />

Dokumentation auch Tutorials mit Beispielanwendungen sowie<br />

einen Service Tester und einen Repository Client. In Kombination<br />

mit der MIP können auf diesem Wege Anwendungen für den eigenen<br />

Bedarf oder als Produkt für andere Unternehmen entwickelt<br />

und implementiert werden. In einem weiteren Schritt wird der Anbieter<br />

auch Fertigungsunternehmen ansprechen, die zwar Bedarf an<br />

Fertigungs-IT haben, die aber mit einem klassischen MES-System<br />

nicht auskommen – sei es aufgrund komplexer und individueller Anforderungen<br />

oder sei es, da sie bereits viele selbstentwickelte Insellösungen<br />

betreiben, die miteinander verbunden werden sollen. Diese<br />

Fertigungsunternehmen, die meist eine hohe Kompetenz für<br />

Softwareentwicklung haben, profitieren von der Plattform im Sinne<br />

der Standardisierung von Schnittstellen, Datenmodellen und Datenhaltung.<br />

Insbesondere die vorhandenen Basisdienste der Plattform<br />

bieten diesen Unternehmen einen Mehrwert. Beispielsweise lässt<br />

sich die MIP als einheitliche Datenbasis nutzen und wodurch sich<br />

die Pflege von Schnittstellen auf ein Minimum reduziert. Durch das<br />

offengelegte semantische Informationsmodell bietet die Plattform<br />

viele Vorteile und erspart den Entwicklern viel Zeit und Aufwand.<br />

Mit größerer Menge und Vielfalt an Anwendungen in Form von<br />

mApps am Markt wird die MIP auch für die dritte große Zielgruppe<br />

immer interessanter – die Systemintegratoren. Deren Nutzen aus<br />

der Plattform ist die Kombinierbarkeit beliebiger mApps auch unterschiedlicher<br />

Hersteller. Daraus resultiert die Möglichkeit, nahezu jede<br />

Anforderung mit standardisierten Anwendungen zu erfüllen. Der<br />

Kunde bekommt zwar eine individuelle Lösung, kann sich aber sicher<br />

sein, dass jeder Baustein dieser Lösung für sich gesehen keine<br />

Sackgasse ist – und falls doch, so muss lediglich der betroffene Baustein<br />

ausgetauscht werden und der Rest der Lösung ist weiterhin<br />

lauffähig. Die offene Plattformarchitektur und das semantische Informationsmodell<br />

der MIP stellen dabei sicher, dass alle mApps miteinander<br />

kommunizieren können und stets das gleiche „Verständnis”<br />

von den Objekten und Daten haben.<br />

jg<br />

www.mpdv.com<br />

Kabel & Leitungen<br />

• Über 33.000 Produkte ab Lager<br />

• Kundenindividuelle Lösungen<br />

• Alle Branchen und Anwendungen<br />

• Eigene Produktion in Spitzenqualität<br />

Details zur Manufacturing Integration Plattform (MIP)<br />

von MPDV:<br />

hier.pro/3a4kd<br />

QUALITÄT<br />

Made in Germany<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 23<br />

helukabel.com

TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

Die 3D-Simulation hilft auf vielen Feldern –<br />

in der Planung, der Inbetriebnahme, dem<br />

laufenden Betrieb und auch bei der<br />

Weiterentwicklung der Maschine<br />

Bild: Somic<br />

Machineering holt den Digitalen Zwilling aus der Cloud in den Schaltschrank<br />

Der virtuelle Doppelgänger<br />

rückt an die Maschine<br />

Der Digitale Zwilling hilft dabei, die Produktion unter Kontrolle zu halten, und begleitet im Idealfall den gesamten<br />

Lebenszyklus einer Maschine. Doch in der Regel liegen die entsprechenden Daten in der Cloud – was Performance und<br />

Sicherheit beinträchtigen kann. Anbieter Machineering reagiert darauf und stellt den Digital Twin in den Schaltschrank.<br />

Eine weitere Hardware-Lösung gaukelt der Steuerung Feldgeräte vor, um diese einfacher zu testen.<br />

Markus Strehlitz, freier Journalist, Mannheim, für die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

Wenn Produktionsanlagen in Betrieb genommen werden, ist<br />

es in der Regel zu spät, um Fehler zu erkennen. Korrekturen,<br />

die dann vorgenommen werden müssen, kosten Zeit und Geld.<br />

Eine Lösung, dem Problem zu entgehen, ist die Abläufe vorher digital<br />

durchzuspielen – Unternehmen setzen daher zunehmend auf die<br />

virtuelle Inbetriebnahme. Anhand eines digitalen Prototypen, der<br />

mithilfe einer Simulationssoftware umgesetzt wird, lässt sich die<br />

Inbetriebnahme virtuell so oft durchführen, bis alles stimmt.<br />

Die digitale Prototyp ist das elektronische Abbild der physikalischen<br />

Anlage. Ist diese in Betrieb genommen, begleitet er die Anlage als<br />

Digitaler Zwilling im Idealfall über deren gesamten Lebenszyklus<br />

hinweg. Mit ihm lassen sich Messungen und die Überwachung im<br />

laufenden Betrieb vornehmen. Auf dieser Basis können dann Modifizierungen<br />

an der Anlage getestet und durchgeführt werden. „Digital<br />

Twins revolutionieren unsere Industrie“, sagt Beate Freyer, Geschäftsführerin<br />

von Machineering. Ihr Unternehmen entwickelt die<br />

3D-Simulations-Software Industrialphysics, mit der sich Digitale<br />

Zwillinge erstellen lassen. „Ziel dabei ist, zu jeder Zeit Statusdaten<br />

24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Mögliches Praxisbeispiel: Eine Verpackungsanlage mit Roboter kommuniziert mit ihrem elektronischen Doppelgänger<br />

Bild: Machineering<br />

zwischen dem realen und dem Digitalen Zwilling im laufenden Betrieb<br />

auszutauschen, die permanent von Sensoren erfasst werden“,<br />

so Freyer weiter. „So können Unternehmen ihre Produktion ständig<br />

im Auge behalten, nachfolgende Prozessschritte digital vorspulen<br />

wie auch erste Abschätzungen über Materialverschleiß und Maschinenstillstand<br />

vornehmen.“<br />

„Digital Twins<br />

revolutionieren<br />

unsere Industrie.“<br />

Die Cloud braucht zu viel Zeit<br />

Die Daten sollen möglichst in Echtzeit vorliegen und verarbeitet werden.<br />

„In der Regel werden diese aber in der Cloud gesammelt“, ergänzt<br />

Georg Wünsch, der in der Geschäftsführung von Machineering<br />

für Technologie zuständig ist. Das kann zu Performance-Problemen<br />

führen – etwa wenn viele Daten aus einer großen Zahl von Maschinen<br />

ausgewertet werden sollen. „Stellen Sie sich vor, was man<br />

da an zusätzlichen Datenleitungen braucht.“<br />

Machineering packt den Digitalen Zwilling daher in den Schaltschrank<br />

– wie Wünsch es formuliert. Will heißen: Machineering hat<br />

die so genannte Digital Twin Box entwickelt, die fertigungsnah –<br />

also im Schaltschrank – installiert wird und mit der sich die Maschinendaten<br />

hosten, verwalten, bearbeiten und nutzen lassen. Die<br />

Simulationen werden mithilfe von Industrialphysics umgesetzt. Da<br />

sich die Box in der Nähe der Maschine befindet, lässt sich „eine hohe<br />

Bandbreite zur Maschinensteuerung nutzen“, betont Wünsch.<br />

„So kann man auf Veränderungen sehr schnell reagieren.“Laut<br />

einem Datenblatt von Machineering liegt die Echtzeitfähigkeit unter<br />

einer Sekunde.<br />

Rechtssicherheit<br />

INFO<br />

Der Digitale Zwilling kann nicht nur<br />

Prozesse beschleunigen. Auch aus<br />

rechtlicher Sicht bringt er Vorteile, wie<br />

Rechtsanwalt Philipp Reusch auf dem<br />

TecSummit des VDE vor kurzem dar -<br />

gelegt hat. So ist der Digitale Zwilling<br />

laut Reusch in Sachen Produktsicherheit<br />

nützlich, weil mit ihm bereits eine Bild: Reuschlaw<br />

digitale Dokumentation mitgeliefert<br />

wird. Das gleiche gelte für die Produkthaftung.<br />

Zudem liefere der Digital Twin im Falle eines<br />

Produktrückrufs genaue Informationen über den Zustand<br />

eines Produkts an einem bestimmten Punkt seines Ent -<br />

stehungsprozesses. „Unternehmen sollten den Digitalen<br />

Zwilling in ihre Produkthaftungsdenke integrieren“, so<br />

Reusch auf der Veranstaltung.<br />

Bild: Machineering<br />

Beate Freyer,<br />

Geschäftsführerin,<br />

Machineering<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 25

TRENDS<br />

PERSPEKTIVEN<br />

Der Abgleich von digitaler und realer Welt deckt Fehler auf<br />

Bild: Machineering/Somic<br />

Im Idealfall sollte der Digital Twin bereits mit<br />

Beginn der Planung geboren werden<br />

Bild: Machineering/Bosch<br />

Einen Einsatzbereich sieht Wünsch auch in der Arbeitsvorbereitung<br />

auf der Maschine. Als Beispiel nennt er eine Verpackungsmaschine<br />

mit Pakettierroboter. Am Eingang der Maschine werden die einlaufenden<br />

Produkte vermessen. „Deren Größe wird an den Digitalen<br />

Zwilling übermittelt“, erklärt der Technik-Chef. „Dieser programmiert<br />

den Roboter entsprechend neu und ermittelt die optimale Stelle, an<br />

der das Produkt im Stapel positioniert wird.“ So biete sich die Möglichkeit,<br />

die Steuerungstechnik mit komplexen Funktionen aufzuwerten.<br />

Und er geht noch weiter: „Die sich selbst programmierende<br />

Maschine ist damit realisierbar.“<br />

Steuerung hält Geräte für real<br />

Der Digitale Zwilling im Schaltschrank hat aber noch einen anderen<br />

Vorteil. Vielen Unternehmen gilt die Cloud nach wie vor als Unsicherheitsfaktor.<br />

Wünsch sieht das genauso. „In der Produktion geht es<br />

immer um sensible Daten – zum Beispiel Informationen, was wie<br />

schnell produziert wird“, so der Technik-Chef.<br />

„Die sich selbst<br />

programmierende<br />

Maschine ist<br />

realisierbar.“<br />

Zumindest für eine Übergangszeit sollte der Digital Twin daher seiner<br />

Meinung nach im Schaltschrank untergebracht werden. Die Daten<br />

landen dann nicht in der Cloud – außerhalb der Firmenmauern –<br />

sondern werden in der inhouse installierten Box verarbeitet.<br />

Um die virtuelle Inbetriebnahme einfacher zu gestalten, hat Machineering<br />

außerdem eine weitere Appliance entwickelt. Die Field Box<br />

1 ermöglicht eine Rest-Bus-Simulation für Profinet und Ethernet IP.<br />

Diese wird mit der Simulationssoftware verknüpft und emuliert<br />

dann Profinet-Feldbus-Teilnehmer oder Ethernet-IP-Geräte, die noch<br />

gar nicht vorhanden sind. „Die Steuerung denkt quasi, dass es sich<br />

um reale Geräte handelt“, erklärt Wünsch. Die Emulation läuft komplett<br />

in der Box. Der Simulationsrechner verbraucht dafür keine eigenen<br />

Ressourcen, ebenso wenig benötigt er mehrere Ethernet-<br />

Steckplätze. Der Test einer Steuerung soll sich damit laut Machineering<br />

relativ einfach und schnell umsetzen lassen.<br />

Austausch mit dem CAD-System<br />

Den laufenden Betrieb zu unterstützen, ist aber nicht das einzige<br />

Aufgabenfeld für den Digitalen Zwilling. Laut Dr. Georg Wünsch sollte<br />

dieser bereits mit Beginn der Planung geboren werden. So könnten<br />

etwa mit der ersten Idee der späteren Maschine alle generierten<br />

CAD-Daten bidirektional mithilfe einer Schnittstelle von dem<br />

CAD-System in die Simulationssoftware übertragen werden und<br />

umgekehrt. Änderungen am simulierten Modell stehen dann auch<br />

im CAD-System zur Verfügung.<br />

Bild: Machineering<br />

Dr. Georg Wünsch,<br />

Gründer und CTO,<br />

Machineering<br />

26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Die Simulationssoftware sei dabei „viel mehr als ein Werkzeug für<br />

die virtuelle Inbetriebnahme“, sagt Machineering-Chefin Beate Freyer.<br />

Sie fungiere stattdessen als zentrale Plattform, die auch anderen<br />

Fachabteilungen zur Verfügung stehe. So können die Fachbereiche<br />

Mechanik, Elektrik und Software auf dieselben Modelle zurückgreifen,<br />

die sie jeweils in ihrer nativen Entwicklungsumgebung bearbeiten,<br />

gemeinsam weiterentwickeln und mittels der Simulation im<br />

Zusammenspiel testen.<br />

Der Digital Twin bringt nach Ansicht der Machineering-Verantwortlichen<br />

auch im weiteren Lebenszyklus viel Nutzen. Der Digitale Zwilling<br />

unterstützt Unternehmen beziehungsweise die Maschinenhersteller<br />

zum Beispiel auch bei der<br />

Weiterentwicklung der bestehenden<br />

Anlage. Alle geplanten<br />

Anpassungen können vorab<br />

durchgespielt werden. Das verkürzt<br />

Stillstandzeiten und spart<br />

Kosten sowie Zeit. Grundsätzlich<br />

berichten Unternehmen, die mit<br />

Simulationssoftware arbeiten,<br />

über einen Geschwindigkeitsschub.<br />

So konnten zum Beispiel<br />

Maschinenbauer wie Krones<br />

oder Somic die Inbetriebnahme<br />

beschleunigen und die Durchlaufzeiten<br />

reduzieren.<br />

Im Video-Interview auf der Messe SPS IPC Drives 2<strong>01</strong>8<br />

sprach Beate Freyer über die Entwicklungstrends von<br />

Machineering und wo sie die Lösung Industrialphysics<br />

im Unternehmen sieht:<br />

hier.pro/vZd17<br />

<br />

Datenbrillen entführen<br />

in die virtuelle Realität<br />

Künftig könnten die Nutzer von<br />

3D-Simulationen und Digitalem<br />

Zwilling noch tiefer in die virtuelle<br />

Welt eintauchen. Machineering<br />

bietet die Möglichkeiten, Datenbrillen<br />

an die hauseigene Software<br />

anzubinden. So können<br />

sich Anwender zum Beispiel mit<br />

der Virtual-Reality-Brille Oculus<br />

Rift in eine virtuellen Produk -<br />

tionshalle begeben und den laufenden<br />

Betrieb beobachten. Mit<br />

der Hololens von Microsoft ist<br />

auch die Nutzung von Augmented<br />

Reality möglich – also Verknüpfung<br />

von realer und virtueller<br />

Welt. Mit diesen Möglichkeiten<br />

lässt sich der Digitale Zwilling<br />

dann quasi hautnah in seiner<br />

eigenen Welt erleben.<br />

www.machineering.de<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 27

TRENDS<br />

SERIE DIGITALER ZWILLING<br />

Serie Grundlagen der Technik – Teil 1: Digitale Zwillinge aus virtuellen Baugruppen<br />

Simulationslösungen<br />

reduzieren Entwicklungskosten<br />

Mithilfe virtueller Baugruppen werden Digitale Zwillinge realisiert, die nicht vom realen System zu unter -<br />

scheiden sind. Durch die Kombination realer und virtueller Komponenten können Unternehmen eine Anlage<br />

bereits in der Konzeptphase „betreiben“. Sie führen damit reale Inbetriebnahmen an virtuellen Komponenten<br />

durch und nutzen ihre Schattenanlagen parallel zur realen Produktion.<br />

Oliver Riedel, Christian Scheifele, Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen<br />

(ISW), Universität Stuttgart; Hanna Kuhn, Christian Daniel, ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH, Stuttgart<br />

Reale Inbetriebnahmen an virtuellen<br />

Komponenten<br />

Bild: ISG Steuerungstechnik<br />

Unternehmen können Maschinen und Anlagen heute nur wirtschaftlich,<br />

in hoher Qualität und mit kurzen Lieferzeiten herstellen,<br />

wenn sie diese weitgehend aus wiederverwendbaren Modulen<br />

(zumeist mechatronischen Baugruppen) konfigurieren. Virtuelle<br />

Baugruppen, die sich hinsichtlich der Schnittstellen, des Verhaltens<br />

in Steuerungsechtzeit und der Parametrierung 1:1 wie reale<br />

Baugruppen verhalten, ermöglichen die Erstellung Digitaler Zwillinge,<br />

die ihren realen Gegenübern zu 100 %entsprechen. Sie dienen<br />

als Grundlage für belastbare Integrations- und Systemtests, mit denen<br />

Unternehmen neue beziehungsweise adaptierte Produktionsanlagen<br />

noch vor dem Produktionshochlauf hinsichtlich Qualität und<br />

Performance absichern können. Die Aufwände solcher Tests können<br />

durch Methoden der Testautomatisierung reduziert und dabei die<br />

Testqualität massiv gesteigert werden. Die Voraussetzung sind<br />

Hardware-in-the-Loop Echtzeitsimulationssysteme<br />

mit virtuellen<br />

Baugruppen, die Anwender oder<br />

Testautomaten durch reale<br />

Steuerungen im Sinne eines Systemtests<br />

steuern. Das Simulationssystem<br />

steht bereits in der<br />

Entwicklungsphase allen Unternehmensbereichen<br />

als Integrationsplattform<br />

zur Verfügung. Es<br />

begleitet die Anlage über ihr gesamtes<br />

Produktleben und ist jederzeit<br />

verfügbar für virtuelle Inbetriebnahmen,<br />

Anlagenoptimierungen<br />

im Betrieb, Fernwartung,<br />

Mitarbeiter- und Kundenschulungen<br />

etc. Simulationsmodelle gestatten<br />

Planungsansätze, die die<br />

reale Welt möglichst ohne Einschränkungen<br />

abbilden, um flexible und rekonfigurierbare Produktionsanlagen<br />

verwirklichen zu können. Die virtuellen Baugruppen sind<br />

in einer Bibliothek abgelegt und unterstützen den schnellen Aufbau<br />

neuer virtueller Anlagen. Mit Ansätzen zur automatischen Modellgenerierung<br />

kann der wirtschaftlichen Einsatz Digitaler Zwillinge im<br />

Entwicklungsprozess neuer Kundenlösungen durch eine massive<br />

Reduzierung der Aufwände bei der Modellerstellung gewährleistet<br />

werden.<br />

Virtueller Zwilling doubelt reale Komponenten<br />

Ein Digitaler Zwilling aus virtuellen Komponenten verhält sich an<br />

den Schnittstellen (in Steuerungsechtzeit) und hinsichtlich der Funktionalität<br />

(Logik, Kinematik, Dynamik und Materialfluss) wie die realen<br />

Komponenten. Somit können Maschinen- und Anlagenbauer Parameter<br />

der realen Komponenten, zum Beispiel der Positionierantriebe,<br />

inklusive der Betriebsarten 1:1 bidirektional austauschen. Digitale<br />

Zwillinge sind in allen Phasen des Lebenszyklus einer Produktionsanlage<br />

wichtig: In der ersten Phase „Design“ geht es um die<br />

28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Zu dieser Serie<br />

INFO<br />

Die Produktionsanlage an ihrem Digitalen Zwilling erleben und diskutieren<br />

Absicherung komplexer Anforderungen aus der geplanten Produktion,<br />

schnelle Entwicklungszyklen und die Erfüllung strenger, regulatorischer<br />

Anforderungen. Der zweite Schritt ist die „Herstellung“<br />

(manufacturing), in der der Zwilling für mehr Effizienz, Qualität und<br />

eine reibungslose Überführung in die Produktion (inklusive Factory<br />

Acceptance Test (FAT)) sorgt. In der dritten Phase „Nutzung“ (operation)<br />

dient er einer besseren Verfügbarkeit der Maschinen und ermöglicht<br />

die Implementierung neuer Service-Konzepte. Im letzten<br />

Schritt, der „Wiederverwertung“ (recycling) sorgt der Digitale Zwilling<br />

für die Ersatzplanung oder eruiert das Upcycling-Potenzial. Zur<br />

Steigerung der Abbildungsgenauigkeit virtueller Komponenten wird<br />

die Bereitstellung eines Digitalen Zwillings der Komponente direkt<br />

vom Komponentenlieferanten erforderlich. Hierzu werden derzeit<br />

neutrale, einheitliche Datenschnittstellen mit einem einheitlichen<br />

Datenformat zum Austausch von (Teil-)Modellen diskutiert.<br />

Virtuelle Inbetriebnahme im Millisekunden-Takt<br />

Die Inbetriebnahme einer Anlage gehört zu den kritischsten Phasen<br />

bei der Realisierung flexibler Produktionsanlagen. Die Geschwindigkeit<br />

und Qualität des zugehörigen Produktionshochlaufs beeinflusst<br />

die Kosten des Produkts bei kleinen Losgrößen überproportional.<br />

Durch die vorgezogene Inbetriebnahme realer Steuerungen an echtzeitfähigen<br />

virtuellen Komponenten können Anwender diese Phase<br />

signifikant beschleunigen und qualitativ verbessern. Anders als bei<br />

aufwendigen und kostspieligen „Trial-and-Error-Konzepten“ an realen<br />

Anlagen ist es möglich, die Inbetriebnahme vollumfänglich ohne Risiken<br />

bis hin zum FAT durchzuführen. Bei innovativen Echtzeit-Simulationssystemen<br />

lassen sich nicht nur die Steuerungstechnik (PLC,<br />

CNC) einer Maschine, sondern sogar kompletter Anlagen über die<br />

jeweiligen realen Feldbusse an ein Simulationssystem anschließen<br />

(Hardware-in-the-Loop-Simulation). Neue Ansätze im Bereich der<br />

Echtzeit-Co-Simulation ermöglichen eine enorme Leistungssteigerung<br />

und damit eine massive Steigerung der abbildbaren Modelltiefe<br />

durch eine parallelisierte Simulation auf Multi-Core Prozessoren.<br />

Großanlagen beliebig erweitern<br />

In Echtzeit-Co-Simulationsarchitekturen aber auch durch ein Clustering<br />

von mehreren Simulationsrechnern in verteilten Simulationsarchitekturen<br />

können Unternehmen auch Großanlagen simulieren und<br />

beliebig erweitern – Rechenleistung spielt dabei keine Rolle mehr.<br />

Bild: ISG Steuerungstechnik<br />

Das Simulationssystem testet im Detail das Zusammenspiel zwischen<br />

mehreren Steuerungssystemen und der späteren Produktionsanlage<br />

in Bezug auf Qualität, Performance und bestimmte Produktionsabläufe<br />

– und das in Steuerungsechtzeit, im Millisekunden-<br />

Takt. Die Ergebnisse können Anwender dann ohne Einschränkungen<br />

auf die reale Anlage übertragen. Zudem haben sie die Möglichkeit,<br />

mit einer Simulationslösung neue Konzepte zu analysieren und<br />

vorab zu prüfen – ohne kostspielige Prototypen herstellen zu müssen.<br />

Die Fabriksimulation ermöglicht deterministisch exakte Performance-Aussagen<br />

unter Berücksichtigung aller Komponenten und<br />

Baugruppen. Zudem arbeiten verschiedene Unternehmensabteilungen,<br />

etwa mechanische und Elektrokonstruktion, Produktion, IT und<br />

Vertrieb, so enger zusammen: Auf Basis der Simulation können sie<br />

gemeinsam diskutieren, welche Lösung die beste ist, und dies unmittelbar<br />

prüfen.<br />

Virtuelle Produktion – ganz real<br />

Anlässlich der Stuttgarter Innovationstage (12./13. Februar 2<strong>01</strong>9)<br />

wird basierend auf Best-practice-Anwendungen zum Thema „Virtuelle<br />

Produktion“ berichtet. Neben dem Einsatz bestehender Methoden<br />

auf Basis des Digitalen Zwillings zeigen die Vorträge neue Technologien<br />

im zukünftigen Einsatz im Maschinen- und Anlagenbau auf.<br />

Ihre Teilnahme zugesagt haben u.a. Referenten der BMW AG, Homag<br />

Group, Heitec AG sowie der ISG Industrielle Steuerungstechnik<br />

GmbH. Es wird gezeigt, wie die Einführung eines Simulationssystems<br />

in den Engineering-Prozess zu ausgereiften Systemen<br />

führt, die die hohen qualitativen Anforderungen an eine Produk -<br />

tionsanlage erfüllen.<br />

eve<br />

www.isg-stuttgart.de<br />

www.isw.uni-stuttgart.de<br />

Zusammen mit der Technischen Akademie<br />

Esslingen e. V. stellt die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />

in dieser Grundlagenserie Hintergründe<br />

und praktische Einsatzszenarien in aktu -<br />

ellen Technikfeldern zusammen. Tipps zu passenden<br />

Seminarangeboten erleichtern die Planung einer<br />

praxisorientierten Weiterbildung.<br />

www.tae.de<br />

Details werden in Seminaren der Technischen Akademie<br />

Esslingen (TAE) vorgestellt.<br />

Näheres und Anmeldung unter:<br />

Zertifizierter Projektmanager für sichere Industrie -<br />

roboteranlagen; 25.03.2<strong>01</strong>9 - 29.03.2<strong>01</strong>9: hier.pro/f8nVF<br />

Effiziente Fertigungsplanung und Fertigungsplan erstellung;<br />

02.04.2<strong>01</strong>9 - 03.04.2<strong>01</strong>9: hier.pro/SkL9g<br />

Digital Leadership: Neue Arbeitswelt<br />

braucht neues Führen; Termin in Planung:<br />

hier.pro/vKneg<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 29

TRENDS<br />

SYSTEMS ENGINEERING<br />

Mit Pro File einen Digitalen Informations-Zwilling realisieren<br />

Ein Rückgrat für die Lebenslaufakte<br />

Um wiederholt auftretende Störungen an einer Anlage in Bezug auf die Produktqualität einschätzen zu können,<br />

muss klar dokumentiert sein, wie jede einzelne Maschine beim Anwender aussieht. Durch einen Digitalen Informations-Zwilling<br />

stehen wichtige Produktdaten und Informationen zur Verfügung. Er entsteht, wenn man die Daten aller<br />

Komponenten einer Anlage über ihren gesamten Lebenszyklus in einem PDM/PLM-System zusammenfließen lässt.<br />

Frank Zscheile, IT-Journalist, München, i. A. der Procad GmbH & Co. KG, Karlsruhe<br />

Vollständige Digitale Zwillinge sind in der unternehmerischen<br />

Praxis noch nicht über ihr Anfangsstadium hinausgewachsen.<br />

Die technischen Voraussetzungen sind schwierig, weswegen derzeit<br />

vor allem einzelne Teile von Anlagen remote überwacht werden,<br />

um zum Beispiel die vorausschauende Wartung zu gewährleisten.<br />

Einfacher als ein vollständig digitales Abbild realisieren lässt sich indes<br />

ein „Digitaler Informations-Zwilling“ der an den Kunden ausgelieferten<br />

Anlage. Er entsteht, wenn man die Produkt-Informationen<br />

aller Komponenten einer Anlage über ihren gesamten Lebenszyklus<br />

in einem PDM/PLM-System zusammenfließen lässt. Dadurch entsteht<br />

die Lebenslaufakte eines Produktes beziehungsweise einer<br />

Anlage. Sie orientiert sich an der technischen Struktur aller Elemente<br />

der Anlage und vereinigt sämtliche damit in Verbindung stehenden<br />

Informationen, die für die Produktentstehung und das Produktmanagement<br />

relevant sind, an zentraler Stelle. In der Lebenslaufakte<br />

fließen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage hinweg Produktdaten<br />

und Dokumente zusammen. Diese Informationen zu einem<br />

Produkt werden kundenbezogen oder projektspezifisch zusammengeführt<br />

und repräsentieren die ausgelieferte Maschine als Digitaler<br />

Informations-Zwilling.<br />

Um beispielsweise wiederholt auftretende Störungen an einer Anlage<br />

in Bezug auf die Produktqualität einschätzen zu können, muss<br />

klar dokumentiert sein, wie jede einzelne Maschine beim Kunden<br />

aussieht. Welche Pumpe und welcher Motor wurden verbaut? Welche<br />

Änderungen hat dieser Motor bereits durchlaufen? Welche Softwareversion<br />

steckt in der Antriebssteuerung? Wo liegt die dazugehörige<br />

Beschreibung? Auf Basis der vollständigen und auf Knopfdruck<br />

abrufbaren digitalen Dokumentation, können die Rückschlüsse<br />

aus Störungen besser beurteilt werden. Der Hersteller kann<br />

ferner Dokumentationen automatisch erstellen, ursprüngliche Anforderungen<br />

zuordnen oder die Auswirkung von Änderungsanträgen<br />

analysieren.<br />

Ein Unternehmen, das mit einem solchen digitalen Informations-<br />

Zwilling seine Auftragsabwicklung exakt dokumentiert und für<br />

schnelle Lieferzeiten sorgt, ist die Striko Westofen Group. Technische<br />

Basis ist das Digital Product Data Backbone Pro File der Procad<br />

GmbH & Co. KG. Striko Westofen ist ein global agierendes Unternehmen<br />

für moderne Ofentechnologie unter Verwendung thermischer<br />

Prozesstechnik für die Leichtmetall-Gussindustrie und liefert<br />

energieeffiziente Lösungen für den Druckguss, Schwerkraftguss,<br />

Sandguss, Niederdruckguss und Strangguss.<br />

30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

SYSTEMS ENGINEERING<br />

TRENDS<br />

Die Digital-Product-Data-Backbone-Lösung<br />

Pro File verbindet PLM mit CAD- und ERP-<br />

Systemen und die in ihnen enthaltenen Daten<br />

aller Komponenten einer Anlage. Es entsteht<br />

eine Lebenslaufakte und mit ihr ein Digitaler<br />

Informations-Zwilling<br />

Bild: Procad<br />

Am Anfang eines jeden Auftrags steht bei Striko Westofen ein „Produktordner“,<br />

der als Master für eine konkrete Anlage dient. Für jedes<br />

Produkt beziehungsweise für jeden Ofen-Typ haben die Konstrukteure<br />

entsprechend der in den Inventor-Baugruppen vorgegebenen<br />

Struktur einen solchen Ordner im PDLM-System angelegt und mit<br />

Zeichnungen und fertigungsbegleitenden Unterlagen gefüllt. Workflows<br />

starten in der Regel mit einem Auftragseingang. Für Aufträge<br />

zuständig sind die Projektleiter, die mit Einkauf und Kunden kommunizieren.<br />

Jeden neuen Auftrag legen sie im ERP-System unter einer<br />

Fabriknummer an, die anschließend an das PDLM-System übertragen<br />

wird. Mit ihr werden die Metadaten des Auftrags (Kunde, Produkttyp<br />

und -nummer) übermittelt. Die Fabriknummer stellt im<br />

PDLM dann einen sogenannten „Auftragsordner“ dar – die erste Inkarnation<br />

des Informations-Zwillings.<br />

Der Auftragskonstrukteur erhält mit Anlegen des Auftragsordners<br />

die Spezifikation zum Auftrag. Er kopiert zunächst die Projektstruktur<br />

aus dem Produktordner und füllt den Auftragsordner anschließend<br />

mit Leben. Im Produktordner sind alle standardisierten technischen<br />

Unterlagen für ein bestimmtes Produkt (z. B. der Striko Melter,<br />

der Westomat usw.) verknüpft, wie Zeichnungen, Stücklisten,<br />

technische Unterlagen, Berechnungen usw. Er dient somit als Kopie-Vorlage<br />

für den Auftragsordner. Daher müssen die Unterlagen<br />

im Produktordner immer auf dem neuesten Stand sein.<br />

Striko Westofen ist Spezialist für moderne Ofentechnologie unter Verwendung<br />

thermischer Prozesstechnik für die Leichtmetall-Gussindustrie. Dem<br />

Anwender hilft der Digitale Informations-Zwilling, Lieferzeiten zu verkürzen<br />

und die Dokumentation der Anlage zu erleichtern<br />

Bild: StrikoWestofen<br />

Auftragsordner vom Produktordner getrennt<br />

Im Produktordner sind somit stets die neuesten Stände der Zeichnungen<br />

dokumentiert. Im Auftragsordner hingegen wird dargestellt,<br />

was tatsächlich gebaut wurde. Fast jeder Kunde hat zum Standardprodukt<br />

Extrawünsche. Diese gilt es dann in Inventor zu konstruieren<br />

und mit dem Auftragsordner zu verknüpfen.<br />

Ist der Auftrag fertig zusammengestellt, werden die Zeichnungen an<br />

die Fertigung übermittelt. Dies hält Striko Westofen terminlich in<br />

dem so genannten „Zeichnungsverzeichnis“ fest, einer Liste, die<br />

die Fertigungsstände eines Produktes dokumentiert. Über das<br />

Zeichnungsverzeichnis lässt sich nachweisen, wann welche Zeichnung<br />

in welcher Version zum Kunden beziehungsweise an die Fertigung<br />

geschickt wurde. Es dient damit der Beweisführung des gesamten<br />

Prozesses vom Auftragseingang über die <strong>Konstruktion</strong> bis<br />

hin zur Fertigung. So hat das Unternehmen in der PLM-Software eine<br />

exakte Dokumentation dessen, wie jeder Auftrag abgewickelt<br />

wurde – eben den digitalen Informations-Zwilling. Er hat sich über<br />

einen ersten Aufstellplan und die Verwendung standardisierter<br />

Stahlbauelemente sowie vorgedachter Komponenten in der PLM-<br />

Software entwickelt. Nur die kundenspezifischen Komponenten<br />

werden neu erdacht. Am Ende ist die Anlage fertig und zu 100% dokumentiert.<br />

Ein stringentes Vorgehen, das bei Striko Westofen dafür<br />

sorgt, dass der Hersteller seine schnellen Lieferzeiten einhalten<br />

kann.<br />

eve<br />

www.procad.de<br />

Details zum Digital Product Data Backbone Pro File:<br />

hier.pro/KtMOx<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 31

AUTOMATISIERUNG<br />

TITELSTORY<br />

Gehäuse- und Kühllösungen von CTX bieten optimalen Schutz<br />

Ein sicherer<br />

Ort für Elektronik<br />

Elektronikkomponenten müssen wirksam vor äußeren Einflüssen geschützt<br />

werden, um zuverlässig arbeiten zu können. In den maßgeschneiderten<br />

Elektronikgehäusen von CTX Thermal Solutions sind Platinen, Kontakte und<br />

Co. vor Schäden sicher. Eine integrierte Kühllösung sorgt zudem für eine<br />

effiziente Ableitung der Verlustleistung.<br />

Wilfried Schmitz, Geschäftsführer, CTX Thermal Solutions GmbH, Nettetal<br />

32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

TITELSTORY<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

CTX besitzt umfangreiche Erfahrung in der Entwicklung und<br />

Fertigung von Kühlsystemen für unterschiedliche Branchen.<br />

Ein hochspezialisiertes Team berät Anwender hinsichtlich einer<br />

ganzheitlichen sowie wirtschaftlichen Lösung und bezieht dabei<br />

Aspekte wie Wärmemanagement und Gehäuse-Design mit ein. Die<br />

Experten für Kühllösungen bieten zudem auch Elektronikgehäuse in<br />

Stanzbiege- und Profiltechnik sowie maßgeschneiderte Frontplatten<br />

und technische Aluminiumteile an.<br />

Optisch exakt auf die<br />

Anwendung abgestimmte Gehäuse<br />

Die Gehäuse in Stanzbiegetechnik fertigt das Unternehmen aus<br />

Werkstoffen wie Stahlblech, verzinktem Stahlblech, Aluminium oder<br />

Edelstahl in Stanz- oder Nibbeltechnik inklusive Einpressbolzen<br />

oder -buchsen. Gestanzt oder genibbelt und mit Buchsen versehen<br />

werden auch die projektspezifisch ausgeführten technischen Alu -<br />

miniumteile, die der Hersteller bei Bedarf lasert und/oder abkantet<br />

sowie mit integrierten Gewindebolzen ausstattet.<br />

Darüber hinaus sorgt eine professionelle Oberflächenveredelung<br />

dafür, dass sich die Gehäuse optisch ideal in die Kundenanwendung<br />

einfügen. „Nicht nur bei Mode-Accessoires, sondern auch bei<br />

technischen Produkten kauft heute das Auge mit“, sagt Thomas<br />

Windeck, Vertriebsleiter bei CTX Thermal Solutions. „Der Anwender<br />

sieht zwar in erster Linie die technischen Anforderungen, umso<br />

besser ist es jedoch, wenn das Ganze dann auch noch ansprechend<br />

verpackt ist. Es kommt auch immer wieder vor, dass unsere Kunden<br />

sogar Designer einsetzen, die das Gehäuse entwerfen.“ Und<br />

während Kunststoffgehäuse nur Schutz gegen Berührung und<br />

Umwelteinflüsse bieten, sind die Metallgehäuse zusätzlich in der<br />

Lage, die Verlustleistung abzuführen sowie die Elektronik elektromagnetisch<br />

abzuschirmen<br />

Bild: CTX Thermal Solutions/Konradin Mediengruppe<br />

Aluminiumdruckguss in kleinen Stückzahlen<br />

und aufwendige Oberflächenbehandlungen<br />

Neben Gehäusen aus Aluminiumstranggussprofilen liefert CTX<br />

auch Druckgussgehäuse. Wenn ein solches Druckgussgehäuse<br />

sowie das dazugehörige Werkzeug entstehen, befinden sich die<br />

Experten des Herstellers in ständigem Dialog mit dem Anwender,<br />

um auf Änderungs- und Optimierungswünsche einzugehen. Nur so<br />

können die Erwartungen des Auftraggebers präzise erfüllt werden.<br />

Der Einsatz von Druckgussgehäusen rentiert sich dabei nicht nur<br />

bei extrem hohen Stückzahlen; die Produktion kann sich bereits bei<br />

einem Jahresbedarf von lediglich 500 Gehäusen lohnen. „Wenn<br />

bei einem Aluminiumklotz alles, was für das Gehäuse nicht gebraucht<br />

wird, aus- und weggefräst werden müsste, wäre das ein<br />

wahnsinniger Material- und Zeitaufwand“ erklärt Thomas Windeck.<br />

Die Fräsarbeiten würden viel zu lange dauern und der Ausschuss<br />

müsste aufwendig recycelt werden.<br />

CTX liefert Elektronikgehäuse für<br />

verschiedene Branchen und Anwendungen,<br />

inklusive Beratung hinsichtlich Design und<br />

Wärmemanagement<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 33

AUTOMATISIERUNG<br />

TITELSTORY<br />

Das CTX-Spektrum an kühlenden Gehäuselösungen umfasst maßge -<br />

schneiderte Frontplatten ebenso wie Gehäuseteile in Druckguss, Profiloder<br />

Stanzbiegetechnik sowie technische Aluminiumteile<br />

Bild: CTX Thermal Solutions<br />

An zahnriemengetriebenen Linearachsen kann der Movingcap<br />

von Fullmo als Stellantrieb für den Motor eingesetzt werden<br />

Bild: CTX Thermal Solutions<br />

CTX unterzieht sowohl extrudierte als auch Druckgussgehäuse auf<br />

Wunsch einer speziellen Oberflächenbehandlung: Sie können wahlweise<br />

eloxiert, lackiert, chromatiert oder pulverbeschichtet werden.<br />

Und auch mit Sand oder Glasperlen gestrahlte Oberflächen sind<br />

lieferbar. Ein abziehbarer Einkomponentenlack schützt die Oberfläche<br />

vor Schäden. Frontplatten für Gehäuse werden dabei nach Kundenwunsch<br />

inklusive Filmerstellung und Beschriftungen in ein- oder<br />

mehrfarbigem Siebdruck oder mit Lasergravur geliefert. Darüber<br />

hinaus bietet das Unternehmen auch fertige Lösungen zum Beispiel<br />

mit EMV-Dichtung an. So bekommt der Nutzer bei CTX alles aus<br />

einer Hand.<br />

Individuelle Gehäuselösung<br />

Das war auch für die Fullmo GmbH aus Markdorf am Bodensee das<br />

ausschlaggebende Argument. Das Unternehmen entwickelt und<br />

vertreibt Steuerungs- und Antriebssysteme für den Maschinenbau.<br />

Für ihr jüngstes Produkt, den sogenannten Movingcap, suchte<br />

Fullmo ein passendes Gehäuse – keine leichte Aufgabe, wie sich<br />

herausstellte. Movingcap ist eine Antriebslösung für kleine Elektromotoren,<br />

die unter anderem in Druck-, Verpackungs- und Sonder -<br />

maschinen zum Einsatz kommt. Durch Movingcap wird aus<br />

einem Standard-Elektronikantrieb ein hocheffizientes und variables<br />

Antriebsaggregat. Der intelligente Elektronikaufsatz verfügt über<br />

eine eigene Ablaufsteuerung, sodass komplette Kundenapplikationen<br />

direkt in den Motor programmiert werden können.<br />

Die ursprünglich geplante Lösung wäre zu teuer geworden: Fullmo<br />

plante zunächst, die Elektronik des besonders kompakten, intelligenten<br />

Stellantriebs in einem mehrteilig gefrästen Gehäuse zu verbauen.<br />

„Eine Machbarkeitsstudie zeigte allerdings, dass aufgrund<br />

der Stückzahlnachfrage ein einteiliges Druckgussgehäuse die wirtschaftlichere<br />

Alternative sei“, erinnert sich Markus Heggelbacher,<br />

geschäftsführender Gesellschafter bei Fullmo. Man überarbeitete<br />

deshalb die ursprüngliche Konzeptidee und wandte sich an CTX<br />

Thermal Solutions. „Wir benötigten den Expertenrat hinsichtlich der<br />

Material- und Oberflächengüte sowie der Verarbeitungs- und Veredelungsmöglichkeiten<br />

von Aluminiumdruckgussgehäusen“, erklärt<br />

Gehäuse in Stanzbiegetechnik bietet CTX aus Stahlblech, verzinktem Stahlblech,<br />

Aluminium oder Edelstahl inklusive Einpressbolzen oder -buchsen an<br />

Heggelbacher. Er und seine Kollegen wollten sicherstellen, dass das<br />

fertige Prozessorgehäuse den Umweltbedingungen und Anforderungen<br />

im Maschinenbau absolut gerecht wird.<br />

Das Ziel war, ein möglichst harmonisches und optisch ansprechendes<br />

Gehäuse zu schaffen, in das die bereits existierende Leiterplatte<br />

problemlos integriert werden konnte. Da das Elektronikgehäuse<br />

gleichzeitig auch als Motorflansch für den Anbau unterschiedlicher<br />

Getriebe beziehungsweise die direkte Installation an die Kundenapplikation<br />

fungieren sollte, stellten die Entwickler von Fullmo<br />

zudem hohe Anforderungen an die Gehäuseoberfläche sowie die<br />

vorzusehenden Bohrungen.<br />

CNC-präzisionsbearbeitete<br />

Aluminiumdruckgussgehäuse<br />

Als Lieferant metallischer Elektronikgehäuse stand CTX bei der Konzeption<br />

des Gehäuses nicht nur beratend zur Seite, sondern konnte<br />

auch mit dem geeigneten Druckgussgehäuse dienen. Neben den<br />

bereits genannten Vorgaben spielten bei der Auswahl auch Material,<br />

Stabilität, Baugröße und Optik eine wichtige Rolle. Das Ergebnis<br />

waren Aluminiumdruckgussgehäuse, die nach dem Guss einer<br />

CNC-Präzisionsbearbeitung unterzogen wurden, um an den Anbauflächen<br />

die erforderliche Oberflächenpräzision zu erreichen. Aus<br />

Bild: CTX Thermal Solutions<br />

34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Industrie<br />

Wissensvorsprung<br />

für Automatisierer<br />

Der Movingcap-Stellantrieb von Fullmo – im schwarzen Gehäuseaufsatz von CTX<br />

steckt die intelligente Elektronik, mit deren Hilfe Antriebsabläufe direkt in den Motor<br />

programmiert werden können<br />

Bild: CTX Thermal Solutions<br />

optischen Gründen wurden die Gehäuse anschließend pulverbeschichtet.<br />

Der Hersteller stattete die Prozessorgehäuse außerdem<br />

nach Zeichnungsvorgabe mit Bohrungen für die diversen Anschlüsse<br />

aus. „CTX hat uns bestmöglich bei der Entwicklung und Umsetzung<br />

der Movingcap-Gehäuse unterstützt. Das Ergebnis war eine<br />

absolut bedarfsgerechte und gleichzeitig wirtschaftliche Lösung“,<br />

zieht Markus Heggelbacher von Fullmo zufrieden Bilanz.<br />

Breites Portfolio an Gehäuse- und Kühllösungen<br />

Neben Gehäusen, Frontplatten und technischen Aluminiumteilen<br />

entwickelt und vertreibt CTX vor allem kundenspezifische Kühl -<br />

lösungen für elektronische Bauteile. Sie sind ebenso zahlreich und<br />

unterschiedlich wie ihre Applikationen und finden sich in der Automobil-,<br />

Haushalts- und Unterhaltungselektronik genauso wieder wie<br />

in industriellen Netzteilen und Computern sowie im Bereich der<br />

regenerativen Energien und der Haustechnik. Ein relativ junges, sich<br />

stark entwickelndes Segment ist dabei die LED-Kühlung. Die Kühlkörper<br />

reichen von nur wenigen Millimeter großen und einige<br />

Gramm leichten Kühlelementen für SMD-Bauteile bis hin zu 2 m<br />

langen und 200 kg schweren Kühlkörpern für Wechselrichter in der<br />

Eisenbahntechnik. Auch die Kühlungsarten sind so unterschiedlich<br />

wie die Anwendung selbst: von natürlicher Konvektion über Luftkühlung<br />

mit Gebläsen bis hin zum Wärmetransport durch Flüssigkeiten<br />

oder Heatpipes zur Kühlung von Halbleiterelementen. „Bei Elektro -<br />

nikanwendungen gibt es kaum ein thermisches Problem, das wir mit<br />

unserem Produktportfolio nicht lösen könnten“, sagt Thomas Windeck,<br />

Vertriebsleiter bei CTX. Mit diesem breiten Angebot an passiven<br />

und aktiven Kühllösungen für elektronische Bauteile kann CTX aus<br />

dem Vollen schöpfen und sich vom Wettbewerb differenzieren. ik<br />

www.ctx.eu<br />

Kompetent – vielseitig eitig – praxisnah<br />

elektro AUTOMATION<br />

thematisiert lösungsund<br />

zukunftsorientiert elektrische Automatisierungstechnik<br />

– von grundlegenden Architekturen<br />

und Konzepten bis hin zu Komponenten<br />

und Systemlösungen für die tägliche Praxis.<br />

Neben Steuerungs- und elektrischer Antriebstechnik<br />

stehen dabei gleichermaßen die<br />

industrielle Kommunikation, Sensorik sowie<br />

alle Themen rund um den Schaltschrank und<br />

den Aufbau von Automatisierungsanlagen im<br />

Mittelpunkt der Berichterstattung.<br />

Digital:<br />

und Newsletter<br />

Weitere Informationen zu den Gehäusen von CTX:<br />

hier.pro/F7iIV<br />

Messe Embedded World:<br />

Halle 3, Stand 3-4<strong>01</strong><br />

Die passenden Medien<br />

für Sie und Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

media.industrie.de K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 35

AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Robuste Elektronikgehäuse für das Abfallmanagement<br />

Wetter- und temperaturbeständig<br />

geschützte Umwelttechnologie<br />

Das italienische Unternehmen Rexa ist ein Hersteller innovativer Technologien für die Abfallsammlung.<br />

Bei den Gehäusen der jüngsten Generation von On-Board-Controllern für Müllfahrzeuge setzt das Unter -<br />

nehmen auf robuste Elektronikgehäuse des Spezialisten Bopla.<br />

Rexa liefert Abfallmanagementsysteme für die<br />

intelligente Müllsammlung. Dabei übernehmen<br />

Sensoren, RFID-Technologie und On-Board-<br />

Controller wichtige Funktionen. Beispielsweise<br />

registrieren sie automatisch, welcher Container<br />

bereits geleert wurde und welcher noch geleert<br />

werden muss<br />

Bild: PhotographyByMK/Fotolia.com<br />

Sensoren und RFID-Technologien in Kombination mit On-Board-<br />

Controllern übernehmen inzwischen wichtige Funktionen in<br />

modernen Müllfahrzeugen. Sie kontrollieren beispielsweise die korrekte<br />

Entladung von Abfallcontainern und registrieren automatisch,<br />

welcher Container bereits entleert wurde sowie welcher noch<br />

geleert werden muss. Dazu werden die RFID-Tags an den Containern<br />

von den außen am Müllfahrzeug installierten Controllern ausgelesen.<br />

Die Steuergeräte unterstützen die Arbeiter damit bei ihrer<br />

täglichen Routine. Durch entsprechende Alarmmeldungen wie Hinweise<br />

auf nicht-konforme Sammlungen, doppelte RFID-Auslesungen<br />

oder beschädigte Container sichern sie ein korrektes Abfallmanagement.<br />

Da sie außen am Müllfahrzeug angebracht sind, werden an die On-<br />

Board-Controller hohe Anforderungen gestellt. Ihre Gehäuse müssen<br />

sehr robust, wetter- und temperaturbeständig sowie vibrationsfest<br />

sein, um die empfindliche verbaute Elektronik zuverlässig zu<br />

schützen. Die Rexa Srl aus Udine, Italien, hat daher für ihre Steuergeräte<br />

Symax 200 und Symax 300, die robusten und funktionalen<br />

Elektronikgehäuse der Serien Bocube und Bocube Alu der Bopla<br />

Gehäusesysteme GmbH aus Bünde ausgewählt.<br />

UMTS- und GPRS-<br />

Module sowie Wi-Fi<br />

Bei dem kleineren und einfacheren, intuitiv<br />

zu bedienenden Symax 200 entschied sich<br />

Rexa für ein graphitgraues Bocube-Gehäuse<br />

B 221309 PC-V0 7024 aus schwerentflammbarem<br />

und selbstverlöschendem Polycarbonat<br />

UL 94 V0. Es misst 90 x 231 x 125 mm<br />

und verfügt über die Schutzart IP 66/IP 68 –<br />

1,2 m (2 Std.) DIN EN 60529. Die Technologie<br />

im Gehäuse umfasst UMTS-Module sowie<br />

Wi-Fi für die Kommunikation per WAN oder<br />

LAN und ein GPS-System für die Positions -<br />

bestimmung. Mit seiner externen RFID-Antenne sowie einem tragbaren<br />

RFID-Reader unterstützt das Symax 200 UHF, HF und LF-<br />

RFID-Systeme. Für die Interaktion verfügt das Gerät über drei multifunktionale<br />

Tasten und sechs LED-Statusleuchten. Um es flexibel<br />

von einem Fahrzeug abnehmen und schnell an ein anderes montieren<br />

zu können, wurde das Gehäuse zudem mit stabilen Wand -<br />

laschen ausgestattet.<br />

Das größere Symax 300 verfügt über das gleiche technologische<br />

Innenleben wie das Symax 200, ist allerdings mit einem TFT-Farbdisplay,<br />

sechs Multifunktionstasten und drei LED-Statusleuchten<br />

ausgerüstet. Um bei einem Temperaturwechsel für einen Druckausgleich<br />

zu sorgen und damit Feuchtigkeit im Gerät zu vermeiden,<br />

wurde das Gerät darüber hinaus mit einem Druckausgleichselement<br />

(DAE D11) ausgestattet.<br />

Rexa wählte für das Symax 300 ein graphitgraues Metallgehäuse<br />

mit naturfarben eloxierten Scharnieren aus der Bocube Alu-Baureihe<br />

mit einer Länge von 259 mm, einer Breite von 128 mm und einer<br />

Höhe von 90 mm. Das funktionale Metallgehäuse verfügt serien -<br />

mäßig über geschäumte PU-Dichtungen. Es erreicht damit die<br />

Schutzart IP 66 / IP 68 – 1,2 m (2 Std.) / IP 69 DIN EN 60529 und<br />

bewahrt die empfindliche Elektronik auch unter besonders<br />

anspruchsvollen Umweltbedingungen, denen der On-Board-Controller<br />

auf den Müllfahrzeugen ausgesetzt ist, zuverlässig vor Staub,<br />

Erschütterung und starkem Strahlwasser. Auf Wunsch können die<br />

36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Bild: Bopla<br />

Für seinen On-Board-Controller Symax 300 hat Rexa ein grafitgraues<br />

Metallgehäuse aus der Bocube-Alu-Baureihe von Bopla ausgewählt. Es<br />

ist mit einem TFT-Farbdisplay, sechs Multifunktionstasten, drei LED-<br />

Statusleuchten sowie einem Druckausgleichselement ausgerüstet<br />

Bild: Bopla<br />

Das robuste Gehäuse<br />

des intuitiv zu bedienenden<br />

On-Board-Controllers<br />

Symax 200 von<br />

Rexa stammt aus der<br />

Bocube-Gehäuseserie<br />

von Bopla und besteht<br />

aus schwerentflammbarem<br />

und selbstver -<br />

löschendem Poly -<br />

carbonat UL 94 V0<br />

Bocube-Metallgehäuse auch mit Silikondichtungen für höhere Temperaturen,<br />

seewasserfesten Beschichtungen sowie EMV-Dichtungen<br />

ausgerüstet werden.<br />

Mechanische Bearbeitung und Touchintegration<br />

Rexa bezieht von Bopla jedoch nicht nur die Gehäuse für ihre Symax-<br />

Controller, sondern nutzt auch die entsprechenden Dienstleistungen.<br />

So installiert der Gehäusespezialist die mit einer UV-resistenten<br />

glänzenden Frontfolie kaschierte Folientastatur auf Kupferbasis,<br />

die Druckausgleichselemente (DAE D11) sowie die hinterdruckte<br />

Scheibe aus widerstandsfähigem Mineralglas ebenso wie die<br />

gebondete Touch-Displayeinheit und die Dichtung der Folientastatur<br />

zur Erreichung der Schutzart IP69. Zudem übernehmen die Bünder<br />

die individuelle Bearbeitung der Gehäuse nach Zeichnungsvorgabe<br />

von Rexa. Dazu zählen die Ausfräsungen für Stecker, Antenne und<br />

Display der Symax-Geräte sowie der Einbau des Kundendisplays.<br />

Die Integration erfolgt dabei mittels Vergusstechnologie und eines<br />

Halteblechs aus Aluminium. Bei dieser von Bopla entwickelten Technik<br />

gleicht eine schwimmende Lagerung Bearbeitungstoleranzen<br />

sowie thermische Ausdehnungseffekte oder mechanische Belastungen<br />

auf effektive Weise aus. Unterschiedliche Anforderungen lassen<br />

sich durch die Wahl einer geeigneten Vergussmasse realisieren.<br />

Unkomplizierte Montage<br />

Bopla hat die Bocube-Alu-Serie speziell für den Einsatz in anspruchsvollen<br />

Industrieumgebungen und im Außenbereich entwickelt.<br />

Sämtliche Komponenten – auch die Scharniere – sind in Metall<br />

ausgeführt und unverlierbar mit dem Gehäuse verbunden. Dadurch<br />

verfügen die Elektronikgehäuse über eine hohe Stabilität sowie über<br />

eine gute EMV-Abschirmung und Beständigkeit gegenüber Chemikalien.<br />

Da die Aluminiumgehäuse zudem UV- und temperatur -<br />

wechselbeständig sind, bieten sie sich insbesondere für den Außeneinsatz<br />

in der Landwirtschaft, im Verkehr oder im Bereich erneuer -<br />

Bereit für die Montage: die Deckel der Bocube-Alu-Gehäuse<br />

mit bereits montiertem Display<br />

bare Energien an. Insgesamt sind neun verschiedene Grundgrößen<br />

erhältlich. Die Stirnflächen des Gehäuses wurden von Bopla dabei<br />

bewusst zurückgesetzt, um die elektromechanischen Bauteile noch<br />

besser zu sichern.<br />

Beide Bocube-Gehäuseserien setzen sich aus nur wenigen Einzelteilen<br />

zusammen. Der über das Scharnier unverlierbar mit dem Gehäuse<br />

verbundene Deckel lässt sich wahlweise nach rechts oder<br />

nach links öffnen und ist optional mit einer um 2 mm abgesenkten<br />

Fläche für HMI-Lösungen ausgerüstet. Der Einbau des elektronischen<br />

Innenlebens kann sowohl im Ober- als auch im Unterteil der<br />

Gehäuse erfolgen. Hierfür steht Einbauraum für rechteckige Leiterund<br />

Frontplatten zur Verfügung. Freie Flächen bieten darüber hinaus<br />

genügend Platz für die Installation von Kabelverschraubungen,<br />

Steckverbindern und anderen elektromechanischen Schnittstellen.<br />

Umfangreiches Zubehör<br />

Die Bocube- und Bocube Alu-Gehäuse werden durch ein Zubehörprogramm<br />

für ein breites Anwendungsspektrum ergänzt. Dazu zählen<br />

ab Lager verfügbare Komponenten wie fertig konfektionierte<br />

Montage- und Frontplatten ebenso wie verschiedene Tragschienenausführungen<br />

und Laschen für die Wandmontage. Die Kunststoffversion<br />

bietet darüber hinaus die Möglichkeit, mittels farbiger Scharnierverschlüsse<br />

eine farbliche Individualisierung vorzunehmen oder<br />

auf eine komfortable manuelle Betätigung des Verschlusses umzustellen.<br />

Die Scharnierseite ist frei wählbar und kann bei Bedarf mittels<br />

eines Codierpins fest vorgegeben werden. Eine Beschädigung<br />

der Verdrahtung durch unbeabsichtigtes Öffnen der Scharnierseite<br />

wird dadurch zuverlässig verhindert. Bei der Wahl des für den jeweiligen<br />

Anwendungsfall optimalen Elektronikgehäuses bieten die<br />

Spezialisten von Bopla umfassende Beratung und passen das ausgewählte<br />

Gehäuse individuell an die jeweiligen Produktanforderungen<br />

an.<br />

ik<br />

www.bopla.de<br />

Weitere Informationen zur Bocube-Alu-Reihe:<br />

hier.pro/otAYe<br />

Messe Embedded World:<br />

Halle 3, Stand Halle 3-155<br />

Bild: Bopla<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 37

AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Industrial Data Communications<br />

Flexible Hierarchien statt getrennte Netze<br />

Mit der Industrie 4.0 wächst die Datenkommunikation rasant – Daten sind der Rohstoff des 21. Jahrhunderts.<br />

Damit sie in Bewegung bleiben, benötigen Industrieunternehmen eine leistungsfähige Infrastruktur. Dies hat zur<br />

Folge, dass sich die klassische Automatisierungspyramide auflösen und in eine Infrastruktur ohne Hierarchie<br />

umwandeln wird. Betriebe setzen schon jetzt immer häufiger auf Ethernet-Verbindungslösungen.<br />

Bernd Müller für die U.I. Lapp GmbH, Stuttgart<br />

Aktuelle Maschinen werden bereits<br />

bis zum Aktor oder Sensor über<br />

Ethernet verbunden – der industrielle<br />

Datenkommunikations -<br />

standard setzt sich durch<br />

Datennetze in Fabriken müssen schnell, echtzeitfähig und standardisiert<br />

sein, fordert Oliver Riedel, Professor am Institut für<br />

Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen<br />

(ISW) der Universität Stuttgart. „Doch bis dahin sind noch<br />

einige Hausaufgaben zu erledigen“, ergänzt er. Denn in vielen Betrieben<br />

dominieren immer noch einzelne voneinander softwaretechnisch<br />

und physikalisch getrennte Netze. Jede Ebene der sogenannten<br />

Automatisierungspyramide – von der Leitebene bis zur Feld -<br />

ebene – arbeitet hier mit einer eigenen Infrastruktur sowie eigenen<br />

Protokollen. „Diese vielen verschiedenen Netze werden verschmelzen<br />

und die Automatisierungspyramide wird sich dadurch Schritt für<br />

Schritt auflösen“, erklärt Oliver Riedel. Statt hierarchischen Kommunikationsstrukturen<br />

in der Automatisierung erwartet er flexible Hierarchien,<br />

in denen Cyber-physische Systeme untereinander, mit der<br />

Unternehmens- IT sowie mit der Cloud über ein engmaschiges Netzwerk<br />

Informationen austauschen. Was diesem Ziel entgegensteht,<br />

ist der aktuelle Wildwuchs der Kommunikationsstandards.<br />

Standardisierungsbestrebungen<br />

Über die Einhaltung der Standards für Ethernet wacht das Institute<br />

of Electrical and Electronics Engineers, kurz IEEE. Diese Über -<br />

wachung funktioniert bei Anwendungen im Büroumfeld sehr gut.<br />

Anders sieht es allerdings in Fabriken<br />

aus. Mittlerweile gibt es mehr<br />

als 20 Industrial-Ethernet-Systeme,<br />

die sich alle mehr oder weniger<br />

in technischen Details unterscheiden<br />

und daher inkompatibel<br />

sind. Dazu kommen mehr als<br />

50 Feldbussysteme wie Profibus<br />

oder CAN Bus, die von Anbietern<br />

von Automatisierungstechnik<br />

favorisiert werden, in der Regel<br />

aber untereinander nicht kompatibel<br />

sind. Dennoch sind diese Systeme<br />

in Industrieunternehmen<br />

weit verbreitet, weil sie als robuster<br />

gelten. Sie übertragen kleinere<br />

Datenpakete als Ethernet, sind dafür aber echtzeitfähig.<br />

Es gibt auch von der IEEE Bestrebungen, die standardisierte Echtzeitfähigkeit<br />

zu implementieren, doch bisher ist dies mit Ethernet nur<br />

bedingt möglich. Dass Ethernet-Systemen die Zukunft gehört, legen<br />

aktuelle Marktdaten nahe. Demnach basieren schon heute mehr als<br />

50 % aller installierten Knoten auf Industrial Ethernet, und die Technologie<br />

verzeichnet ein Wachstum von 22 % pro Jahr, während Feldbussysteme<br />

nur noch um 6 % zulegen. Und laut Professor Riedel ist<br />

es unausweichlich, dass die vielen Vernetzungsstandards zu einem<br />

Standard konvergieren werden.<br />

Bild: U.I. Lapp<br />

Das Problem der Echtzeitfähigkeit<br />

In Zusammenhang mit der Echtzeitfähigkeit stellt das Time Sensitive<br />

Network, kurz TSN, eine vielversprechende Möglichkeit dar. Es handelt<br />

sich dabei um einen Standard, der auf einem Vorschlag des<br />

Ethernet-Gremiums basiert. Ein großer Vorteil von TSN liegt darin,<br />

dass es nicht aus dem Automatisierungsumfeld stammt, sondern<br />

aus dem Audio-/Video-Bereich. Dadurch stößt es eventuell auf weniger<br />

Ablehnung und Konkurrenzdenken innerhalb der Branche. Konzerthallen<br />

nutzen dieses Echtzeit-Ethernet, damit Tonsignale aus<br />

unterschiedlichen Mikrofonen an die zahlreichen Lautsprecher stets<br />

ohne Laufzeitunterschiede gespielt werden. Auf die Automatisierung<br />

übertragen wären alle Teilnehmer eines TSN-Netzwerks zeitsynchronisiert.<br />

Darüber hinaus besitzt TSN sogenannte Verkehrsklassen mit<br />

38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

unterschiedlichen Zeitfenstern, die eine Priorisierung von Daten nach<br />

Bandbreite und Zeittreue erlauben. Informationen, die wichtig sind<br />

und keine Verzögerung erlauben, können somit eine höhere Priorität<br />

erhalten. TSN sorgt also dafür, dass Daten rechtzeitig dort ankommen<br />

wo sie gebraucht werden. Es enthält aber keine Information,<br />

was diese Daten bedeuten. Dafür sorgt mit OPC UA ein Kommunikationsprotokoll<br />

zum Datenaustausch zwischen cyberphysischen<br />

Systemen, das mittlerweile in der Kommunikation für Industrie 4.0<br />

als Quasi-Standard akzeptiert ist.<br />

Eine Branche im Wandel<br />

Traditionell wird das Portfolio bei Lapp von Produkten für Feldbussystemen<br />

dominiert. Doch mittlerweile finden Anwender dort auch alles,<br />

was sie zur Vernetzung mit Industrial Ethernet benötigen – von den<br />

Kabeln über Stecker bis hin zu einbaufertig konfektionierten Leitungen<br />

aus dem Ölflex-Connect-Programm. Ein Beispiel dafür ist die<br />

Etherline PN Cat.6 A<br />

FC mit 10 Gbit/s bei 500 MHz Bandbreite. Bei ihr<br />

fehlen Paarschirmung, Innenmantel und Trennkreuz wodurch sie fastconnect-fähig<br />

ist, was eine schnelle und sichere Konfektion ermöglicht.<br />

„Unsere Produkte sind außerdem herstellerneutral und immer<br />

auf die Anwendung zugeschnitten. Das heißt, sie können für alle gängigen<br />

Kommunikationssysteme eingesetzt werden“, betont Guido<br />

Ege, Leiter Produktmanagement und -entwicklung bei Lapp. Darüber<br />

hinaus hat das Unternehmen zwei Trends ausgemacht: Zum einen<br />

werden Hybridleitungen, sogenannte Ein-Kabel-Lösungen, künftig<br />

größere Bedeutung im Markt bekommen. Zum anderen zeichnet sich<br />

ein Trend zum Downsizing ab: Waren beim bisherigen Ethernet zwei<br />

oder vier Adernpaare notwendig, kann durch Single Pair Ethernet<br />

über ein Adernpaar bis zu 1 Gbit/s übertragen werden..<br />

Alles aus einer Hand<br />

Die Anforderungen an die Verbindungstechnologien selbst und deren<br />

Vielfalt steigen also stetig. Dadurch wird es für viele Anwender immer<br />

schwieriger, den Überblick zu behalten, welche Produkte und<br />

Kombinationen für ihre speziellen Anforderungen geeignet sind.<br />

Kabel für Single pair Ethernet sind kompakter, leichter, einfacher zu<br />

installieren und billiger als herkömmliche Ethernetkabel mit vier Ader -<br />

paaren – und für viele Anwendungen auf der Feldebene ausreichend<br />

Lapp bietet hier seine Expertise an, da oft ein ganzheitliches Verständnis,<br />

das über das reine Produkt-Know-how hinausgeht, wichtig<br />

ist. „Wir bezeichnen uns als Kundenversteher und Lotse“, sagt Georg<br />

Stawowy, Vorstand der Lapp Holding AG für Technik und Innovation.<br />

Damit ist gemeint, dass das Unternehmen die Herausforderung des<br />

Kunden versteht und für ihn eine Lösung maßschneidert. Diese umfasst<br />

die passenden Produkte aus dem Produkt-Portfolio, wenn nötig<br />

auch Spezialanfertigungen, sowie –immer häufiger nachgefragt – die<br />

einbaufertige Konfektionierung bis hin zum Engineering. „Dazu gehört<br />

auch, die Kunden mit dem aktuellen Wissen zu versorgen, etwa<br />

über Webinare oder Erklärvideos“, ergänzt Stawowy. Diese Schulungsaktivitäten<br />

sollen künftig ausgebaut werden und schon jetzt<br />

kann man unter www.lappgroup.com/elearning Lernmodule zum Thema<br />

Industrial Data Communication abrufen.<br />

ik<br />

www.lappkabel.de<br />

Weitere Informationen zu den Datenübertragungs -<br />

systemen für die Ethernet-Technologie<br />

von Lapp: hier.pro/rPSUg<br />

Bild: U.I. Lapp<br />

NEUGIER AUF NEUES.<br />

Das haben wir uns bei STEGO bis heute bewahrt. Und genau deshalb<br />

gelingt es uns, immer neue Thermal Management Lösungen zu entwickeln,<br />

die nur ein Ziel haben: sensible elektronische Anwendungen<br />

vor Hitze, Kälte und Feuchtigkeit zu schützen.<br />

Ein gutes Beispiel für Anwenderfreundlichkeit im Schaltschrank<br />

bietet unsere extrem langlebige und ökonomische Leuchtenserie<br />

LED 025, die aufgrund ihrer innovativen LED-Technologie für<br />

beste Sichtverhältnisse sorgt. Jetzt mehr erfahren:<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 39

AUTOMATISIERUNG<br />

ELEKTROTECHNISCHE BAUELEMENTE<br />

Modulares Elektronikgehäuse für IoT-Geräte von Phoenix Contact<br />

Eckig war noch nie so vielseitig<br />

Die Anforderungen an zukunftsorientierte Automatisierungsgeräte sind vielfältig – Gerätehersteller suchen<br />

heute hochflexible und multifunktionale Gehäusesysteme. Hier bietet das neue Gehäusesystem ICS von<br />

Phoenix Contact abgestufte Größen, erweiterte Anschlusstechnik und optionale Busverbinder.<br />

Dipl.-Ing. Joachim Gräfer, Produkt-Marketing Electronics Enclosures, Device Connector Solutions,<br />

Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg<br />

onsanschlüsse bestückt werden – wie etwa RJ45 und USB für Industrie<br />

4.0-Anwendungen oder D-Sub- und Antennenanschlüsse.<br />

Über eine neuartige Einschubtechnik wird die bestückte Leiterplatte<br />

einfach und schnell in das Gehäuse eingeschoben und verrastet.<br />

Ausgehend von gängigen Gehäusebreiten mit 22,5 mm bietet das<br />

Gehäuse mit der neuen Breitenabstufung in der Basisbreite mit<br />

25 mm jetzt genügend Platz, um auch Relais, Elektrolyt-Kondensatoren<br />

oder andere hochbauende Komponenten auf der Leiterplatte<br />

anordnen zu können. Die Ausführung mit 20 mm ermöglicht eine<br />

größere Gehäusedichte auf der Tragschiene. In weiteren Varianten<br />

kommen Gehäuse in den Breiten mit 15, 40 und 50 mm hinzu. Die<br />

Höhen und Tiefen des Gehäuses orientieren sich im Bereich von 77<br />

bis 132 mm am Bauraum im Schaltschrank. Auch die Höhen und Tiefen<br />

werden ausgebaut. Das ICS-Gehäuse mit der eingeschobenen<br />

Leiterplatte wird mit einem geschlossenen Gehäusedeckel oder mit<br />

transparentem Klappdeckel über eine wieder lösbare Verrastung verschlossen.<br />

Das modulare und flexible Elektronikgehäuse ICS<br />

wurde für die IoT-Geräte von morgen konzipiert<br />

Erst durch den Einbau der bestückten Leiterplatte im Elektronik-<br />

Leergehäuse wird die elektronische Schaltung zum Gerät. Die<br />

eingebaute Leiterplatte wird durch das Gehäuse geschützt und kann<br />

auf die Tragschiene im Schaltschrank eingebaut werden, wo sie<br />

nach der elektrischen Verdrahtung und der Inbetriebnahme als Gerät<br />

ihre Aufgabe erfüllt. Neben dem Schutz der Elektronik und der einfachen<br />

Befestigung als Gerät auf der Tragschiene spielt die Anschlusstechnik<br />

eine wichtige Rolle.<br />

Die Anforderungen an ein Elektronik-Leergehäuse richten sich auch<br />

nach der jeweiligen Applikation – von der Prozess-, Fabrik- und Gebäudeautomatisierung<br />

über die Steuerungs- und Regelungstechnik<br />

bis hin zu Power Supply- und Safety-Anwendungen. Design und<br />

Farbgebung fließen in eine Entscheidung für ein Gehäuse genauso<br />

mit ein wie technische Anforderungen – etwa die einbaubare Leiterplattenfläche<br />

und die Funktionalität der Anschlusstechnik. Neben<br />

mehrpoligen kodierbaren Steckeranschlüssen kann die Leiterplatte<br />

des Industrial Case Systems, kurz ICS, von Phoenix Contact mit<br />

standardisierten Gehäuseelementen für integrierte Kommunikati-<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Frei positionierbare Kommunikationsanschlüsse<br />

Mit der Möglichkeit, auch zwei Leiterplatten in ein Gehäuse mit einer<br />

Basisbreite von 20 oder 25 mm einsetzten zu können, eröffnet<br />

das Gehäuse neue Perspektiven. Denn damit kann die bestückbare<br />

Leiterplattenfläche von circa 10.000 auf 20.000 mm 2 in einem ICS-<br />

Gehäuse mit Standardabmessungen – 100 mm Höhe und 110 mm<br />

Tiefe – verdoppelt werden. Zur Tragschiene hin kann die Leiterplatte<br />

mit einem Funktionserdkontakt (FE) sowie mit Kontakten zum 8-poligen<br />

Tragschienenbusverbinder T-Bus 8 ausgeführt werden.<br />

Das Anschlusskonzept basiert auf einer neuen Gehäusephilosophie:<br />

Neben mehrpoligen Grundleisten, die über die zugehörigen Stecker<br />

miteinander kodiert werden, können Kommunikationsanschlüsse<br />

wie RJ45-, USB-, D-Sub- oder Antennenanschlüsse mittels Blenden<br />

– sogenannter Filler – mit Funktionsausschnitten frei auf der Leiterplattenseite<br />

positioniert und in jeder beliebigen Position und Gehäuseetage<br />

bestückt in das Gehäuse eingeschoben werden. Aufwendige<br />

Fräsarbeiten oder nachträgliche Bearbeitungen für die Ausschnitte<br />

solcher Anschlusstechniken entfallen dann. Die Kabelabgänge<br />

dieser Anschlüsse befinden sich nicht mehr auf der Gehäusedeckelseite,<br />

sondern sind an der Gehäuseseite angeordnet. Somit befinden<br />

sie sich in unmittelbarer Nähe zum Kabelkanal und zur Tragschiene,<br />

wo auch die übrigen Stecker der Einzeladern zum Gehäuse<br />

geführt werden. Die Kabel gelangen dann ohne aufwendige Kabelschleifen<br />

oder -knicke direkt in den darüber- oder darunterliegenden<br />

Kabelkanal. Der Gehäusedeckel kann auch weiterhin für eine kopfseitige<br />

Parametrier- oder Konfigurationsschnittstelle mit einem USB-<br />

Ausschnitt oder ähnlichem ausgeführt werden.<br />

40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Bild: Phoenix Contact<br />

Vielfältige Anschlusstechnik: neben<br />

RJ45-, D-Sub-, USB- und Antennenanschluss<br />

erhöhen auch berührungssichere<br />

Steckergrundleisten<br />

und ein 8-poliger Busverbinder die<br />

Einsatzmöglichkeiten<br />

Bild: Phoenix Contact<br />

Gehäusesystem ICS: abgestufte Größen, variable<br />

Anschlusstechnik und optionale achtpolige Busverbinder<br />

bieten viel Flexibilität<br />

8-poliger Tragschienenbus<br />

Auch das Tragschienenbuskonzept wurde erweitert. Durch das Rastermaß<br />

der Kontaktabstände von 2,54 mm kann das neue Tragschienenbus-Element<br />

T-Bus 8 jetzt acht Leiterplattenkontakte aufnehmen:<br />

entweder acht parallele Kontakte oder eine Kombination aus<br />

parallelen und maximal zwei seriellen. Da es sich bei diesem T-Bus<br />

technologisch um das gleiche Prinzip- und Steckgesicht wie beim<br />

Frontanschlussgehäuse ME-IO handelt, können beide Systeme<br />

kombiniert werden. Zudem haben Tests ergeben, dass der Achterbus<br />

für Kommunikationsfrequenzen von bis zu 100 MHz eingesetzt<br />

werden kann.<br />

Industrie 4.0 und Online-Konfiguration<br />

Über einen Online-Selektor und -Konfigurator kann das Elektronikgehäuse<br />

ICS in wenigen Schritten im Internet nach individuellen<br />

Kundenanforderungen zusammengestellt werden. Die nutzerfreundliche<br />

Auswahl und Konfiguration aller Einzelkomponenten mit<br />

Drag-and-Drop ist auch auf mobilen Endgeräten kein Problem. Über<br />

ein Auswahlmenü wird zunächst die Gehäusegröße mit Farbvarianten<br />

und zugehörigen Gehäusedeckel in geschlossener Ausführung<br />

oder mit transparentem Klappdeckel ausgewählt. Dann wird die Anschlusstechnik<br />

gewählt: Steckergrundleiste mit kodierbaren Steckern<br />

mit Push-in- oder Schraubanschluss, T-Bus-8-System mit parallelen<br />

und seriellen Kontakten sowie FE-Kontakt. Zu guter Letzt kommen<br />

die Kommunikationsanschlüsse, die auf einer oder zwei Leiterplatten<br />

je Gehäusebasisbreite positioniert werden. Bei jeder Auswahl<br />

wird das Gehäuse detailliert auf dem Bildschirm dargestellt.<br />

Zum Schluss steht das Leiterplatten-Layout als 3D-Datei in einem<br />

wählbaren Dateiformat zum Download zur Verfügung. Die Konfiguration<br />

kann auch in Zwischenschritten gespeichert und später aufgerufen<br />

und fortgesetzt werden. Abschließend können die Einzelkomponenten<br />

in eine Stückliste exportiert und zur Bestellung in den Warenkorb<br />

übertragen werden.<br />

eve<br />

www.phoenixcontact.de<br />

Details zur Gehäuseserie:<br />

t1p.de/d4rq<br />

Messe Elektrotechnik: Halle 4, Stand C42<br />

Messe Embedded World: Halle 3, Stand 241<br />

Messe All About Automation:<br />

Halle B1, Stand 404

AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Winkelmessgeräte erhöhen die Präzision von Roboter-Werkzeugen<br />

Präzise Positionieren<br />

Industrieroboter können mittlerweile auch sehr große Bauteile bearbeiten. Für bestimmte Aufgaben<br />

wie zum Beispiel Bohrungen an Flugzeugrümpfen reicht ihre Positioniergenauigkeit allerdings noch<br />

nicht aus. Die hochgenauen Winkelmesssystemen von Amo lösen das Problem.<br />

Engelbert Hager, kaufmännischer Leiter, Amo GmbH, St. Peter am Hart, Österreich<br />

Winkelmessgeräte von Amo<br />

steigern die Positioniergenauigkeit<br />

von Industrie-Robotern<br />

Das Schweißen und Heben schwerer Teile gehört für Roboter<br />

zum Alltag. In der Fahrzeugindustrie sorgen sie beispielsweise<br />

dafür, dass Karosserie-Elemente zum richtigen Zeitpunkt an der<br />

Stelle des Fließbandes liegen, an der sie für die Weiterverarbeitung<br />

benötigt werden. Auch für die Bearbeitung großer Bauteile werden<br />

Industrieroboter eingesetzt, denn Werkzeugmaschinen sind hierfür<br />

nicht flexibel genug oder als Sondermaschinen zu teuer. Die Roboter<br />

können dagegen selbst an überdimensionalen Objekten wie<br />

zum Beispiel Flugzeugrümpfen jede beliebige Stelle erreichen, um<br />

dort Bohrungen zu setzen oder Fräsarbeiten durchzuführen. Diese<br />

Arbeiten müssen aber sehr genau durchgeführt werden, und daran<br />

hapert es bei Industrierobotern zurzeit noch.<br />

Nulllagenfehler sind oft die Ursache<br />

Das Problem ist die mangelnde Positioniergenauigkeit des Tool Center<br />

Points, also des Werkzeugs des Roboters. Sie entsteht vor allem<br />

deshalb, weil für die Arbeit an großen Werkstücken Gelenkarmrobo-<br />

ter mit mehreren Achsen eingesetzt<br />

werden müssen, um alle<br />

Bereiche des Objekts bearbeiten<br />

zu können. Jede dieser Achsen<br />

wird von einem Servomotor angetrieben<br />

und ein Drehgeber liefert<br />

die Position der Achse, um<br />

die Bewegungen entsprechend<br />

anpassen zu können. Oft zeigen<br />

diese Geber aber eine Winkelposition<br />

an, die nicht mit der tatsächlichen<br />

Lage der Roboterachse<br />

übereinstimmt. Diese sogenannten<br />

Nulllagenfehler, sowie<br />

Umkehrspiel und Gelenk -<br />

elastizitäten sind die Hauptverursacher<br />

von Positionierungenauigkeiten.<br />

Hinzu kommen die Krafteinwirkung<br />

und dynamische Effekte während des Bearbeitungsprozesses,<br />

die auf die Steifigkeit der Roboter-Mechanik wirken und so<br />

zu Bewegungsabweichungen führen können. Winkelmessgeräte erhöhen<br />

die Genauigkeit um bis zu 80%. Eine deutliche Verbesserung<br />

der Positioniergenauigkeit können Roboterhersteller mit dem Einsatz<br />

hochgenauer Winkelmessgeräte erreichen. Sie werden zusätzlich<br />

zum Drehgeber als „Secondary Encoder“ hinter dem Getriebe<br />

auf der Achse montiert und erfassen die tatsächliche Position des<br />

Robotergelenks. Zudem messen die Winkelmessgeräte an jeder<br />

Achse des Roboterarms die Kräfte, die durch den Bearbeitungsvorgang<br />

am Werkstück auf den Roboter zurückwirken. Insgesamt lässt<br />

sich die absolute Positioniergenauigkeit am Tool Center Point so um<br />

70 bis 80% steigern.<br />

Bild: Amo<br />

Amosin-Abtastprinzip sorgt für Präzision<br />

Eine Genauigkeitssteigerung in dieser Größenordnung ist allerdings<br />

nur mit dem Einsatz hochgenauer Winkelmessgeräte möglich. Amoaus<br />

dem österreichischen St. Peter am Hart fertigt solche Geräte.<br />

Das Unternehmen produziert seine Längen- und Winkelmesssyste-<br />

42 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Bild: Heidenhain<br />

Für eine qualitativ hochwertige Bearbeitung muss der sogenannte Tool<br />

Center Point des Roboters exakt ausgerichtet werden<br />

Bild: chiradech/fotolia.com<br />

Zu den Aufgaben von Industrierobotern in der Pkw-Fertigung<br />

gehört unter anderem das Schweißen<br />

me auf Basis seines selbstentwickelten induktiven Abtastprinzips<br />

Amosin, für dessen Herstellung Maßverkörperungen (Teilungen)<br />

aus regelmäßigen Strukturen verwendet werden. Als Trägermaterial<br />

dient ein Edelstahlband, auf das man die periodische Teilung in einem<br />

hochgenauen fotolithographischen Verfahren mit anschließendem<br />

Ätzprozess aufträgt. Durch einen speziellen Herstellungsprozess<br />

wird die Maßverkörperung zu einem geschlossenen Messring<br />

geformt, der entweder auf einem Teilungsträger als Winkelmessflansch<br />

oder als dünnwandiger Messring ausgeliefert wird.<br />

Sensoreinheit ist kompatibel zu jedem Messring<br />

Die induktiven Winkelmessgeräte verfügen über eine besonders gestaltete<br />

Sensoreinheit, die im Abtastkopf verbaut ist. Sie ist als planare<br />

Spulenstruktur angelegt, die aus mehreren in Messrichtung aneinandergereihten<br />

Spuleneinheiten besteht, die sich aus übereinander<br />

angeordneten Primär- und Sekundärspulen zusammensetzen.<br />

Da der Hersteller die Sensoreinheit auf einem flexiblen Substrat in<br />

Multi-Layer-Technik herstellt, lässt sie sich an jeden Durchmesser<br />

der Messflansche beziehungsweise Messringe anpassen.<br />

Geräte erreichen hohe Signalgüte<br />

Für die induktive Abtastung der Teilung werden die Primärspulen im<br />

Abtastkopf mit einem hochfrequenten Wechselfeld erregt. Durch<br />

die relative Bewegung zwischen Sensoreinheit und Maßverkörperung<br />

entstehen zwei um 90° phasenverschobene hysteresefreie<br />

Signale. Da Amo mehrere Spulenelemente auf der Sensor einheit<br />

anordnet, können mehrere Teilungsperioden gleichzeitig abgetastet<br />

werden. In Kombination mit der hochgenauen Maßverkörperung erzielen<br />

die Winkelmessgeräte deshalb eine hohe Signalgüte mit Abweichungen<br />

von weniger als 0,1% von der idealen Sinusform.<br />

Verschiedene Messverfahren für verschiedene<br />

Anwendungen<br />

Das Unternehmen fertigt seine Winkelmessgeräte in einer inkrementellen<br />

und einer absoluten Ausführung. Die inkrementellen Systeme<br />

gewinnen die Positionsinformationen durch Zählen der einzelnen<br />

Inkremente der periodischen Teilung. Um die Position ermitteln<br />

zu können, ist allerdings ein absoluter Referenzwert erforderlich, zu<br />

dem die ausgezählten Inkremente in Bezug gesetzt werden. Deshalb<br />

verfügt die Maßverkörperung der inkrementellen Winkelmessgeräte<br />

über eine zusätzliche Spur, die mit einer Referenzmarke ausgestattet<br />

ist. Die absolute Position des Maßstabes, die durch diese<br />

Marke festgelegt ist, ist genau einem Messschritt zugeordnet. Ob<br />

ein inkrementelles Messgerät ausreichend ist, bestimmt die jeweilige<br />

Anwendung.<br />

Verbreitung absoluter Messgeräte nimmt stetig zu<br />

Der Trend im Bereich der Schnittstellen geht eindeutig in Richtung<br />

absoluter Messverfahren mit rein seriellen Schnittstellen. Der Vorteil:<br />

Die Position der Achse ist bei diesen Messgeräten direkt nach<br />

dem Einschalten verfügbar. Eine zeitraubende Referenzfahrt, wie<br />

sie inkrementelle Messsysteme benötigen, entfällt. Besonders<br />

praktisch ist diese Eigenschaft zum Beispiel nach Stromausfällen,<br />

wenn sich das Werkzeug noch im Eingriff befindet. Es kann dann<br />

umgehend freigefahren werden, so dass sich bei verketteten, langen<br />

Transferstraßen viel Zeitaufwand und damit Geld sparen lässt.<br />

Damit das funktioniert, muss das Winkelmessgerät an die verschiedensten<br />

Steuerungstypen angeschlossen werden können. Da diese<br />

mit unterschiedlichen Schnittstellen ausgestattet sind, sollte das<br />

Messgerät diese möglichst umfangreich unterstützen. Die Österreicher<br />

fertigen ihre absoluten Winkelmessgeräte deshalb mit den<br />

gängigsten Interfaces (EnDat.2.2, Fanuc, Mitsubishi, BiSS/C, SSI+1<br />

Vss und Siemens Drive CLiQ).<br />

jg<br />

www.amo.at<br />

Details zu den Winkelmesssystemen von Amo:<br />

hier.pro/PPewU<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 43

AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Untersuchung der Auslösekräfte und Dosiermomente von Pen-Injektoren<br />

Kraftänderungen exakt erfassen<br />

Um die Auslösekraft eines Pens für die Injektion zu optimieren, muss der Einfluss einzelner Bauteile,<br />

ihre Materialien und mögliche Schmiermittel bestimmt und gemessen werden. Dazu setzt das Schweizer<br />

Medizintechnik-Unternehmen Ypsomed eine Prüfmaschine von Zwick Roell ein, die dank hoher Messwertauflösung<br />

auch kleinste Kraftänderungen erkennt und den Bediener von der Vorbereitung der Messung<br />

über deren Durchführung bis hin zur Analyse unterstützt.<br />

Dr. Peter Stipp, Awikom GmbH, Bensheim<br />

Bild: Zwick Roell<br />

Einweg-Pens und wiederverwendbare Pen-Injektoren werden<br />

zur Selbstverabreichung von Medikamenten eingesetzt. Der<br />

große Vorteil für Patienten ist, dass auf Knopfdruck eine genau definierte<br />

Menge des Medikaments abgegeben wird. Ob das Handling<br />

des Pens als angenehm empfunden wird, hängt nicht nur von Größe,<br />

Form und einer einfachen Dosierungseinstellung ab, sondern<br />

auch von der benötigen Auslösekraft. Das Schweizer Medizintechnik-Unternehmen<br />

Ypsomed hat untersucht, welche Komponenten<br />

diese Kräfte verursachen und wie sie am besten gemessen werden<br />

können. Dazu wurde eine Prüfmaschine von Zwick Roell eingesetzt.<br />

Die bei Ypsomed zur Prüfung<br />

von Uno-Pens eingesetzte Prüfmaschine<br />

Zwicki Line Z 2.5 von<br />

Zwick Roell ist für Kräfte bis<br />

2,5 kN ausgelegt<br />

Kraft und Reibungswiderstand<br />

Pens sind aus einer Vielzahl von Einzelteilen aufgebaut. Eine Studie<br />

des Unternehmens hat gezeigt, dass die Kraft, die beim Auslösen<br />

auf die Kartusche übertragen wird, hauptsächlich auf dem Reibungswiderstand<br />

zwischen Gewindehülse und -stange beruht: Dieser Parameter<br />

hängt neben Adhäsion, Rauigkeit sowie lokalen Deformationen<br />

davon ab, aus welcher Werkstoffkombination beide bestehen.<br />

Ein weiterer Einflussfaktor ist die Schmierung dieser Teile. Dies<br />

bezieht sich sowohl auf externe Schmiermittel wie Silikonöl, als<br />

auch auf „interne“, wie den Polymeren zugesetzte Additive. Gemessen<br />

wurde das Drehmoment bei insgesamt 15 Drehungen vor und<br />

zurück über einen Bereich von 450° mit 90° pro Sekunde. Zusätzlich<br />

wurde eine axiale Belastung von 10 N aufgebracht. Die Umwandlung<br />

von Kraft und Drehmoment in den gesuchten Reibungskoeffizienten<br />

erfolgte über ein einfaches physikalisches Modell.<br />

Materialkombination und Schmierung<br />

Die bei Ypsomed zur Messung eingesetzte Prüfmaschine Zwicki Line<br />

Z 2.5 des Ulmer Prüfspezialisten ist für Kräfte bis 2,5 kN ausgelegt.<br />

Um die Zug- oder Druckbelastungen mit einer Torsion zu kombinieren,<br />

steht ein Torsionsantrieb in den Abstufungen 2 oder 20 Nm<br />

zur Verfügung. Ein sehr steifes Lastrahmenprofil der Prüfmaschine<br />

reduziert den Neigungswinkel der Traverse unter Last, so dass eine<br />

präzise Ausrichtung und Krafteinleitung in die Probe möglich ist.<br />

Kombiniert mit einer hohen 24 Bit-Messwertauflösung der Mess-,<br />

Steuer- und Regelungstechnik Test Control II, lassen sich so auch<br />

kleinste Kraftänderungen an den Proben noch exakt erfassen und<br />

darstellen. Zur Prüfung der beiden Kunststoffbauteile wird die Gewindehülse<br />

im oberen rotierenden Teil der Maschine, die Gewindestange<br />

im unteren Teil fixiert. Wie erwartet zeigen sich je nach Werkstoff<br />

sehr unterschiedliche Werte für die berechneten Koeffizienten.<br />

Bei einigen Kombinationen sind beispielsweise typische Einlaufeffekte<br />

(höherer Widerstand am Beginn) zu sehen oder deutlich unterschiedliche<br />

Werte bei einer Wiederholung der Drehbewegung. Darüber<br />

hinaus zeigten die Ergebnisse, dass einige Kombinationen<br />

trotz Schmierung zum Selbstblockieren neigen. Eine Reduzierung<br />

der notwendigen Kraft ist daher nur über ein gezieltes Zusammenspiel<br />

zwischen bestimmten Materialien und Schmierungen zu erreichen.<br />

Die gewonnenen Messdaten wurden dazu genutzt, die idealen<br />

Werkstoffe für die Anwendung im Pen zu identifizieren. Auch<br />

lässt sich mit der beschriebenen Methodik die Krafteffizienz des Gesamtsystems<br />

bestimmen.<br />

44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Reibungskoeffizienten unterschiedlicher Materialkombinationen<br />

und Schmierungen<br />

Bild: Medical Devices Evidence and Research<br />

Vergleichsmessungen an Pens<br />

Mit welcher Messmethode kann die aufzubringende Kraft für ein<br />

definiertes Injektionsvolumen untersucht werden und unter welchen<br />

Bedingungen lassen sich Pens überhaupt vergleichen? Für die<br />

Untersuchungen wurden an drei Insulin-Pens mit zwei verschiedenen<br />

Nadeldurchmessern (31G und 29G) sowie an 3-ml-Kartuschen<br />

25 Messungen durchgeführt. Die präzisen Messungen der Prüfmaschine<br />

an den unterschiedlichen Pens zeigen, dass die Kraftniveaus<br />

verschieden hoch sind und die Kräfte mit der Flussrate ansteigen –<br />

die Profile jedoch ähnlich verlaufen. Um die jeweilige Auslösekraft<br />

der Pens für eine definierte Injektionsmenge vergleichen zu können,<br />

muss außerdem entweder der Weg in mm/s oder die Volumenrate/s<br />

gemessen werden, da die jeweiligen Messergebnisse nicht übereinstimmen.<br />

Ein weiteres Resultat ist, dass bei gleichen Pens mit<br />

unterschiedlichen Flussraten und Nadeldurchmessern größere<br />

Kraftunterschiede auftreten als bei unterschiedlichen Pens mit gleichen<br />

Flussraten und Nadeldurchmessern.<br />

Prüfsoftware unterstützt bei Auswertung<br />

Unterstützt wird der Anwender bei der Auswertung durch die Prüfsoftware<br />

Testxpert III, die auf eine intuitive und strukturierte Bedienung<br />

ausgelegt ist. Der Workflow orientiert sich streng an den Arbeitsprozessen<br />

im Labor und führt den Bediener von der Vorbereitung<br />

über die Durchführung der Prüfung bis hin zur Ergebnisanalyse.<br />

Zudem überprüft ein Assistent alle Eingaben automatisch auf Plausibilität<br />

und zeigt an, welche Prüfparameter noch zu konfigurieren<br />

sind. Gerade sicherheitskritische Prüfungen stellen besondere Anforderungen<br />

an die Nachvollziehbarkeit und Dokumentation. Mithilfe<br />

der Prüfsoftware kann der Administrator festlegen, was protokolliert<br />

wird und zu welchen Vorgängen und Ereignissen eine Begründung<br />

angegeben werden muss. Zudem ist sichergestellt, dass die Prüfergebnisse<br />

jederzeit vor Manipulationen geschützt sowie Änderungen<br />

und Prüfergebnisse nachvollziehbar sind.<br />

jg<br />

www.zwick.de<br />

Details zur Prüfmaschine Zwicki Line von Zwick Roell:<br />

hier.pro/hpfRI<br />

bequem • günstig • schnell<br />

Einfach bestellen mit dem Tünkers E-Shop<br />

https://shop.tuenkers.de<br />

Mehrsprachige<br />

Katalogproduktion<br />

Für die Produktion Ihrer mehrsprachigen oder versionierten<br />

Kataloge sind wir bestens gerüstet – speziell wenn es<br />

um das Know-how beim Projektmanagement Ihrer hochkomplexen<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 45

AUTOMATISIERUNG<br />

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

Mica-IoT-Einsteiger-Kit für Industrie 4.0<br />

Condition Monitoring einfach gemacht<br />

Mit dem IoT-Einsteiger-Kit bestehend aus einer Mica und einem Ciss-Sensor von Bosch möchte Harting<br />

Endanwendern im Maschinenbau den Einstieg in Industrie 4.0 erleichtern. Mit der Lösung ist es möglich,<br />

auf unkomplizierte Weise ein Condition Monitoring aufzubauen. Eine Erweiterung der Lösung ist jederzeit<br />

realisierbar.<br />

Dr. Jan Regtmeier, Leiter Produktmanagement Mica & RFID, Harting, Espelkamp<br />

Mit dem IoT-Einsteiger-<br />

Kit bestehend aus einer<br />

Mica und einem Ciss-<br />

Sensor von Bosch<br />

möchte Harting End -<br />

anwendern im Maschinenbau<br />

den Einstieg in<br />

Industrie 4.0 erleichtern<br />

Bild: Harting<br />

Das IoT-Einsteiger-Kit besteht aus einer Mica mit USB- und<br />

Ethernet-Schnittstelle sowie einem Sensor von Bosch. Dieser<br />

Ciss-Sensor verfügt ebenfalls über eine USB-Schnittstelle und erfüllt<br />

alle Anforderungen des rauen Industrieumfelds gemäß IP67. Jedem<br />

Sensor liegen zwei Magneten bei, die eine einfache Installation<br />

ermöglichen. Mithilfe der Magneten kann der Sensor an jeder<br />

beliebigen Maschine befestigt werden. Der Ciss-Sensor kommuniziert<br />

Standardwerte wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Orientierung<br />

und Vibrationen. Damit ist es möglich, auf unkomplizierte Weise ein<br />

Kondition-Monitoring aufzubauen. Auf der Mica ist eine APP installiert,<br />

die die Parameter und die Daten vom Sensor direkt entgegennimmt<br />

und auf einem Dashboard visualisiert.<br />

Für viele Unternehmen ist es aktuell wichtig, erste Erfahrungen mit<br />

der Thematik Industrie 4.0 zu sammeln. Das Einsteiger-Kit wurde<br />

speziell für Endanwender im Maschinenbau konzipiert, für Anwen-<br />

der, die vor dem Einstieg in das Thema stehen und sich einen ersten<br />

Eindruck über den Zustand ihrer Maschinen verschaffen möchten.<br />

Die Lösung ist in etwa 15 Minuten betriebsbereit und liefert dann<br />

Daten. Neben der Visualisierung ist es auch möglich, Daten aus der<br />

App an MES und Cloud zu senden. In kürzester Zeit lässt sich so<br />

Kondition-Monitoring einfach nachrüsten. Die vorinstallierte und vorkonfigurierte<br />

Software muss nur einmal in Betrieb genommen werden.<br />

Zur Visualisierung kann sich der Anwender mit dem Tablett auf<br />

der Mica anmelden und die entsprechende Webseite mit dem<br />

Dashboard aufrufen.<br />

Intuitives Ökosystem<br />

Die intuitiv zu bedienenden Apps eignen sich auch für die Auswertung<br />

weiterer Sensoren. Da im Markt zunehmend mehr USB-Sensorik<br />

verfügbar ist, lassen sich weitere Sensoren am zweiten USB-<br />

Port anschließen. Später kann auf Modbus-Sensorik umgestiegen<br />

werden, sodass sich ein deutlich breiteres Sensorik-Angebot erschließen<br />

lässt. Ziel war es, einen möglichst einfachen Startpunkt<br />

für viele Maschinenbetreiber zu schaffen. Die Mica basiert aktuell<br />

auf einem ARM-Singlecore-1-GHz-Prozessor bzw. einem Dualcore-<br />

Prozessor mit 3-GHz-Takt. Möglich ist die Kommunikation über<br />

Ethernet, über WLAN oder LTE.<br />

46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

MESSTECHNIK & SENSOREN<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Wer mit der Bosch-Ciss-App-gearbeitet hat,<br />

kommt auch mit der Modbus-Sensorik gut<br />

zurecht. Bei der Entwicklung der Lösung wurde<br />

darauf geachtet, dass die Usability einheitlich<br />

ist. Es müssen lediglich die Modbus-spezifischen<br />

Parameter eingestellt werden. Mit<br />

der Mica wurde ein Ökosystem geschaffen,<br />

in das sich der Kunde einfach einarbeiten<br />

kann. Alle Sensoren sind ähnlich zu bedienen.<br />

Wachsen die Aufgaben, lassen sich weitere<br />

Micas hinzufügen. Durch den einfachen<br />

Datenaustausch untereinander ist die Visualisierung<br />

auf einem Gerät möglich.<br />

Daten können auch aus bestehenden SPS-<br />

Systemen gewonnen werden. Bei den Simatic-Steuerungen<br />

beispielsweise ist eine Funktion<br />

verfügbar, um den Inhalt definierter Register<br />

als Funktionsblock über Modbus TCP<br />

auszugeben. Mit Hilfe des Modbus-TCP-<br />

Gateways lassen sich die Daten dann in die<br />

Mica laden. Dass ist der Weg, der von Harting<br />

aktuell empfohlen wird. Das hat sich sowohl<br />

bei Siemens-, Rockwell- und Beckhoff-Steuerungen bewährt.<br />

Die sich zurzeit in der Erprobung befindliche Mica für IO-Link erschließt<br />

darüber hinaus einen weiteren Sensorik-Bereich. Als<br />

Schnittstellen werden aktuell Modbus TCP, Modbus RTU, IO-Link.<br />

Ziel ist es, zukünftig auch drahtlose Sensorik einzubinden.<br />

Stillstände vermeiden und die Qualität verbessern<br />

Den Maschinenanwender geht es in erster Linie darum, Stillstände<br />

zu vermeiden und die Qualität ihrer Produkte zu verbessern. Oft<br />

reicht es zu erkennen, wie sich die Betriebszustände der Maschinen<br />

verändern. Mithilfe des Einsteiger-Kits können ungeplante Stillstände<br />

in zeitlich geplante Stillstände umgewandelt werden. Auf dieser<br />

sehr einfachen Ebene lassen sich bereits erhebliche Verbesserungen<br />

erzielen.<br />

Bei Harting selbst kommt die Mica zur Überwachung von Kunststoffspritzgießmaschinen<br />

zum Einsatz, die dazu permanent überwacht<br />

werden. Dazu wurden die Maschinen mit zusätzlicher Sensorik<br />

ausgestattet, beispielsweise für die Überwachung des Kühlöls.<br />

Dabei fragt die Mica sowohl die Prozessdaten der Maschine ab als<br />

auch die Informationen aus den zusätzlichen Sensoren. So stehen<br />

sowohl die Maschinen- als auch die Umgebungsdaten zur Verfügung.<br />

Die Hersteller von Kunststoffspritzgießmaschinen nutzen das<br />

Euromap-Protokoll, dass auch von der Mica unterstützt wird. Ziel ist<br />

es, zukünftig weitere Anwendungsbereiche zu erschließen. Aktuell<br />

laufen dazu verschiedene Projekte.<br />

Für die Mica sind Standard-Webschnittstellen für ERP oder MES verfügbar.<br />

Die Software unterstützt alle gängigen IT-Standards wie<br />

https, JSON RPC oder MQTT. In jeder App lässt sich das gewünschte<br />

Ausgangsformat einstellen. Harting bietet außerdem Apps, mit<br />

denen die Connectivity zu Microsoft Azure oder Amazon Webservice<br />

sichergestellt ist. Weitere Kunden haben Azure-On-Premise im<br />

Einsatz. Dafür wurde ebenfalls eine APP entwickelt.<br />

Sichere Software-Container<br />

Die Software der Mica basiert auf Linux-Containern und LXC, einem<br />

Verfahren zur Virtualisierung auf Betriebssystemebene, das mehrere<br />

voneinander isoliert laufende Linux-Systeme auf einem einzigen<br />

Mit dem Einsteigerkit kann der Zustand von Maschinen, wie beispielsweise einer Spritzguß -<br />

maschine, überwacht werden<br />

Host ermöglicht. Wird eine neue App benötigt, lässt sich diese einfach<br />

auf das Gerät laden; beispielsweise für Modbus oder IO-Link.<br />

So ist es möglich, jeden Container in einer anderen Programmiersprache<br />

oder mit einem anderen Werkzeug zu programmieren. Jeder<br />

Anwender oder Projektpartner kann eigene Container entwickeln,<br />

die mit den Basis-Apps kommunizieren.<br />

Harting bietet auf einer speziellen Downloadseite alle erforderliche<br />

und verfügbare Software. Während die Open-Source-Container<br />

grundsätzlich frei nutzbar sind, müssen andere Tools lizensiert werden.<br />

Apps wie die RFID-Middleware laufen nur begrenzt und müssen<br />

mittels Code freigeschaltet werden. Alle Kunden haben die<br />

Möglichkeit, benötigte Apps so einfach wie möglich auszuprobieren.<br />

Die Apps sind in drei Qualitätsstufen verfügbar. Mit Mica-Play kann<br />

jeder ausprobieren, was für ihn möglicherweise interessant aber<br />

nicht geprüft ist. Oft handelt es sich um gute Beispiele aus der Praxis.<br />

Unter Mica-Pro verfügbare Software hat einen Qualifizierungsprozess<br />

durchlaufen, ist dokumentiert und auf Zuverlässigkeit geprüft.<br />

Unter Mica Prime sind Tools zusammengefasst, die über Softwareschnittstellen<br />

auch aus der Ferne verwaltet werden können.<br />

Das Mica Device Management ermöglicht es darüber hinaus, bis zu<br />

50 Geräte aus der Ferne zu verwalten. Zu den Prime-Apps gehören<br />

beispielsweise der MQTT-Broker, die OPC-UA-Tools sowie eine<br />

Datenbank.<br />

ge<br />

www.harting.com<br />

Weitere Informationen<br />

und Downloads:<br />

hier.pro/gxqcC<br />

Bild: Harting<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 47

AUTOMATISIERUNG<br />

SERIE<br />

Praktischer Umgang mit Normen in der Sicherheitstechnik für Maschinen – Teil 10<br />

Normative Vorgaben und Anforderungen<br />

In diesem 10. Teil unserer Serie kommen wir nun zu den letzten Schritten, die für die Auswahl einer Verriegelung mit<br />

oder ohne Zuhaltung nach EN ISO 14119 notwendig sind. Dabei dreht sich alles um die verschiedenen Bauarten von<br />

Verriegelungseinrichtungen, die möglichen Kodierungsstufen sowie die Auswahl des Sicherheitsschalters.<br />

Jens Rothenburg, Produktmanager sowie Normenexperte bei Euchner, Leinfelden-Echterdingen<br />

Bild: Euchner<br />

Der elektromagnetische Sicherheitsschalter ohne<br />

Zuhaltung links ist ein Beispiel für die Bauart 1<br />

von Verriegelungseinrichtung. In der Mitte steht<br />

der abgebildete elektromagnetische Sicherheitsschalter<br />

mit Zuhaltung für die Bauart 2 und der<br />

transponderkodierte Sicherheitsschalter rechts<br />

steht beispielhaft für die Bauart 4<br />

Im Rahmen der letzten drei Schritte der Auswahl einer Verriegelungseinrichtung<br />

mit oder ohne Zuhaltung wird neben der Bauart<br />

der Verriegelungseinrichtung selbst auch die Kodierungsstufe sowie<br />

der Sicherheitsschalter ausgewählt. Die Norm unterteilt Verriegelungseinrichtungen<br />

in vier verschiedene Bauarten. Diese Unterteilung<br />

wird in der Norm genutzt, um unterschiedliche Anforderungen<br />

an die verschiedenen möglichen Verriegelungsprinzipien zu formulieren:<br />

Sicherheitstechnik<br />

für Maschinen<br />

PLUS<br />

Zusammen mit dem Normenexperten Jens Rothenburg von<br />

Euchner wollen wir Ihnen in jeder zweiten Ausgabe der <strong>KEM</strong><br />

<strong>Konstruktion</strong> im Rahmen der Serie „Praktischer Umgang mit<br />

Normen in der Sicherheitstechnik für Maschinen“ in Form<br />

von kompakten Beiträgen die einzelnen Phasen der Entwicklung<br />

der Sicherheitstechnik einer Maschine näherbringen.<br />

Im ersten Serienteil (siehe <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 6/2<strong>01</strong>7) lag der<br />

Fokus auf einem Überblick über die relevanten Normen<br />

sowie einer groben Beschreibung der einzelnen Entwicklungsphasen.<br />

Seither werden diese Phasen sowie die<br />

entsprechenden Normen in den weiteren Serienteilen<br />

näher betrachtet. Alle bisher erschienenen<br />

Teile der Serie finden Sie auch online unter:<br />

hier.pro/2ATbY<br />

• Bauart 1: Unkodierter mechanisch betätigter Positionsschalter<br />

• Bauart 2: Kodierter mechanisch betätigter Positionsschalter<br />

• Bauart 3: Unkodierter berührungslos wirkender Positionsschalter<br />

• Bauart 4: Kodierter berührungslos wirkender Positionsschalter<br />

Diese Bauarten gibt es sowohl bei Verriegelungseinrichtungen als<br />

auch für Zuhaltungen.<br />

Bei einer berührungslos wirkenden Zuhaltung, wie etwa beim CET<br />

oder dem CTP ist damit allerdings nicht das Prinzip für die Zuhaltung<br />

gemeint, sondern das Prinzip für die Verriegelung, die in jeder Zuhaltung<br />

integriert ist. Des Weiteren benötigen unkodierte Bauarten<br />

keinen speziellen Betätiger, sondern reagieren beispielsweise auf<br />

die Annäherung von Metall, während kodierte Positionsschalter<br />

immer einen speziellen Betätiger benötigen. In den Anhängen A bis<br />

D der Norm sind Beispiele für die Anwendungsbereiche sowie Vorund<br />

Nachteile der verschiedenen Bauarten aufgelistet.<br />

Auswahl der Kodierungsstufe<br />

Die Bauart sagt nichts über das Level der Kodierung des Betätigers<br />

aus, die in drei Stufen von niedrig bis hoch reicht:<br />

• niedrig: Es sind bis zu 9 unterschiedliche Betätiger verfügbar.<br />

• mittel: 10 bis 1000 unterschiedliche Betätiger sind verfügbar.<br />

• hoch: Mehr als 1000 unterschiedliche Betätiger sind verfügbar.<br />

In der Norm bezieht sich diese Angabe auf die Anzahl der unterschiedlichen<br />

Betätiger. Beispielsweise entsprechen mechanische<br />

Sicherheitsschalter der Bauart 2 der Kodierungsstufe niedrig. Und<br />

transponderkodierte Sicherheitsschalter von Euchner sind in niedrig<br />

sowie hoch kodierten Ausführungen erhältlich. Niedrig kodiert sind<br />

dabei Geräte in der Ausführung Multicode; alle Unicode-Geräte sind<br />

hoch kodiert.<br />

Maßnahmen gegen Manipulationen<br />

Wichtig ist auch, dass die Kodierung nichts mit der Sicherheitseinstufung<br />

der Geräte zu tun hat. Der erreichbare Performance Level<br />

48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

EINE MESSE.<br />

EIN ZIEL.<br />

ZWEI STÄDTE.<br />

20.– 21. FEBRUAR 2<strong>01</strong>9<br />

AUGSBURG<br />

www.fmb-sued.de<br />

Bild: Euchner<br />

Die letzten drei Schritte der<br />

Auswahl einer Verriegelungseinrichtung<br />

mit oder<br />

ohne Zuhaltung<br />

Code: SUED419<br />

einlösen und<br />

kostenloses<br />

Ticket sichern!<br />

(PL) wird dadurch nicht beeinflusst. Stattdessen hat die Kodierungsstufe<br />

große Bedeutung als Maßnahme gegen die Manipulation von<br />

Sicherheitseinrichtungen. Somit ist bei einem hoch kodierten Sicherheitsschalter<br />

generell weniger Aufwand notwendig, um das System<br />

vor Manipulationen zu schützen, als bei einem niedrig kodierten.<br />

Allerdings stellt sich vor der Auswahl der Kodierungsstufe die Frage,<br />

ob überhaupt ein Anreiz für ein Umgehen der Verriegelungseinrichtung<br />

vorliegt und daher Maßnahmen gegen Manipulationen ergriffen<br />

werden müssen. Diese Bewertung wird in einem der nächsten<br />

Teile erläutert. Grundsätzlich müssen aber alle Systeme gegen<br />

Manipulationen gesichert sein.<br />

Auswahl des Sicherheitsschalters<br />

Neben den normativen Anforderungen, die von allen Verriegelungen<br />

und Zuhaltungen aus dem Euchner-Programm erfüllt werden, kommen<br />

bei der Auswahl des Sicherheitsschalters auch noch sehr viele<br />

praktische Erwägungen zum tragen. Diese werden teilweise ebenfalls<br />

durch die Norm vorgegeben. So wird zum Beispiel die Bedeutung<br />

von Staub und Schmutz für die Bauart 2 beschrieben. Die entsprechenden<br />

Informationen findet man sowohl im normativen Teil in<br />

Abschnitt 6 als auch in den informativen Anhängen.<br />

ik<br />

www.euchner.de<br />

6.– 8. NOVEMBER 2<strong>01</strong>9<br />

BAD SALZUFLEN<br />

www.fmb-messe.de<br />

Details zu elektromechanischen Sicherheits -<br />

schaltern ohne Zuhaltung von Euchner:<br />

hier.pro/eWNUe<br />

Messe All About Automation Friedrichshafen:<br />

Halle B1, Stand 216<br />

Messe FMB-Süd:<br />

Halle 5, Stand B14<br />

ZULIEFERMESSE<br />

FÜR MASCHINENBAU,<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

UND PRODUKTION<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 49

AUTOMATISIERUNG<br />

NEWS<br />

Anwenderspezifische Heavy-Duty-Joysticks von Rafi<br />

Für anspruchsvolle Outdoor-Anwendungen<br />

Bild: Rafi<br />

Der Hersteller komplettiert seine Joyscape-<br />

Plattform um hoch belastbaren Joysticks<br />

für Outdoor-Anwendungen. Das Plattformprinzip<br />

baut auf einer robusten Standard-<br />

<strong>Konstruktion</strong> auf, die mit kundenspezifisch<br />

gestalteten Griffen kombiniert wird. Je<br />

nach Bedarf integriert der Hersteller Taster,<br />

Wippen, Daumen-Joysticks, Dreh-Encoder<br />

und LEDs in die Multifunktionsgriffe. Durch<br />

die Bewegungserfassung mit verschleißfreier<br />

kontaktloser 3D-Hall-Sensorik erreicht<br />

der Heavy-Duty-Joystick eine hohe<br />

Lebensdauer: Auch bei Temperaturen zwischen<br />

-40 und +85 °C übersteht das Gerät<br />

problemlos 5 Mio. Betätigungszyklen. Die<br />

Anschlagfestigkeit in X- und Y-Richtung beträgt<br />

110 Nm, in Z-Richtung widersteht der<br />

Joystick 1000 N Druck- und 500 N Zugbelastung.<br />

Das Basis-Gehäuse aus ferromagnetischem,<br />

hochlegiertem Stahl sorgt für<br />

die optimale Abschirmung des Sensorsystems<br />

und verleiht dem Joystick zusätzlich<br />

Robustheit.<br />

ge<br />

www.rafi.de<br />

Ilme bietet LWL- und elektrische Kontakte<br />

Ohne weiteren Platzbedarf<br />

Lichtwellenleiter bieten eine höhere Signalvielfalt<br />

und absolute Resistenz gegenüber elektromagnetischen<br />

Störungen. Erforderte die Implementierung<br />

einer LWL-Schnittstelle bislang stets<br />

einen eigenen Steckverbinder oder zumindest<br />

ein spezielles Bauelement innerhalb eines modularen<br />

Steckverbinders, so kann dies nun ohne<br />

zusätzlichen Platzbedarf innerhalb von Standard-<br />

Crimpeinsätzen in unmittelbarer Nachbarschaft<br />

elektrischer Kontakte realisiert werden. Der Hersteller<br />

hat hierfür LWL-Crimpkontakte entwi-<br />

ckelt, die in ihren Abmessungen mit 10A-Crimpkontakten<br />

identisch sind und somit neben diesen<br />

in allen Einsätzen CD, CDD, CQ, CX und MI-<br />

XO (10-A-Module) verwendet werden können.<br />

Ein Federmechanismus im Stiftkontakt sorgt für<br />

eine vibrationsfeste Verbindung und eine störungsfreie<br />

und dämpfungsminimierte Signalübertragung.<br />

Die LWL-Kontakte CL…DD sind für<br />

POF Leitungen mit 1 mm Faser- und 2,2 mm Außendurchmesser<br />

geeignet.<br />

ge<br />

www.ilme.com<br />

Bild: Ilme<br />

AmbiMate-Sensormodul MS4-Serie von TE Connectivity<br />

Mouser bietet einfache Integration von Umgebungssensoren<br />

Bild: Mouser<br />

Mouser Electronics, der branchenführende<br />

New Product Introduction (NPI)-Distributor<br />

mit der größten Auswahl an Halbleitern und<br />

elektronischen Komponenten, führt ab sofort<br />

die AmbiMate-Sensormodul-MS4-Serie von<br />

TE Connectivity (TE), einem weltweit führenden<br />

Anbieter von Konnektivität und Sensoren.<br />

Die AmbiMate-Sensormodule des Her-<br />

stellers beinhalten vier Kernsensoren<br />

auf einer einzigen Leiterplattenbaugruppe<br />

und ermöglichen eine einfache<br />

Integration in eine Vielzahl von Host-<br />

Produkten in der Gebäudeautomation,<br />

Beleuchtung und Smart Home-<br />

Anwendungen. AmbiMate-Sensormo -<br />

dule sind vorkonstruiert und montiert,<br />

sodass Hersteller wertvolle Konstruk -<br />

tionsressourcen für andere wichtige<br />

Aufgaben einsetzen können. Die<br />

AmbiMate-Sensormodul-MS4-Serie<br />

des Herstellers, die beim NPI-Distributor<br />

erhältlich ist, umfasst alle Sensoren für<br />

Bewegung, Licht, Temperatur und Feuchtigkeit,<br />

während optionale Ergänzungen Sensoren<br />

für Schall, CO 2<br />

und flüchtige organische<br />

Verbindungen (VOCs) beinhalten. Die Module<br />

bieten mehrere Befestigungsmöglichkeiten,<br />

um die vorbestückte Leiterplatte einfach in<br />

das Host-Board zu integrieren. Die Sensormodule<br />

der MS4-Serie verfügen über eine gemeinsame<br />

Sieben-Positionen-Verbindung, sodass<br />

eine einzige Platine für jede verfügbare<br />

Sensorkonfiguration zur Verfügung steht. Die<br />

Sensormodule eignen sich für Anwendungen<br />

in der Gebäudeautomation, bei denen Umgebungsdaten<br />

die Produktentscheidung beeinflussen<br />

können. So können Ingenieure beispielsweise<br />

mit einem oder mehreren Modulen<br />

VOC- und CO -Konzentrationen erfassen<br />

2<br />

und die Luftqualität bewerten. Die AmbiMate-<br />

Sensormodule mit integriertem Mikrofon<br />

können die Bewegungserkennung durch Abhören<br />

von Schallereignissen ergänzen. Ein<br />

Netzwerk von Modulen kann Belegung, Luftfeuchtigkeit,<br />

Temperatur und Lichtverhältnisse<br />

erfassen, sodass Gebäudesteuerungen<br />

die Innenbeleuchtung, die HLK-Ausstattung,<br />

das Energiemanagement und andere zonale<br />

Umweltkontrollen anpassen können. jke<br />

www.mouser.com<br />

50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

Steuerungen von Pilz<br />

Mehr Performance<br />

Die aktuelle Generation der Motion-Control-<br />

Steuerungen PMCprimo C2 ist nun mit einem<br />

leistungsfähigen 1,3-GHz-Prozessor<br />

ausgestattet. Anwender können zudem aufgrund<br />

der Programmierung über Soft-SPS<br />

nach IEC 61131 von schneller Inbetriebnahme<br />

profitieren. Durch das Upgrade zu Version<br />

3.5 der SPS stehen alle Vorteile einer objektorientierten<br />

Programmierung zur Verfügung.<br />

PMCprimo C2 ist mit einem Ethercat-Master<br />

ausgestattet. Des Weiteren unterstützt das<br />

System Master- und Slave-Kommunikationsschnittstellen<br />

wie Modbus/TCP, CAN oder<br />

Profibus-DP-S und stellt damit eine flexible<br />

Lösung dar. PMCprimo verfügt über SPS- sowie<br />

Motion-Funktionalität und übernimmt innerhalb<br />

einer Anlage die Automatisierung<br />

und Bewegungsmanagement an Servoachsen.<br />

Bis zu 32 Achsen können flexibel verknüpft<br />

und CNC-Aufgaben gelöst werden. ik<br />

www.pilz.com<br />

All About Automation Friedrichshafen: Halle B1-418<br />

Bild: Pilz<br />

Perfekte Lösung von Siko<br />

Hochauflösender Encoder MSA213CC für Antriebstechnik<br />

Die Anforderungen an Sensorik zur Positionserfassung<br />

in der Automatisierung und<br />

Antriebstechnik steigen mit der Komplexität<br />

und Leistungsfähigkeit der zugehörigen Maschinen<br />

und Anlagen. Eine perfekte Lösung<br />

dafür bietet der neue hochauflösende Absolutsensor<br />

MSA213CC von Siko. Er liefert<br />

nicht nur ohne Referenzieren und Pufferbatterie<br />

zu jedem Zeitpunkt die absolute Position,<br />

sondern kann dank seiner kleinen Bauform<br />

und den zahlreichen Schnittstellen mit<br />

minimalem Aufwand in die Anlage und<br />

Steuerungsumgebung integriert werden.<br />

Der MSA213C eignet sich mit der hohen Signalgüte<br />

und den kleinen Abmessungen ideal<br />

für den Einsatz im Bereich Handling und<br />

Montageautomation, in Bearbeitungssystemen,<br />

Pick-and-Place Anwendungen oder der<br />

PCB-Bearbeitung. Der MSA213C ist auch für<br />

die präzise Positionserfassung und Geschwindigkeitsmessung<br />

in linearen Direktan-<br />

Bild: Siko<br />

trieben prädestiniert. Der magnetische absoluter<br />

Lineargeber überzeugt mit seiner hohen<br />

absoluten Auflösung von 1 μm, wodurch<br />

jederzeit eine präzise Positionserkennung<br />

gewährleistet ist. Die absolute Messung ist<br />

vor allem in sicherheitsrelevanten Anwendungen<br />

unerlässlich, wenn eine Positionsänderung<br />

auch im stromlosen Zustand sicher<br />

erkannt werden muss. Die realisierte Wiederholgenauigkeit<br />

von ±1 μm ermöglicht dabei<br />

eine zuverlässige Nutzung in Mehrachsapplikationen<br />

oder Positioniersystemen, in<br />

denen eine genaue Ansteuerung bzw. Erkennung<br />

von Positionen benötigt wird. Diese<br />

Performance wird dabei über eine Länge von<br />

bis zu 16 Metern erreicht. Damit der<br />

MSA213C möglichst einfach in die Anwendung<br />

auf Kundenseite integriert werden<br />

kann, ist er mit zahlreichen absoluten<br />

Schnittstellen erhältlich. Angefangen bei den<br />

Basis-Varianten mit SSI, RS485 und BiSS-C<br />

steht der Sensor auch mit IO-Link zur Verfügung<br />

und unterstützt Protokolle verschiedener<br />

Steuerungshersteller. Zusätzlich steht<br />

parallel eine inkrementelle Schnittstelle als<br />

digitaler Line Driver oder analoger 1 Vss Signalausgang<br />

zur Verfügung. Mit dieser Kombination<br />

ist zu jeder Zeit eine absolute Weginformation<br />

gegeben sowie eine exakte Kommutierung<br />

auch im dynamischen Betrieb<br />

möglich. Für den Nutzer ist für Einbau und<br />

Betrieb eine Funktions- und Statusanzeige-<br />

LED im Gehäuse untergebracht.<br />

jke<br />

www.siko-global.com<br />

Intelligent Testing<br />

<br />

<br />

www.zwickroell.com AllroundLine bis 250 kN<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 51

ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Gibt es auf dem Mars<br />

Erd beben? Und wie sind seine<br />

inneren Schichten aufgebaut?<br />

Diese Fragen soll das<br />

Seismic Experiment for<br />

Interior Structure (Seis) der<br />

Marssonde InSight klären<br />

Bild: Sodern Ariane Group 2<strong>01</strong>8<br />

Schrittmotoren für Positioniersystem in Seismometer<br />

Messen mit hoher Präzision<br />

Ende November 2<strong>01</strong>8 erreichte ein hochsensibles Seismometer den Mars, um die Frage zu klären,<br />

ob es auf unserem Nachbarplaneten seismische Wellen, also Marsbeben gibt. Mit an Bord des Seis<br />

(Seismic Experiment for Interior Structure) sind sechs kleine Schrittmotoren von Faulhaber, die gleich<br />

zwei wichtige Aufgaben erfüllen: Sie positionieren die Messmechanik und gleichen die als Folge<br />

starker jahreszeitlicher Temperaturschwankungen auftretenden Spannungskräfte aus.<br />

Andreas Seegen, Leiter Marketing bei Faulhaber und Ellen-Christine Reiff, Redaktionsbüro Stutensee<br />

Erdbeben sind ein sicheres Zeichen für Massebewegungen im<br />

Inneren eines Planeten. Diese Erkenntnis ist noch gar nicht so<br />

alt. Erst vor 100 Jahren hat der deutsche Geowissenschaftler Alfred<br />

Wegener die anfangs von Kollegen belächelte Theorie der Kontinentalverschiebung<br />

aufgestellt, die zu einer wesentlichen Grundlage für<br />

das heutige Modell der Plattentektonik geworden ist. Das Wissen<br />

über Kontinentalplatten, die sich auf dem Erdmantel verschieben,<br />

gehört heute zum Schulunterricht. Auf der Erde sind die Folgen der<br />

Plattentektonik bekannt. Sie verändert auf unserem Planeten die<br />

geologischen Formen. Es entstehen tiefe Grabenbrüche und hohe<br />

Bergrücken. Doch wie sieht die Situation auf dem Mars aus?<br />

Das sensibelste Seismometer, das je gebaut wurde<br />

Ein typisches Beispiel dafür, wie die Bewegung der Kontinentalplatten<br />

die Landschaft auf der Erde formt, liefert der knapp 400 km lange<br />

Oberrheingraben. Ähnlich könnte auf dem Mars der Canyon Valles<br />

Marineris entstanden sein, der bei bis zu 7 km Tiefe allerdings<br />

zehnmal so lang wie der Oberrheingraben ist. Gibt es auf unserem<br />

Nachbarplaneten also auch eine Plattentektonik? Ist dieser Prozess<br />

abgeschlossen oder dauert er an? Bebt der Mars? Seismische Messungen<br />

sollen diese Fragen beantworten. Die am 5. Mai 2<strong>01</strong>8 von<br />

der Nasa gestartete Mission „Insight“ wird dazu beitragen. Der<br />

Mars-Lander hat viele wissenschaftliche Instrumente dabei, unter<br />

anderem das Seis. Das Seismometer ist durch eine Vakuumkammer<br />

und eine Isolierhülle vor Umwelteinflüssen abgeschirmt. Konstruktiv<br />

besteht es aus mehreren seismologischen Sensoren, die Bodenbewegungen<br />

in verschiedener Intensität und Frequenz registrieren.<br />

Unterstützt wird die Messung von Geräten, die Windstärke, Luft-<br />

Bild: Sodern Ariane Group 2<strong>01</strong>8<br />

Das Seismometer ist durch eine Vakuumkammer und eine<br />

Isolierhülle vor Umwelteinflüssen abgeschirmt<br />

52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9<br />

Bild: Sodern Ariane Group 2<strong>01</strong>8<br />

Die Seis-Sensoren registrieren<br />

noch Verschiebungen<br />

des Untergrunds um<br />

weniger als den Durchmesser<br />

eines einzigen Wasserstoffatoms.<br />

Faulhaber-<br />

Schrittmotoren tragen zu<br />

dieser Genauigkeit bei

ELEKTROMOTOREN<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

druck, Temperatur und das Magnetfeld aufzeichnen. So lassen sich<br />

Informationen gewinnen, ob detektierte Schwingungen wirklich<br />

seismischen Ursprungs sind oder nur das Resultat von Störfaktoren<br />

auf der Marsoberfläche. In Summe kann das Instrument Erschütterungen<br />

detektieren, die den Boden des Planeten um weniger als die<br />

Dicke eines Wasserstoffatoms auslenken. Die Nasa spricht deshalb<br />

„vom sensibelsten Seismometer, das je gebaut wurde“. Die Präzision<br />

ist nur deshalb möglich, weil das von drei Faulhaber-Schrittmotoren<br />

elektrisch angetriebene Positioniersystem eine ausgeklügelte<br />

Nivellierung vornimmt. Entwickelt wurde das System am Max-<br />

Planck-Institut für Sonnensystemforschung in Göttingen.<br />

Zur hohen Messgenauigkeit trägt zudem ein thermischer Ausgleich<br />

des Federmechanismus des Seismometers bei. Das ist notwendig,<br />

weil die Temperaturen auf dem Mars im Wechsel der Jahreszeiten<br />

stark variieren. Die unterschiedlichen Temperaturen lassen Werkstoffe<br />

schrumpfen, sich ausdehnen und ihre Festigkeit verändern.<br />

Das hat auch auf den Federmechanismus Auswirkungen. Drei weitere<br />

Schrittmotoren des Herstellers (Serie AM0820) haben deshalb<br />

die Aufgabe, diese Veränderungen auszugleichen. Sie messen im<br />

Durchmesser lediglich 8 mm, sind knapp 14 mm lang und liefern ein<br />

Drehmoment von 0,65 mNm. Sie arbeiten mit einer Auflösung von<br />

20 Schritten pro Umdrehung und sind mit Planetengetrieben gleichen<br />

Durchmessers kombiniert. Die Edelstahlgetriebe sind für den<br />

Einsatz auf dem Mars mit einem speziellen Schaft versehen und haben<br />

ein besonders beschichtetes Kugellager.<br />

Bild: Faulhaber<br />

Weltraumtaugliche Schmierung der Kugellager<br />

Der Bau des Seismometers lag in der Hand von Sodern, einer Tochtergesellschaft<br />

der Ariane-Gruppe. Bei der Evaluation der Antriebstechnik<br />

war Sodern auf der Suche nach der besten technischen Ausstattung.<br />

„Das war schon eine aufwendige Recherche“, blickt Pressesprecher<br />

Rémy Lambertin zurück. „Wir waren schließlich in Begriff,<br />

eines der kleinsten Instrumente zu bauen, das wir jemals auf den<br />

Mars geschickt haben.“ Und kleiner bedeutet, dass die <strong>Konstruktion</strong><br />

auch zerbrechlicher ist. Folglich lag die Messlatte hoch bei Aspekten<br />

wie Robustheit, Langlebigkeit und Betriebssicherheit. Eine besondere<br />

Herausforderung beim Einsatz innerhalb des Seismometers bestand<br />

nach Auskunft von Lambertin darin, die Antriebstechnik wirksam<br />

zu schmieren. Ein spezielles Schmiermittel ist deshalb notwendig,<br />

weil auf der Marsoberfläche ein durchschnittlicher Druck von lediglich<br />

6,36 hPa herrscht. Die verlässliche Schmierung der Kugellager<br />

der Motoren sowie der Gleitteile der Getriebe mit einem Produkt<br />

von Dicronite gehört zu den entscheidenden Faktoren, um auf der<br />

Marsoberfläche spielfrei und mit langer Lebensdauer zu arbeiten.<br />

6 Antriebsachsen mit hoher Positioniergenauigkeit<br />

Mindestens 160 Korrekturzyklen soll die mit der französischen Faulhaber-Tochter<br />

konzipierte Schrittmotor-Antriebslösung auf dem<br />

Mars über einen Zeitraum von zwei Jahren durchhalten. Die auf der<br />

Erde unternommenen Lebensdauertests waren sogar auf sechs<br />

Jahre ausgelegt – in einem thermischen Arbeitsbereich von -120 °C<br />

bis +70 °C. Kein Wunder, dass die Motoren die Tests mit Bravour bestanden<br />

haben, Schrittmotoren des Antriebsspezialisten haben sich<br />

schließlich in solch Umgebungsbedingungen bereits in anderen<br />

Mars-Missionen bewährt. Die sechs Antriebsachsen arbeiten im<br />

Seis mit einer Positioniergenauigkeit, deren Toleranz unter 0,1 Grad<br />

liegt. Ihre Spielfreiheit gewährleistet eine hohe Wiederholgenauigkeit<br />

der Verfahrwege. Mit ihrer Präzision und Zuverlässigkeit werden<br />

die kleinen Schrittmotoren jetzt dazu beitragen, die Frage zu klären,<br />

ob der Mars bebt.<br />

jg<br />

www.faulhaber.com<br />

Details zu den Schrittmotoren von Faulhaber:<br />

hier.pro/ZhZj7<br />

Der Precistep-Schrittmotor<br />

mit 8 mm Durchmesser und<br />

13,8 mm Länge liefert ein<br />

Drehmoment von 0,65 mNm<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 53

ANTRIEBSTECHNIK<br />

ELEKTROMOTOREN<br />

Bürstenlose Motoren ohne Sensoren betreiben<br />

Motoren sensorlos ansteuern<br />

In vielen Anwendungen wäre es von Vorteil, wenn man einen bürstenlosen Motor ohne Sensoren<br />

betreiben könnte. Und tatsächlich gibt es hier verschiedene Möglichkeiten. Eine vom Schweizer<br />

Antriebsspezialisten Maxon Motor entwickelte Methode setzt nun Maßstäbe in Sachen Präzision<br />

und Zuverlässigkeit.<br />

Urs Kafader, Leiter technische Ausbildung, Maxon Motor<br />

Die sensorlose Steuerung<br />

50/4 Escon von Maxon<br />

Motor setzt Maßstäbe<br />

in Sachen Präzision und<br />

Zuverlässigkeit<br />

Bild: Maxon Motor<br />

Um einen bürstenlosen Motor anzutreiben, braucht es eine<br />

Steuerelektronik für die präzise Kommutierung. Das funktioniert<br />

aber nur, wenn die Steuerelektronik stets weiß, in welcher Position<br />

sich der Rotor befindet. Klassischerweise liefern im Motor verbaute<br />

Sensoren diese Informationen. Doch es geht auch anders.<br />

Sensorlose Ansteuerungsverfahren verwenden Strom- und Spannungsinformation<br />

aus dem Motor zur Bestimmung der Rotorlage.<br />

Aus der Veränderung der Rotorposition lässt sich die Geschwindigkeit<br />

herleiten, welche sich auch zur Drehzahlregelung verwenden<br />

lässt. Höherentwickelte sensorlose Ansteuerungen können sogar<br />

den Strom und die Position regeln. Durch das Weglassen von Sensoren<br />

ergeben sich Vorteile: niedrigere Kosten und Platzersparnis.<br />

Denn Kabel, Stecker oder elektronische Schaltkreise entfallen. Die<br />

sensorlosen Regler von Maxon Motor nutzen drei Grundprinzipien,<br />

die auf die BLDC-Motoren des Herstellers abgestimmt sind.<br />

Prinzip 1: EMK-Methode mit Nulldurchgang<br />

Die EMK-Methode mit Bestimmung des Nulldurchgangs verwendet<br />

die induzierte Spannung (oder EMK) in der nicht-bestromten Phase<br />

bei Blockkommutierung. Der Nulldurchgang findet in der Mitte des<br />

Kommutierungsintervalls statt. Aus den vorhergehenden Kommutierungsschritten<br />

kann die Zeitverzögerung zum nächsten Kommutierungspunkt<br />

abgeschätzt werden. Die EMK-Methode mit Nulldurchgang<br />

funktioniert nur bei genügend hoher Drehzahl – im Stillstand<br />

verschwindet die EMK. Der Anlauf des Motors benötigt einen<br />

speziellen Anlaufprozess ähnlich einer Schrittmotorsteuerung und<br />

muss separat eingestellt werden. Die eigentliche sensorlose Kommutierung<br />

ist erst ab Motordrehzahlen von 500-1000 UpM möglich.<br />

Zur Drehzahlregelung wird die Frequenz der Kommutierungsschritte<br />

verwendet. Die Dynamik ist aufgrund der beschränkten Feedback -<br />

information limitiert, lässt sich aber durch Integration von Schätzmethoden<br />

im Regelalgorithmus (Beobachter, Kalman-Filter …) verbessern.<br />

Die EMK-Methode mit Nulldurchgang hat aber auch Vorteile.<br />

Grundsätzlich funktioniert sie mit allen bürstenlosen Motorbauarten.<br />

Sie ist robust, kosteneffektiv und wird in vielen Standardprodukten<br />

verwendet, wie im Escon Module 50/4 EC-S des Anbieters.<br />

Prinzip 2: beobachterbasierte EMK-Methode<br />

Beobachter- oder modellbasierte EMK-Methoden nutzen Informa -<br />

tionen aus dem Motorstrom, um die Rotorlage und die Drehzahl<br />

herzuleiten. Der modellbasierte Ansatz ergibt eine höhere Auflösung<br />

der Rotorposition. Damit ist Sinuskommutierung (oder FOC,<br />

möglich mit ihren Vorteilen: höherer Wirkungsgrad, geringere Erwärmung,<br />

weniger Vibrationen und Geräusche. Allerdings benötigt auch<br />

die beobachterbasierte EMK-Methode eine Mindestdrehzahl von<br />

einigen hundert UpM, um gut zu funktionieren.<br />

Prinzip 3: Magnetische Anisotropie-Methoden<br />

Die auf der magnetischen Anisotropie basierenden Methoden leiten<br />

die Rotorlage aus der Motorinduktivität her, welche minimal ist,<br />

wenn die magnetischen Flüsse von Stator und Rotor im Rückschluss<br />

parallel sind. Dazu werden kurze Strompulse verwendet,<br />

die aber keine Motorbewegung verursachen. Verglichen mit den<br />

EMK-basierten Verfahren funktioniert diese Methode auch im Stillstand<br />

oder bei sehr tiefen Drehzahlen und erlaubt Sinuskommutierung.<br />

Die gemessenen Signale sind stark vom Motortyp abhängig.<br />

Der Bestimmung der Rotorlage liegt ein Motormodell zugrunde,<br />

welches für jeden Motor parametriert und angepasst werden muss.<br />

Controller auf Basis von magnetischer Anisotropie sind deshalb<br />

hochspezifische Produkte – einfach «plug-and-play» geht nicht. Der<br />

Rechenaufwand zur Evaluation der Rotorposition beschränkt die<br />

maximal möglichen Drehzahlen.<br />

Warum sensorlose Ansteuerung?<br />

In preissensitiven Anwendungen kann die Verwendung von sensorlosen<br />

Motoren die Kosten senken. Typische Anwendungen in diesem<br />

Bereich sind Lüfter, Pumpen und andere hochdrehende Anwendungen<br />

mit eher tiefer Regelperformance und wo ein kontrollierter<br />

Anlauf nicht kritisch ist. Bei hoher Stückzahl ist eine kundenspezifische<br />

Anpassung des EMK-basierten Reglers sinnvoll. Kostenersparnis<br />

ist nicht der einzige Grund, sich für eine sensorlose An-<br />

54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

steuerung zu entscheiden. Anwendungen wie Tür- oder Bike-Antriebe<br />

benötigen eine hohe Regelqualität. Eine ruckfreie Motoransteuerung<br />

ab Drehzahl null ist wichtig, aber auch eine hohe Dynamik und<br />

Sinuskommutierung zur Geräuschvermeidung. Dies alles soll ohne<br />

die Verwendung eines teuren Encoders realisiert werden. In den<br />

letzten Jahren haben sich dazu hochwertige sensorlose Ansteuerungen<br />

basierend auf der Anisotropie-Methode etabliert. Zum Beispiel<br />

die neue High-Performance-Sensorless-Control-Steuerung<br />

(HPSC) von Maxon. Der Engineering-Aufwand zur Anpassung der<br />

Modellparameter rechtfertigt sich allerdings erst ab Stückzahlen von<br />

einigen hundert. Eine sensorlose Ansteuerung kann auch nötig sein<br />

in Situationen, wo empfindliche Sensorelektronik beim Motor ver-<br />

Schematische Darstellung<br />

der sensorlosen<br />

Kommutierung der<br />

EMK-Methode mit<br />

Nulldurchgang, hier am<br />

Beispiel der Phase 3<br />

gezeigt<br />

Bares Gold<br />

wert<br />

Bild: Maxon Motor<br />

Bild: Maxon Motor<br />

mieden werden muss. Man denke an Anwendungen bei hohen<br />

oder tiefen Umgebungstemperaturen, Reinigungs- und Sterilisationsmethoden<br />

im medizinischen Umfeld, aber auch an ionisierende<br />

Strahlung im Weltraum oder in der Medizin.<br />

Drei Hauptgründe für eine sensorlose Ansteuerung<br />

Drei Hauptgründe sprechen für eine sensorlose Ansteuerung: Kostenersparnis,<br />

Platzersparnis und feindliche Umgebung für Sensoren.<br />

Die EMK-Methode mit Bestimmung des Nulldurchgangs ist<br />

weit verbreitet in kostensensitiven Anwendungen, die bei hohen<br />

Drehzahlen laufen. Sensorlose Ansteuerung ab Stillstand und bei<br />

niedrigen Drehzahlen verlangt nach höher entwickelten Methoden.<br />

Der Aufwand zur Implementierung ist größer und schließt Modellbildung<br />

und Parametrisierung ein. Kostenersparnis ist eher zweitrangig.<br />

Die feldorientierte Regelung ergibt einen höheren Wirkungsgrad<br />

und weniger Erwärmung sowie ein niedrigeres Vibrations- und<br />

Geräuschniveau.<br />

jg<br />

www.maxonmotor.com<br />

www.maxonmotor.de<br />

Details zu Escon-Module-50/4-EC-S-Servokontrollern:<br />

hier.pro/7hr1S<br />

Schematische Darstellung<br />

der Anisotropie<br />

der Induktivität. Sie<br />

zeigt zwei fast iden -<br />

tische Minima im<br />

Abstand von 180<br />

elektrischen Grad<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 55

ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEWS<br />

Schleifbearbeitung: Wälzlageranalyse von NSK verbessert den Prozess<br />

Condition Monitoring von Wälzlagern in der Praxis<br />

Bild: NSK<br />

Die Zustandsüberwachung von Wälzlagern<br />

gibt nicht nur Hinweise darauf, wann die Lager<br />

ausgetauscht werden müssen. Sie erlaubt<br />

auch Rückschlüsse auf den Zustand der<br />

gesamten Maschine oder Anlage und ermöglicht<br />

eine schnellere Diagnose bei Unregelmäßigkeiten<br />

im Prozess. Im Rahmen seines<br />

Programms AIP+ bietet NSK einen Condi -<br />

tion-Monitoring-Service an: Eine eigens für<br />

diesen Zweck entwickelte Messtechnik erfasst<br />

Schwingung, Temperatur und Drehzahl<br />

von Maschinenkomponenten und analysiert<br />

sie mithilfe anspruchsvoller Software. Die<br />

Daten können u. a. genutzt werden, um die<br />

Ursachen für Unregelmäßigkeiten bei Bearbeitungsprozessen<br />

festzustellen oder zumindest<br />

einzugrenzen. Diese Methode nutzte<br />

NSK in einer britischen Produktionsstätte.<br />

Hier kam es an einer Schleifmaschine, die<br />

Lagerlaufbahnen bearbeitet, zu Formfehlern.<br />

Die Analyse ergab, dass weder die Spindel<br />

noch der Abrichter Ursache für die Formfehler<br />

waren. Damit konnten die Mitarbeiter der<br />

Instandhaltung auf das aufwendige Zerlegen<br />

der Spindel verzichten und fanden die tatsächliche<br />

Ursache innerhalb kurzer Zeit. In<br />

einem zweiten Beispiel erkannte der Anwender<br />

einer spitzenlosen Schleifmaschine<br />

Formabweichungen. Die Techniker der eigenen<br />

Instandhaltung vermuteten Fehler einiger<br />

Wälzlager in der Spindelanordnung. Da in<br />

der Schleifspindel diverse Wälzlager in acht<br />

Größen zum Einsatz kamen, wurde der NSK-<br />

Condition-Monitoring-Service hinzugezogen,<br />

um die fehlerhaften Lager zu identifizieren<br />

und dauerhaft Abhilfe zu schaffen. Nach der<br />

Messung der wartungsrelevanten Daten bei<br />

laufender Maschine zeigte die Analyse, dass<br />

die Spindellager nicht die Ursache für die<br />

Formabweichungen sein konnten. Dadurch<br />

konnten sich die Wartungstechniker schnell<br />

auf andere Bereiche konzentrieren, und der<br />

Anwender sparte zwei Arbeitstage für das<br />

Zerlegen der Spindel.<br />

bec<br />

www.nskeurope.de<br />

Heidrive bietet nutzerfreundlichen Motorenkonfigurator<br />

Motorenauswahl per Klick<br />

Mit dem Heidrive-Motorenkonfigurator können<br />

dem Anwender die Variantenvielfalt und<br />

verschiedene Motoroptionen und Möglichkeiten<br />

intuitiv und benutzerfreundlich präsentiert<br />

werden. Hierzu stellt der Online-Konfigurator<br />

für jeden Interessenten den passenden<br />

Servomotor, und somit über 150 Mio. Varianten,<br />

zur Verfügung. Aus diesem Grund fragt<br />

der Konfigurator zunächst verschiedene<br />

Antriebsdaten (Motorleistung, Stillstands -<br />

moment, Drehzahl usw.) direkt ab und bietet<br />

im Gegenzug alle in die Auswahl fallenden<br />

Motoren in einer Vorschau an. Anschließend<br />

führt er einfach durch die verschiedenen Optionen<br />

wie Bremse, Passfeder, Stecker und<br />

Geber. Zum Schluss sind 2D- oder 3D-Maßbilder<br />

einfach via Downloadknopf abrufbar.<br />

Ob mit wenigen oder detaillierten Produktkenntnissen:<br />

Mithilfe der intelligenten Datenbankverknüpfung<br />

und der zielgerichteten<br />

Navigation durch Auswahlmenüs wird eine<br />

schnelle und effiziente Konfiguration ermöglicht.<br />

jg<br />

www.heidrive.de<br />

Bild: Heidrive<br />

Kugelgewindetriebe von Kammerer für lange Achsen im Werkzeugmaschinenbau<br />

Höhere Dynamik bewirkt Steigerung der Produktivität<br />

Für den Einsatz in Werkzeugmaschinen bietet<br />

Kammerer Kugelgewindetriebe mit angetriebener<br />

Mutter an. Insbesondere für lange Verfahrachsen<br />

wie z. B. in Portalfräsmaschinen<br />

oder Räummaschinen sind Kugelgewindetriebe<br />

mit rotierender Mutter ideal. Dieses<br />

Antriebskonzept ermöglicht hohe Linear -<br />

geschwindigkeiten bei langem Nutzhub der<br />

Kugelgewindetriebe. In Verbindung mit einer<br />

großen Steigung lassen sich mit der angetriebenen<br />

Mutter Geschwindigkeiten von mehr<br />

als 120 m/min erreichen. Unter idealen<br />

Voraussetzungen sind Drehzahlen bis 4000<br />

min -1 möglich. Deshalb können bei langen<br />

Verfahrwegen die Taktzeiten positiv beein-<br />

flusst werden. Die höhere Dynamik bewirkt<br />

eine Steigerung der Produktivität der Werkzeugmaschine.<br />

Das vorgespannte Spindelsystem<br />

sorgt für eine höhere Gesamtsteifigkeit<br />

des Antriebstrangs. Die biegekritische<br />

Drehzahl ist nicht<br />

begrenzt. Beschleunigungen<br />

der Spindeln<br />

von bis zu 30<br />

m/s 2 sind möglich.<br />

Der Einsatz von Hybridlagern<br />

und Keramikkugeln<br />

kann bestehende<br />

Drehzahlgrenzwerte<br />

erhöhen.<br />

Bild: Kammerer<br />

Die Kugelgewindetriebe zeichnen sich durch<br />

geringe Hitze- und Geräuschentwicklung aus:<br />

Das stehende Muttergehäuse lässt sich einfach<br />

kühlen und sorgt so für reduzierte Hitzeentwicklung<br />

im Betrieb. Zu einer nachweislich<br />

verringerten Geräuschbildung beim<br />

Einsatz der Kugelgewindetriebe führt<br />

das von Kammerer entwickelte Hartschälverfahren<br />

bei der Fertigung. Die<br />

Kugelgewindetriebe werden in Bau -<br />

größen von KGT 16 × 5 bis 120 × 20<br />

angeboten.<br />

bec<br />

www.kammerer-gewinde.com<br />

56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Aluminium-Linearsysteme von Franke kommen in Greifer für Kunststofffässer zum Einsatz<br />

Leichter Lauf, sauber und wartungsfrei<br />

Bild: Franke<br />

Die Aufgabe: Mechanische Greifer zur sicheren<br />

Bewegung von Kunststofffässern müssen<br />

horizontal verstellbar sein, um Fässer<br />

unterschiedlicher Durchmesser aufnehmen<br />

zu können. Die Verstellung der Greifer erfolgt<br />

motorisch. Der Motor hält die Kassetten auch<br />

in Position und sichert das System gegen<br />

ungewollte Verschiebung. Die Lösung: Zum<br />

Einsatz kommen Aluminium-Linearsysteme<br />

der Größe 25 von Franke in zweispuriger<br />

Anordnung. Ihr leichter Lauf sorgt für schnelle<br />

Bewegung und erfordert minimale Antriebsleistung.<br />

Dadurch können die Motoren<br />

klein und energiesparend ausgelegt werden.<br />

Die gekapselten Laufrollen sind lebensdauergeschmiert<br />

und somit wartungsfrei über<br />

die gesamte Laufleistung. Das Schmierfett<br />

verbleibt in den Laufrollen und beugt einer<br />

Verschmutzung der Umgebung vor. bec<br />

www.franke-gmbh.de<br />

Knapp Wälzlagertechnik: Rillenkugellager der Reihen 60, 62, 63 und 64 weiterentwickelt<br />

Nun auch mit modifizierten Wälzlagerstählen verfügbar<br />

Knapp Wälzlagertechnik hat seine KBT-Pre -<br />

mium-Rillenkugellager weiterentwickelt, sie<br />

sind nun auch mit modifizierten Wälzlager -<br />

stählen, also korrosionsbeständigen Stählen<br />

mit hoher Überrollfestigkeit und notwen -<br />

digem hohem Reinheitsgrad, verfügbar. Darüber<br />

hinaus wurde die Lagerkinematik und<br />

das Dichtungsdesign (3-fach-Dichtlippen)<br />

überarbeitet und verbessert. Es werden ausschließlich<br />

Wälzlagerstähle mit hohem Widerstand<br />

gegen abrasiven und adhäsiven Verschleiß<br />

(X30 CrMoV15-1) eingesetzt, die auch<br />

als Hybrid-Rillenkugellager und in Vollkeramik<br />

erhältlich sind. Dadurch wird den stetig steigenden<br />

Erwartungen hinsichtlich maximaler<br />

Präzision und hoher Oberflächengüte Rechnung<br />

getragen. Auch die Form- und Rundlauf-<br />

genauigkeit, die einhergeht<br />

mit opti -<br />

maler Geräuschminimierung,<br />

spielen bei<br />

der Lagerauslegung<br />

eine wesentliche<br />

Rolle. Alle KBT-Premiumquality-Rillenkugellager<br />

entsprechen<br />

den hohen europäischen<br />

Qualitätsnormen<br />

und sind im hauseigenen Prüflabor<br />

zu 100 % geprüft in Abmessungen, Form und<br />

Lagetoleranz (n. DIN ISO 11<strong>01</strong>), Oberflächenbeschaffenheit<br />

(n. DIN ISO 1302) und Laufgeräuschen.<br />

Production reports sowie Material-<br />

Testreports nach VDA oder über EMPB wer-<br />

den auf Anforderung ausgestellt. Die Rillenkugellager<br />

kommen in Serienproduktionen<br />

der Automobil- und Maschinenbaubranche<br />

zum Einsatz.<br />

bec<br />

www.knapp-waelzlagertechnik.de<br />

Bild: Knapp Wälzlagertechnik<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 57

ANTRIEBSTECHNIK<br />

NEWS<br />

Siemens erweitert Servoantriebssystem<br />

Mehr Leistung<br />

Siemens hat das Einachs-Servoantriebs -<br />

system Sinamics S210 für Midrange-Applika -<br />

tionen um zusätzliche Leistungs- und Anschlussspannungsvarianten<br />

ergänzt. In der<br />

ersten neuen Baugröße ist das System mit<br />

einer Leistung von 0,4 bis 1 kW bei 3 AC<br />

400 V verfügbar. Für den weltweiten Einsatz<br />

verfügen die neuen Gerätevarianten des Systems<br />

über ein optionales Einspeise-Schienensystem<br />

und eine gemeinsame Zwischenkreiskupplung.<br />

Letztere ermöglicht den Energieausgleich<br />

bei dynamischen Reversiervorgängen,<br />

was die beim Bremsen entstehende<br />

thermische Abwärme über den integrierten<br />

Bild: Siemens<br />

Bremswiderstand reduziert und<br />

den Verfahrzyklus der einzelnen<br />

Achsen erhöht. Neben den<br />

Advanced Controllern S7-1500<br />

können bei den neuen Geräten<br />

auch Simatic-ET-200SP-CPUs<br />

(Central Processing Units) und<br />

Open Controller oder Simatic-S7-1500-Software-Controller<br />

als übergeordnete Steuerung<br />

eingesetzt werden, die alle über taktsynchrones<br />

Profinet IRT angebunden sind. Die Projektierung<br />

und Inbetriebnahme des Antriebssystems<br />

ist einfach mit dem integrierten<br />

Webserver möglich. Alternativ kann das Engineering<br />

nun auch mit Startdrive im TIA-Portal<br />

ab Version V15.1 erfolgen. Weitere neue Varianten<br />

werden das Leistungsspektrum der<br />

Geräte von 0,4 bis auf 7 kW und die dazugehörigen<br />

Simotics-S-1FK2-Servomotoren mit<br />

Achshöhen bis 100 mm ergänzen.<br />

jg<br />

www.siemens.com<br />

Dichtungsringe für wartungsfreie Igus-Gleitlager sorgen für Schutz vor Schmutzbelastungen<br />

Dichtungskonzept für höhere Lebensdauer<br />

Bild: Igus<br />

Ist der Konstrukteur auf der Suche nach einem<br />

langlebigen Gleitlager für seine Anwendung,<br />

die Schmutz, Staub, Chemikalien,<br />

Wind und Wetter trotzen muss, so greifen<br />

viele Anwender bereits auf die Iglidur-Gleit -<br />

lager aus Hochleistungskunstoffen zurück.<br />

Denn diese Werkstoffe sind schmiermittelund<br />

damit wartungsfrei. Schmutz haftet im<br />

Vergleich zu metallischen Varianten nicht am<br />

Lager an. Ein weiter Vorteil: Die Polymer-<br />

Gleitlager können nicht rosten. Für Anwendungen<br />

mit extremen Schmutzbelastungen,<br />

beispielsweise in Bau- oder Landmaschinen,<br />

hat Igus jetzt ein zusätzliches Sicherheitskonzept<br />

in Form von Dichtungsringen entwickelt.<br />

Die Dichtungen sind für alle Bundlager des<br />

Herstellers – in sämtlichen Abmessungen<br />

und für mehr als 50 Werkstoffe – erhältlich,<br />

sodass vielfältige anwendungsbezogene<br />

Materialkombinationen möglich sind. Die flexiblen<br />

Dichtungsringe werden einfach auf<br />

den Bund gestülpt und schützen vor dem Eindringen<br />

von Schmutz und Medien in das<br />

Gleitlager und dahinterliegende Bauteile.<br />

Bei Anwendungen mit einer zusätzlichen<br />

Schmierung sorgt der Dichtungsring dafür,<br />

dass sich die Schmierstoffe nicht aus der<br />

Lagerstelle pressen. Der Verschleiß wird so<br />

weiter vermindert, die Welle vor Korrosion<br />

geschützt und die Lebensdauer der Anwendungen<br />

erhöht.<br />

bec<br />

www.igus.de<br />

Thomson: hybrider Schrittmotor/Leitspindel-Aktuator mit eingebauter Verdrehschutzführung<br />

Mühelose Integration<br />

Thomson Industries hat sein Programm der<br />

Schrittmotor-Linearaktuatoren um Modelle<br />

mit eingebauter Führung erweitert, die ein<br />

Verdrehen des Aktuators verhindert. Mit dem<br />

motorisierten Leitspindel-Aktuator (MLA)<br />

sparen Konstrukteure hochpräziser, kurzhu -<br />

biger Systeme den Kosten-, Zeit- und Wartungsaufwand,<br />

der im Zusammenhang mit<br />

der Entwicklung und Fertigung eigener externer<br />

Führungssysteme anfallen würde. Die<br />

Konfiguration des Aktuators erlaubt die mühelose<br />

Integration in die jeweilige Baugruppe<br />

mit derselben Auswahl an Endenbearbeitung<br />

und Anschlussoptionen wie bei den übrigen<br />

motorisierten Leitspindeln. Die Kombination<br />

aus Gewindetrieb und Schrittmotor ist eine<br />

einfache und kosteneffiziente Methode,<br />

um eine präzise Linearbewegung zu erreichen.<br />

Verwendet man jedoch einfache Baugruppen<br />

aus Schrittmotor und Leitspindel,<br />

müssen zumeist kostspielige externe Führungssysteme<br />

mit Verdrehschutz konstruiert<br />

werden. Mit der MLA-Produktlinie können<br />

Anwender, die eine präzise Verstellbewegung<br />

benötigen, ganz einfach die Last, den<br />

Hub und die Art der Endenbearbeitung spezifizieren<br />

– und haben eine einsatzfertige Lösung.<br />

Der MLA ist ideal für lastempfindliche<br />

Bild: Thomson Industries<br />

Anwendungen mit begrenztem Platzangebot<br />

geeignet, die eher kurze Hübe mit hoher<br />

Wiederholgenauigkeit erfordern. Die MLA-<br />

Schrittmotor-Linearaktuatoren sind für die<br />

Motorbaugrößen Nema 8, 11, 14, 17 und 23<br />

erhältlich, 1- oder 2-Stack, mit zahlreichen<br />

Optionen für die Motorwicklung. Die realisierbare<br />

lineare Auflösung reicht von 0,002<br />

bis 0,191 μm Linearhub pro Schritt. bec<br />

www.thomsonlinear.com<br />

58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

Raum/Leistungs-Optimum: Föhrenbach stellt motorischen Präzisionsschlitten KBS 075 vor<br />

Passgenaue Achssysteme aus dem Baukasten<br />

Maximale Leistung bei minimiertem Einbauraum<br />

und Gewicht: Mit dem KBS 075 ergänzt<br />

Föhrenbach seine Produktpalette von motorischen<br />

Präzisionsschlitten mit Spindelantrieb<br />

um eine besonders kompakte Lösung. Mit<br />

einer Breite der Führungseinheit von 75 mm<br />

eignet sich dieses Modell insbesondere für<br />

leichte Führungs- und Montageaufgaben. Es<br />

bietet alle bewährten technischen Vorteile<br />

dieser Baureihe und eröffnet durch den baukastenähnlichen<br />

Aufbau hohe Flexibilität bei<br />

der Konfiguration. Charakteristisches <strong>Konstruktion</strong>smerkmal<br />

der Präzisionsschlitten<br />

mit Kugelbüchsenführungen ist die V-Anordnung<br />

der Wellenunterstützung. Durch diese<br />

Anordnung werden die auf die Führungseinheit<br />

wirkenden Kräfte optimal aufgenommen,<br />

woraus eine von der vorliegenden Last -<br />

richtung unabhängige, optimale Momentenund<br />

Zugbelastbarkeit der Führung resultiert.<br />

Diese besonders kompakte <strong>Konstruktion</strong> ermöglicht<br />

es dem Maschinenbauer, ggf. eine<br />

kleinere und damit kostengünstigere Einheit<br />

zu verwenden und damit wertvollen Bauraum<br />

in der Maschine einzusparen. Der KBS<br />

075 ist Teil eines komfortablen Baukasten -<br />

systems, das Präzisionsschlitten unterschiedlicher<br />

Führungsarten, Baugrößen und Schlittenlängen<br />

mit jeweils unterschiedlichen Hüben<br />

umfasst. Die Führungseinheiten können<br />

Bild: Föhrenbach<br />

direkt oder mit Standardwinkeln einfach und<br />

kostengünstig zu vielfältigen 2-, 3- und Mehr -<br />

achssystemen kombiniert werden. Der<br />

Schlitten wird über Präzisions-Kugelgewindetriebe<br />

mit Steigungen von 2 und 5 mm angetrieben.<br />

Lieferbar sind Hübe von 25 bis<br />

300 mm. bec<br />

www.foehrenbach.com<br />

Kompakte Lösungen: R+W-Kupplungen mit elastischen Einsätzen aus Edelstahlgewebe<br />

Für Umgebungen mit hohen Temperaturen<br />

Bild: R+W Antriebselemente<br />

R+W bietet jetzt elastische Kupplungseinsätze<br />

aus Edelstahlgewebe an. Die Temperaturfaktoren<br />

bei der Größenbemessung von Präzisionskupplungen<br />

mit Elastomereinsätzen<br />

werden größtenteils eliminiert, was auch bei<br />

Anwendungen mit hoher Wärmeentwicklung<br />

kompakte Lösungen ermöglicht.<br />

Durch die Herstellung<br />

aus hartgezogenem<br />

AISI-316L-Draht sind<br />

die neuen elastischen Einsätze<br />

korrosionsbeständig<br />

und bieten weitere Vor -<br />

teile. Sie eignen sich für<br />

den Einsatz in einem Temperaturbereich<br />

von -30 bis<br />

+500 °C – für besondere<br />

Anwendungen sogar bis<br />

+600 °C. Das macht sie zu einer idealen Wahl<br />

für Ofen-Förderbänder und andere Heizsys -<br />

teme, kleine Warmwalzanlagen, Erdölfeld-<br />

Bohrausrüstung und vieles mehr. R+W verwendet<br />

diese Kupplungen für die eigenen<br />

Hydraulikprüfstände, um zu vermeiden, dass<br />

die üblicherweise verwendeten Kunststoffmaterialien<br />

durch das heiße Öl spröde werden.<br />

Die Kapazitäten reichen von 2 Nm bis zu<br />

einem maximalen Beschleunigungsmoment<br />

von 1350 Nm und einem maximalen Bohrungsdurchmesser<br />

von 60 mm. Für anwenderspezifische<br />

Projekte sind optional auch<br />

größere Abmessungen möglich, denn die<br />

Einsätze aus Edelstahlgeflecht können auf<br />

verschiedene Weisen vergrößert und angepasst<br />

werden können, je nach Werkzeugausstattung.<br />

Durch Veränderung der Dichte, auf<br />

die der Draht im Umformwerkzeug zusammengepresst<br />

wird, lässt sich auch die Steifigkeit<br />

anpassen, sodass die Kupplungen verschiedenen<br />

Leistungsanforderungen gerecht<br />

werden können.<br />

bec<br />

www.rw-kupplungen.de<br />

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Reichelt Chemietechnik<br />

www.rct-online.de<br />

Schneller Zugriff auf 80.000 Artikel<br />

Produktgruppe THOMAFLUID ®<br />

Schläuche, Fittings, Hähne, Magnetventile, Pumpen<br />

Produktgruppe THOMAPLAST ®<br />

Laborplastik, Halbzeuge, Schrauben, Muttern,<br />

Distanzhülsen und O-Ringe<br />

Produktgruppe THOMADRIVE ®<br />

Antriebstechnik mit Rollenketten, Kettenrädern,<br />

Zahnriemen<br />

Reichelt<br />

Chemietechnik<br />

GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18<br />

D-69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21 31 25-0<br />

Fax 0 62 21 31 25-10<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 59

MASCHINENELEMENTE<br />

SCHWERPUNKT BÜRSTEN<br />

Technische Bürsten in der Oberflächentechnik<br />

Unterschätzte High-Tech-Werkzeuge<br />

Bürsten können mehr als nur bürsten. Sie entgraten, finishen, reinigen, transportieren, führen,<br />

bremsen, stützen, tragen, entstauben und dichten ab. Für industrielle Anwendungen in vielen Branchen<br />

bietet der Spezialist Kullen-Koti genau die jeweils richtige technische Bürste – bis hin zu individuellen<br />

Sonderlösungen.<br />

Tanja Kanzy, Marketingleitung, Kullen-Koti GmbH, Reutlingen<br />

Die gegossenen Tellerbürsten sind vielseitig<br />

für das Oberflächen-Finishing einsetzbar<br />

Einsatz in Elektrowerkzeugen bietet Kullen-Koti ein komplettes<br />

Sortiment an Werkzeugbürsten mit Schaftauf -<br />

nahme, Gewinde oder Bohrung.<br />

Oberflächlich gesehen könnte man zu dem Irrglauben gelangen,<br />

Bürsten seien einfache Produkte, die die Bezeichnung Werkzeug<br />

kaum verdienen. Betrachtet man jedoch Bürsten – speziell<br />

technische Bürsten – näher, so ergibt sich ein völlig neues Bild,<br />

nämlich das eines High-Tech-Werkzeugs. Für jede Anwendung<br />

die richtige Bürste bereitstellen zu können, ist das Fachgebiet der<br />

Reutlinger Kullen-Koti GmbH.<br />

Der Bürstenspezialist bietet viele verschiedene Bauformen, wie<br />

z. B. Rund- und Walzenbürsten, Tellerbürsten, Lattenbürsten, Streifen-<br />

und Abdichtbürsten oder Riemenbürsten. Auch Sonderformen<br />

werden nach Anwenderzeichnung angefertigt. Speziell für den<br />

Bürsten zum Bearbeiten von Oberflächen<br />

Die Anpassung der Oberflächenstruktur ist heutzutage<br />

ein besonders wichtiges Thema. Aufrauen, Mattieren,<br />

Polieren oder Glätten sind hier nur einige Beispiele.<br />

Wenn es darum geht, Oberflächen ein spezielles Finish<br />

zu geben, wählen Techniker gerne Bürsten mit Anderlon<br />

als Besatzmaterial. Anderlon, das speziell für Schleifaufgaben<br />

abgestimmte Polyamidfilament, ist mit Aluminiumoxid,<br />

Siliziumcarbid oder Diamantkorn durchsetzt, dadurch<br />

gelingt sekundärgratfreies Entgraten. Die Körnung<br />

variiert je nach Bedarf zwischen K46 und K1000. Gerade<br />

bei vielkantigen Oberflächen wie Ventildeckeln, Zylinderköpfen<br />

oder Schaltschiebergehäusen eignen sich anderlonbesetzte<br />

Tellerbürsten hervorragend. Eingesetzt in<br />

einem Planetenantrieb, erreichen sie zuverlässig jede<br />

Kante. Für Aufgaben wie Reinigen, Stützen, Führen und Dichten<br />

wird je nach Temperatur, eingesetzter Flüssigkeiten oder chemischer<br />

Belastung das richtige Besatzmaterial aus Pflanzenfasern,<br />

Tierhaaren oder -borsten oder verschiedenen synthetischen Fasern<br />

ausgewählt.<br />

Bild: Kullen-Koti<br />

Bürsten, der flexible Partner für Oberflächen<br />

Oberflächenhandling ist ein heikles Thema. Kratzer, Druckstellen<br />

und Abschürfungen sind unangenehme Folgen von unsachge -<br />

mäßem Transport. Hier sind Bürstenplatten als Auflage für empfindliche<br />

Güter oder Lattenbürsten als seitliche Führung bei Transport -<br />

gestellen bzw. Bandförderern und dergleichen die Lösung. Bürsten<br />

können aber auch als eigenständiges Transportmittel genutzt<br />

werden. Hier bieten sich vor allem Riemenbürsten an. Werden<br />

diese als Zahnriemen gebaut, kann die Fördereinheit taktgenau in<br />

den Maschinentransportweg integriert werden.<br />

Je nach gewähltem Besatzmaterial transportieren Bürsten empfindliche<br />

Gegenstände schonend, entstauben Oberflächen vor dem<br />

Lackieren, leiten elektrostatische Ladungen gezielt ab oder wirken<br />

abrasiv. Ganz egal, ob großflächig gereinigt werden muss, oder ob<br />

60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

SCHWERPUNKT BÜRSTEN<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

Für Anwendungsfälle in der Metallbearbeitung, bei denen empfindliche<br />

Blechtafeln gehalten, gestützt oder gefördert werden müssen, bietet<br />

Kullen-Koti seine Bürstenplatten an<br />

Bild: Kullen-Koti<br />

Die gezopfte Topfbürste entfernt Korrosionen, Lacke und Zunderschichten<br />

von Stahlrohren und Trägern, Maschinengestellen und Sockeln oder<br />

Stahlgerüsten<br />

Bild: Kullen-Koti<br />

gebaut bei Fräsmaschinen zur Schwermetallbearbeitung. Hier besei -<br />

tigen sie Flitter und tragen Aufwerfungen ab. Wird nach dem Beizen<br />

von Schwermetallbändern ein Oberflächenfinish oder eine definierte<br />

Bandrauhigkeit benötigt: kein Problem für Kullen-Koti-Schleifwalzen.<br />

Walzenbürste beim Strukturieren einer Holzoberfläche<br />

es darum geht, Oberflächen zu entgraten, Bauteile zu entrosten<br />

oder zu entlacken, Oberflächen einzuölen, und, und, und ...: Kullen-<br />

Koti hat für die Anwendung die passende Bürste.<br />

Bei allen Bürstenanwendungen ist es erforderlich exakte Informa -<br />

tionen über den Einsatz zu haben, da für die Bürstenauswahl viele<br />

Faktoren wie z. B. Gewicht, Oberflächenform, Temperatur, eventuell<br />

anhaftende Flüssigkeiten und vieles mehr eine wichtige Rolle<br />

spielen.<br />

Oft ist es erwünscht, einen intensiven Bürsteffekt zu erhalten. Hier<br />

bieten sich besonders Walzenbürsten an. Die Anwendungsgebiete<br />

sind fast unendlich, einige Beispiele sollen dies belegen. Bei<br />

warmgewalzten Edelstahlbändern dienen sie vor und zwischen den<br />

Beizbehältern zur Unterstützung der Entzunderung, sie reduzieren<br />

die Rauhtiefe und helfen den Silberbronzeeffekt zu vermeiden. Bei<br />

elektrolytischen Veredlungslinien kommen sie am Anlagenende als<br />

Polisher zum Einsatz. Ebenfalls am Anlagenende werden sie ein -<br />

Bild: Kullen-Koti<br />

Für Bohrmaschinen, Schleifböcke, Winkelschleifer<br />

An vorderster Front kann man hier die Topfbürsten nennen. Sie sind<br />

kleine Allrounder auf Winkelschleifern und in Bearbeitungszentren.<br />

Sie verwandeln oxidierte oder beschichtete Metalloberflächen in<br />

metallisch glänzende Oberflächen – ideal für Farbgrundierungen oder<br />

andere Beschichtungen. Ebenso können mühelos Betonreste mit<br />

ihnen entfernt werden. In Ecken und Kanten spielen die Kegelscheibenbürsten<br />

ihre Stärke voll aus. Sie sind eine gelungene Komposi -<br />

tion aus Topf- und Rundbürste. Letztere eignen sich besonders für<br />

die Schweißnahtbearbeitung, Entfernen von Härtezunder und Lack,<br />

Entgraten sowie Verputzen von Gussteilen und Gummi-Metallver -<br />

bindungen.<br />

Für schmale oder profilierte Werkstücke werden oft Einzelscheibenbürsten<br />

eingesetzt. Diese sind extra schmale Rundbürsten, die ihre<br />

gesamte Energie auf wenige Millimeter konzentrieren. Für Innen -<br />

bearbeitungen an Rohren, Zylindern oder Ventilbohrungen umfasst<br />

das Angebot verschiedene Innenbürsten. Diese werden sowohl<br />

im Nass- als auch im Trockenbetrieb eingesetzt. Durch oszillierende<br />

Bewegungsabläufe erreicht der Anwender eine spürbare Oberflächenverbesserung.<br />

Mit Alpha-Honbürsten von können sogar Querbohrungen<br />

rundum entgratet werden.<br />

bec<br />

www.kullen.de<br />

www.koti-eu.com<br />

Videos auf dem Youtube-Kanal bieten detaillierte<br />

Informationen zu den technischen Bürsten:<br />

hier.pro/aRIam<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 61

MASCHINENELEMENTE<br />

SCHWERPUNKT BÜRSTEN<br />

Technische Bürsten: Fasertechnologie bringt Sicherheit, Qualität und hohe Effizienz<br />

Schonend, leise und kratzerfrei<br />

Eine schnelle, flexible und effiziente Fertigung lässt sich mit verketteten Anlagen realisieren. Den<br />

schonenden Transport empfindlicher Teile übernehmen technische Bürsten, insbesondere in der blechbeund<br />

-verarbeitenden Industrie, die sich mit Forderungen nach perfekten Oberflächen konfrontiert sieht.<br />

Hier hilft Mink durch verschieden gestaltete Plattenbürsten, für den Transport mit dem MBS-System oder<br />

für den Schrägtransport durch entsprechend ausgelegte Leistenbürsten.<br />

Martin Knödler, Leiter Marketing, August Mink KG, Fabrikation technischer Bürsten, Göppingen<br />

Das MBS-System sorgt für ein schonendes<br />

und zuverlässiges Zu- und Abführen von<br />

empfindlichen Blechoberflächen<br />

In der Vergangenheit wurden zur Bearbeitung von Blechteilen<br />

überwiegend Stand-Alone-Maschinen für die einzelnen Fertigungsschritte<br />

eingesetzt. Die sich in den letzten Jahren geänderten<br />

Anforderungen der Endkunden dieser Produzenten – bis hin zu einer<br />

Losgröße-1-Fertigung – macht eine flexiblere Fertigung immer<br />

notwendiger. Dies bedeutet wiederum für die Maschinenbauer<br />

entsprechende Möglichkeiten zur Verfügung zu stellen, die den<br />

Handling-Aufwand zwischen den einzelnen Fertigungsschritten<br />

reduziert und die Prozesse vereinfacht. Die Lösung sind verkettete<br />

Anlagen, die letztendlich eine schnelle, flexible und effiziente Fertigung<br />

bieten.<br />

Um den schonenden Transport der teilweise sehr empfindlichen<br />

Teile bewerkstelligen zu können, sorgen oftmals unscheinbare oder<br />

im Verborgenen eingesetzte Produkte für optimale Abhilfe: tech -<br />

nische Bürsten von Mink. Die Möglichkeit von Bürsten, sich durch<br />

die flexiblen Fasern auf unterschiedliche Oberflächen anzupassen,<br />

sichert nicht nur die Qualität der Blechteile, sondern vermeidet<br />

dabei auch noch Ausschuss.<br />

Beispielsweise nach der automatischen Entnahme aus dem Pufferlager<br />

werden Blechteile durch eine Greifereinheit dem Bearbeitungsprozess<br />

zugeführt. Abgelegt auf einem Bürstengliederband,<br />

dem Mink-MBS-System, sorgt dieses für den zuverlässigen Weiter-<br />

transport in Richtung der Stanz-/Lasermaschine.<br />

Dort angekommen werden die Bleche<br />

von sogenannten Spannzangen übernommen<br />

und dem direkten Bearbeitungs -<br />

prozess übergeben.<br />

Dabei dienen Plattenbürsten beim Stanzen<br />

und Lasern – mit tausenden weichen und<br />

flexiblen Fasern – als Auflage für die oftmals<br />

als Sichtflächen eingesetzten Blechteile. Trotz<br />

der unzähligen Bewegungen der Blechteile<br />

über die Bürstenplatten werden Beschä -<br />

digungen an den Oberflächen gänzlich vermieden.<br />

Im Anschluss an diesen Fertigungsschritt<br />

agiert das MBS-System erneut als<br />

Transportelement und dient als Bindeglied zwischen den einzelnen<br />

Fertigungsstationen. Das Bürstenband befördert das Gutteil zur<br />

Weiterbearbeitung an die nachfolgende Biegemaschine. Hier werden<br />

die Kanten je nach Bedarf des Kunden gebogen. Die Restteile<br />

des Bleches gleiten durch eine Klappe über eine Bürstenrutsche in<br />

einen Restebehälter.<br />

Zur Entnahme aus der Biegestation kommt wiederum ein Bürstenband<br />

zum Einsatz, das das fertige Gutteil über eine Ausgabestation<br />

zur Entnahme bereitlegt. Gebremst werden die Teile durch die am<br />

Ende angebrachten Mink-Bürstenleisten.<br />

Bild: Mink Bürsten<br />

Empfindliche Teile transportieren<br />

Das Mink-MBS-System, entwickelt zum Transportieren von empfindlichen<br />

Teilen aller Art, zeichnet sich als optimales Förderband<br />

zum Zu- und Abführen, aber auch zum Transportieren auf Stau aus.<br />

Hierbei verhindert die punktuelle Auflage auf den Fasern ein Ver -<br />

kleben der teilweise mit Öl verschmutzten Teile mit dem Band. Ein<br />

Problem das bisher zu Maschinenstillstandzeiten führte.<br />

Durch Verwendung von Spritzgussteilen aus Polypropylen bei den<br />

Kettengliedern und hochfestem POM für die Kettenräder werden<br />

günstige Preise und kurzfristige Lieferzeiten erzielt. Das MBS-System<br />

kann Achsabstände bis zu 15 m realisieren, spezielle Unterstützungsprofile<br />

runden das System bei großen Förderstrecken ab. Die<br />

Bandbreite kann im 100-mm-Raster individuell zusammengestellt<br />

werden. Verschiedene Beborstungsmöglichkeiten erschließen wei-<br />

62 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Ressourcen-<br />

NEFFizient!<br />

Schonend, leise und kratzerfrei mit Mink-Fasertechnologie<br />

Bild: Mink Bürsten<br />

Die flexiblen Fasern der Bürsten lassen sich individuell auf Empfindlichkeit,<br />

Gewicht und Größe der Bauteile anpassen<br />

Bild: Mink Bürsten<br />

tere Anwendungsgebiete. So wurden in den vergangenen Jahren<br />

weitere Standardprodukte in das Sortiment aufgenommen, die<br />

durch dichter beborstete Elemente die Tragkraft des Bandes wesentlich<br />

erhöhen.<br />

Ebenso wird das Fasermaterial speziell auf die jeweiligen Anforderungen<br />

des Anwenders angepasst. Die <strong>Konstruktion</strong> einer Förder -<br />

anlage mit Modulbändern ohne Beborstung muss in den meisten<br />

Fällen nicht geändert werden. Ein Tausch der Kettenräder genügt.<br />

Das MBS-System ist in seinen Maßen genau auf bestehende Modulbänder<br />

abgestimmt. Eine perfekte Kraftübertragung ermöglicht<br />

ein punktgenaues Takten der Bänder – auch ein reibungsloser Vorund<br />

Rücklauf ist ohne weiteres möglich.<br />

Plattenbürsten als schonende Auflageflächen<br />

Plattenbürsten eignen sich hervorragend als schonende Auflage -<br />

fläche, um Beschädigungen an empfindlichen Oberflächen zu vermeiden.<br />

Verschmutzungen fallen zwischen die Faserbündel. Somit<br />

werden Schmutzablagerungen auf der Gleitfläche der Fasern vermieden<br />

und eine Übertragung auf nachfolgende Gutteile entfällt.<br />

Der Reibwert gegenüber einem vollflächigen Belag ist durch die<br />

punktförmige Auflage auf den Faserflächen deutlich geringer. Auch<br />

der notwendige Kraftaufwand für das Bewegen der Blechteile minimiert<br />

sich deutlich. Die auf die Anwendung abgestimmte Auswahl<br />

und Anordnung der Fasern bietet unzählige Möglichkeiten. Hinzu<br />

kommt ein interessanter Nebeneffekt: die starke Geräuschredu -<br />

zierung gegenüber vergleichbaren Lösungen.<br />

Bei allen Transport- und Tragesystemen aus dem Hause Mink Bürsten<br />

gilt: Für hohe Betriebstemperaturen können geeignete Kunststofffasern<br />

oder Drahtbesatz gewählt werden sowie größere Faserdurchmesser<br />

für schwere oder kleine Faserquerschnitte für sensible<br />

Produkte. Für die Reinigung einer verschmutzten Bürste genügt<br />

meist Druckluft. Aber auch eine Nassreinigung, z. B. mit einem<br />

Dampfstrahler, stellt kein Problem dar.<br />

bec<br />

www.mink-buersten.com<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 63

MASCHINENELEMENTE<br />

SCHWERPUNKT BÜRSTEN<br />

Rotierendes Bürstenmodul mit überwachter Absaugung zum Reinigen von Leiterplatten<br />

Effizient von Lotperlen befreit<br />

Die Eutect GmbH hat ihr Bürstenmodul zum Reinigen von Leiterplatten weiterentwickelt. Kernstück des<br />

Reinigungsprozesses sind spezifische Rundbürsten, die über einen DC-Motor mit prozessspezifischer<br />

Drehzahl angetrieben werden können. Das Modul wurde im Rahmen eines Weiterentwicklungsprozesses<br />

verbessert sowie leistungsfähiger und kontrolliert ausgerichtet.<br />

Florian Schildein, externer Marketingberater, Butter and Salt GmbH, Berlin, i. A. der Eutect GmbH, Dusslingen<br />

Das Bürstenmodul wird im<br />

Bodenbereich der Produktionszelle<br />

integriert, um die Baugruppen -<br />

unterseite, auf der THT-Bauteile<br />

verlötet werden, zu reinigen<br />

Seitdem Eutect-Geschäftsführer Matthias Fehrenbach das Bürstenmodell<br />

im Rahmen einer öffentlichen Unternehmenspräsentation<br />

erwähnte, nehmen die Anfragen stark zu: „Wir haben uns<br />

selten mit der Reinigung von Leiterplatten befasst, bis einer unserer<br />

Kunden den Wunsch äußerte, ein Bürstenmodul in seine Produk -<br />

tionszelle zu integrieren. Aus diesem Grund entwickelten wir vor<br />

Jahren ein Modul, das wir in unseren Modulbaukasten MBK als<br />

Standardprodukt übernahmen.“ Im Rahmen der Modulweiterentwicklung<br />

wurde auch das Bürstenmodul auf den letzten technischen<br />

Stand gebracht. Fehrenbach selbst erwähnte diese Entwicklung<br />

in seiner Präsentation auf dem mav Innovationsforum 2<strong>01</strong>8 der<br />

Konradin Mediengruppe in Böblingen. „Danach führte ich mehrere<br />

Gespräche an unserem kleinen Messestand, denn scheinbar waren<br />

einige Elektronikhersteller auf der Suche nach genau so einer<br />

Lösung“, erinnert sich der Geschäftsführer.<br />

Schon kleine Schmutzpartikel stören<br />

Aufgrund der Miniaturisierung und der immer höheren Packungsdichte<br />

wird der Leiterplattenreinigung eine wichtige Rolle zugesprochen.<br />

„Bei den heutigen Leiterplattenlayouts können schon kleinste<br />

Schmutzpartikel für Kurzschlüsse oder Funktionsstörungen sorgen,<br />

da Bauteile und deren Kontaktflächen<br />

oftmals sehr eng bei einander<br />

sind“, so Fehrenbach. Besonders<br />

auf die Vermeidung von Lotperlen<br />

und Lotresten muss geachtet<br />

werden. Diese können<br />

beim Wellen-, Selektiv- und Reflow-Löten<br />

entstehen, wobei die<br />

Entstehungsgründe unterschiedlich<br />

sind. So entstehen Lotperlen<br />

beim Wellen- und Selektivlöten<br />

im Moment des Abrisses des<br />

Lotes von den Lötstellen. Diese<br />

Gefahr ist besonders hoch, wenn<br />

im Moment des Abrisses der<br />

Lötstopplack weich ist, sodass<br />

die Perlen an der weichen Oberfläche anhaften. Des Weiteren können<br />

Lotperlen auch an Basismaterialoberflächen, auf Resisten oder<br />

an der Leiteroberfläche anhaften.<br />

Aber auch beim Einsatz von Lotdraht kann es zu Lotperlen kommen.<br />

Durch das plötzliche Erwärmen von Lotdraht mit einer Flussmittelseele,<br />

mittels Laser, Lötkolben oder Induktion, kann das Flussmittel<br />

implodieren und das Lot dabei sprengen. Dabei kann das Lot mit<br />

Bild: Eutect<br />

Eine Detailaufnahme des integrierten Bürstenmoduls, inkl. des<br />

Ionisierungsgerätes auf der linken Seite<br />

Bild: Eutect<br />

64 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

SCHWERPUNKT BÜRSTEN<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

anderen Kontaktflächen in Berührung kommen und Kurzschlüsse<br />

verursachen. „Im Rahmen unserer Evaluierungen können wir oftmals<br />

schon vorab einschätzen, wie hoch das Risiko von Lotperlen<br />

ist. Während der Evaluierung testen wir die für den Serieneinsatz<br />

vorgesehenen Lotpasten, Drähte und Flussmittel und können im<br />

Anschluss eine Empfehlung über die Integration eines Bürsten -<br />

moduls aussprechen“, führt Fehrenbach weiter aus.<br />

Bild: Eutect<br />

Das Einzel-Bürstenmodul<br />

ohne Ionisierungsgerät<br />

Rundbürste hinsichtlich Festigkeit angepasst<br />

Kernstück des Reinigungsprozesses ist eine dem Produkt hinsichtlich<br />

Festigkeit angepasste Rundbürste, die über einen DC-Motor<br />

angetrieben wird. „Die Drehzahl wird dabei auf die Leiterplatte und<br />

die Konturen abgestimmt“, er -<br />

läutert Fehrenbach. Die Bürste<br />

selbst ist ein Verschleißteil, das<br />

mithilfe eines Gewindes befestigt<br />

wird. Dadurch ist eine lang -<br />

lebige, stabile Bürstenrotation<br />

gewährleistet. Das gesamte<br />

Bürstenmodul kann ablaufspe -<br />

zifisch von oben oder unterhalb<br />

der Leiterplatte in der Produk -<br />

tionszelle montiert werden. Mithilfe<br />

einer Höhenüberwachung<br />

wird die Position der Bürste sowie<br />

der Bürstenverschleiß überwacht.<br />

„Die Bürstenhöhe ist<br />

zur Leiterplatte definiert, sodass<br />

eine Höhenabweichung auf den<br />

Verschleiß der Bürste zurückzuführen<br />

ist. In dem Fall sind die<br />

Bürstenenden abgeknickt oder<br />

verbogen, ähnlich wie bei einer<br />

stark benutzen Zahnbürste. Eine<br />

effiziente Reinigung kann in diesem<br />

Fall nicht mehr garantiert<br />

werden,“ so Fehrenbach.<br />

Die Verunreinigungen werden<br />

durch die Bürste von der Leiterplatte<br />

entfernt und gleichzeitig<br />

kontrolliert abgesaugt. Ein Auffangbehälter<br />

nimmt die Schmutzpartikel<br />

auf. Um das elektrosta -<br />

tische Aufladen der Bürste zu<br />

verhindern, ist das Modul mit<br />

einem Ionisierungsgerät mit Endladekopf<br />

ausgerüstet. Dabei wird<br />

der Ionisierungsluftstrom auf die<br />

Bürste gerichtet. „Je nach Anwenderwunsch<br />

können wir die<br />

Rotationsbürste, die Rotationsdrehung<br />

sowie die Drehzahl anpassen.<br />

So können wir das Bürstenmodul<br />

an die Leiterplattenkonturen<br />

unserer Kunden angleichen“,<br />

erklärt Fehrenbach. bec<br />

www.eutect.de<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 65

MASCHINENELEMENTE<br />

NEWS<br />

Roboterkomponenten von Yaskawa<br />

Hohe Bahntreue und Positioniergenauigkeit<br />

Gerade bei roboterbasierten Anwendungen<br />

wie beim Nahtabdichten, Schäumen, Laseroder<br />

Wasserstrahlschneiden ist eine hohe<br />

Bahntreue ausschlaggebend für das Ergebnis.<br />

Ein Beispiel: Bei einer Demo-Zelle mit<br />

einem Handlingroboter Motoman GP25 erweisen<br />

sich die programmierte und die tatsächliche<br />

Bahn trotz hoher Prozessgeschwindigkeit<br />

als stets annähernd identisch. Die Voraussetzung<br />

dafür schafft die Hochleistungssteuerung<br />

Motoman YRC1000 von Yaskawa.<br />

Die Zeit für Programmierung und Optimierung<br />

der Bahn wird damit verkürzt. Hohe<br />

Positioniergenauigkeit gewährleistet der Hersteller<br />

auch durch die Antriebe des aktuellen<br />

Servosystems Sigma-7. Das Sigma-7-Port -<br />

folio umfasst mit der jüngsten Erweiterung<br />

Verstärker und Motoren für 200 und 400 V in<br />

der Leistungsklasse zwischen 50 und 15 kW.<br />

Verfügbar sind auch Direktantriebe mit hochauflösendem<br />

Geber im Drehmomentbereich<br />

von 1,3 bis 240 Nm. Zudem bietet das Servosystem<br />

erweiterte Sicherheitsfunktionen<br />

und erfüllt die Anforderungen gemäß EN IEC<br />

61508 SIL 3 und PL-e. eve<br />

www.yaskawa.eu.com<br />

Bild: Yaskawa<br />

Mehr Möglichkeiten mit dem Adapter für Blocksauger von Schmalz<br />

Sauger schneller und flexibler wechseln<br />

Mit dem AP-S4-Adapter von Schmalz können<br />

Blocksauger der Reihe VCBL-B nun auch auf<br />

CNC-Bearbeitungsmaschinen mit TVN-System<br />

von SCM/Morbidelli eingesetzt werden.<br />

Mit dieser Erweiterung des Produktpro-<br />

Bild: Schmalz<br />

gramms erhält der Anwender ein deutlich<br />

flexibleres und kostengünstigeres System im<br />

Vergleich zur Erstausrüstung. Der Adapter<br />

bietet nach unten die gleiche Schnittstelle zur<br />

SCM-TVN-Konsole wie die Erstausrüstung<br />

oder die SCM-Saugerreihe des Herstellers.<br />

So können sowohl Sauger der Erstausrüstung<br />

als auch die Schmalz-Saugerreihe<br />

VCBL-S und jetzt auch die Kombination aus<br />

Adapter und VCBL-B eingesetzt werden. Auch<br />

ein Mischbetrieb mit Erstausrüstung und<br />

Schmalz-Produkten ist möglich. Nach oben<br />

hin nimmt der AP-S4 den Blocksauger<br />

VCBL-B formschlüssig auf. Er lässt sich in<br />

15°-Schritten drehen, sodass alle Sauger in<br />

unterschiedlichen Ausrichtungen platziert<br />

werden können. Der Anwender hat dadurch<br />

deutlich mehr Möglichkeiten bei der Gestaltung<br />

des Aufspann-Layouts – und kann die<br />

gesamte Spannfläche seines Werkstücks<br />

nutzen. Zum Wechseln der Blocksauger kann<br />

der Adapter auf der Maschine bleiben: Das<br />

reduziert Rüstzeiten. Mit Magneten und<br />

einer Blechronde im Adapter lässt sich der<br />

Sauger fixieren, bevor das Vakuum aktiviert<br />

wird. Beschädigt der Fräser versehentlich<br />

den Sauger, kann dieser einfach ersetzt werden.<br />

Der Anwender muss nicht – wie beim<br />

Original – den gesamten Aufbau austauschen.<br />

Es reicht aus, die beschädigte Saugplatte<br />

des Blocksaugers zu wechseln. Das<br />

senkt Ersatzteilkosten und minimiert Ausfallzeiten.<br />

bec<br />

www.schmalz.com<br />

Mit Flüssigmedium-Heizplatten von Elkom Energie einsparen<br />

Konstante und präzise Oberflächentemperaturen<br />

Die Flüssigmedium-Heizplatten Ökotherm<br />

überzeugen durch konstante und präzise<br />

Oberflächentemperaturen. Damit ausgerüstete<br />

Pressen sind einfacher zu bedienen – bei<br />

zugleich höherer Pressqualität. Für beson -<br />

dere Anforderungen sind sogar Sondergrößen<br />

bis zu einer Länge von 9 m realisierbar.<br />

Elkom-Heizplatten kommen in erster Linie in<br />

Furnierpressen und Thermoformanlagen für<br />

Mineralwerkstoffe zum Einsatz. Eine Besonderheit<br />

sind Fluidmedium-Heizplatten, die<br />

eine hochwertige Alternative zu herkömmlichen<br />

Elektroheizplatten darstellen. Diese patentierten<br />

Heizplatten sorgen für besonders<br />

präzise Oberflächentemperaturen<br />

(bis zu +250 °C), haben einen<br />

hohen Wirkungsgrad und<br />

bieten aufgrund ihrer großen<br />

statischen Belastbarkeit (bis zu<br />

1200 N/cm 2 ) viele Vorteile beim Einsatz in<br />

Membran-, Vakuum-, Form- oder Stanzpressen.<br />

Sie können mit Wasser oder Öl als Medium<br />

befüllt werden und sind wartungsfrei<br />

und korrosionsfest. Die Flüssigmediumtechnologie<br />

sorgt für hohe Leistung bei niedrigen<br />

Energiekosten. Blindstücke, wie z. B. bei<br />

elektrischen Heizplatten, werden überflüssig.<br />

Die Heizplatten sind in allen Pressengrößen<br />

Bild: Elkom<br />

und für alle Fabrikate lieferbar. Auftrags -<br />

abhängig realisiert der Hersteller flexible<br />

Größen in unterschiedlichen Segmenten,<br />

jeweils inklusive Regelsteuerung und Temperiergeräten.<br />

bec<br />

www.elkom.de<br />

66 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

Faltenbälge von Steinbock aus hochflexiblem Thermoplast<br />

Anforderungsspezifische Kunststoffrezeptur<br />

Faltenbälge müssen oft nicht nur flüssigkeitsund<br />

staubdicht sein, sondern sollen auch<br />

noch gute Ozon-, UV-, Alterungsbeständigkeit<br />

sowie gute Benzin-, Laugen- und Seewasserresistenz<br />

aufweisen. Solche Faltenbälge<br />

werden anwenderspezifisch in einem<br />

Tauchverfahren hergestellt. Die Fertigung<br />

erfolgt aus hochflexiblem thermoplastischem<br />

Kunststoff, dessen Rezeptur je nach Anforderung<br />

besonders öl- und fettbeständig oder<br />

flammhemmend gemischt werden kann. Die<br />

Standard-Shorehärte liegt bei 50° oder 70°<br />

und die Wandstärken zwischen 1 und 4 mm.<br />

Die Standardfarbe ist schwarz (glänzend oder<br />

matt). Bei größerer Menge kann auch jede<br />

Farbe nach RAL gewählt werden. Ebenso ist<br />

transparent oder zweifarbig möglich. Für<br />

die Produktion ist ein Werkzeug erforderlich,<br />

das kurzfristig angefertigt werden kann. Bei<br />

etwas Glück kann bei Steinbock auf eines<br />

der mehr als 2000 vorhandenen Werkzeuge<br />

zurückgegriffen werden. Nahezu alle Formen<br />

sind möglich: rund, eckig, oval, konisch. Der<br />

kleinste Innendurchmesser beträgt derzeit<br />

10 mm, der größte 520 mm. Zur vereinfachten<br />

Montage oder Retrofit kann ein Reiß -<br />

verschluss eingenäht werden – ideal für<br />

den nachträglichen Einbau. Bei Bedarf werden<br />

die Falten mit Drahtringen versteift. Alle<br />

Anschlussvarianten sind möglich: Stulpen,<br />

Bild: Steinbock<br />

Flansche, Topfflansche. Auch mit Nuten zum<br />

Einclipsen.<br />

bec<br />

www.steinbock-industrie.de<br />

Habasit präsentiert Zahnriemen mit wartungsfreien Endverbindern<br />

Für Transport- und Positionieraufgaben<br />

In der Montage sowie beim Handling in Produktionsprozessen<br />

spielen exakt synchronisierte<br />

Bewegungen und Linearpositionierungen<br />

eine wichtige Rolle. Zahnriemen fällt die<br />

Aufgabe zu, Güter zum richtigen Zeitpunkt<br />

exakt zur nächsten Station zu transportieren.<br />

Als Allrounder haben sich Habasync-Zahnriemen<br />

in unzähligen Anwendungen seit vielen<br />

Bild: Habasit<br />

Jahren bewährt. Die Bandbreiten reichen von<br />

10 bis zu 600 mm. Diese wohl breitesten am<br />

Markt verfügbaren Zahnriemen haben die Teilung<br />

T10 bzw. H und bestehen aus thermoplastischem<br />

Polyurethan mit einem Zugkörper<br />

aus Aramid. Je nach Einsatzzweck sind<br />

individuelle Konfigurationen möglich. Das<br />

thermoplastische Polyurethan mit einer Härte<br />

von 88 bis 92 Shore A (je nach Art des<br />

Grundmaterials) ist gleichzeitig ein Werkstoff,<br />

der über hervorragende Eigenschaften verfügt:<br />

Er ist einerseits beständig gegen Öl,<br />

Fett oder chemische Mittel, andererseits<br />

hydrolysebeständig. Die mechanische Endverbindung<br />

Habasync Hinge Joint ermöglicht<br />

einen schnellen und unkomplizierten Zahn -<br />

riemenwechsel für Breiten von 25 bis zu<br />

600 mm. Sie reduziert Maschinenstillstandzeiten<br />

von bis zu 8 h auf weniger als 30 min.<br />

Die stabile Scharnierverbindung aus hoch -<br />

festem Kunststoff ist vollständig in den Zahnriemen<br />

integriert und sorgt für einfache<br />

Handhabung beim Riemenwechsel. Im Gegensatz<br />

zu anderen mechanischen Endverbindungen<br />

ist die Hinge Joint quer- und<br />

dehnsteif sowie biegefreudig. Die Geometrie<br />

des Riemens wird nicht verändert. Die Abstände<br />

bleiben gleich, die Taktung wird nicht<br />

beeinträchtigt.<br />

bec<br />

www.habasit.com/de<br />

Chiller von Seifert Systems mit bis zu 160 kW Kühlleistung<br />

Zwei separate Sensoren zur Temperaturkontrolle<br />

Zur Wärmeabfuhr aus Maschinen, Bearbeitungszentren,<br />

Serverschränken und medizintechnischen<br />

Apparaturen entwickelt und fertigt<br />

Seifert Systems anwendungsspezifische<br />

Systeme für die aktive und passive Flüssigkeitskühlung.<br />

Auf Basis verschiedener Kühlmedien<br />

realisiert der Klimatisierungsspezialist<br />

Rückkühlsysteme mit Kühlleistungen bis<br />

zu 160 kW. Zudem bietet der Hersteller mit<br />

seiner Baureihe RC-2000 auch Standardlösungen<br />

mit Kühlkapazitäten von 4,5, 6 und<br />

7,5 kW für den Einsatz bei Umgebungstemperaturen<br />

zwischen +10 und +42 °C an. Die<br />

regelbaren, nach CE und RoHS zertifizierten<br />

Chiller sind mit internen und externen Temperatursensoren<br />

ausgestattet und verfügen<br />

über eine hohe Temperaturgenauigkeit von<br />

±0,1 °C. Das Kühlmedium wird mit einer<br />

Durchflussmenge von 32 l/min durch den<br />

Kühlkreislauf gepumpt. Ein Trockenlaufschutz<br />

und Druckbegrenzungsventile zum Systemund<br />

Pumpenschutz gewährleisten die Funk -<br />

tionssicherheit. Zur Netzwerkanbindung sind<br />

die in vier Gerätevarianten erhältlichen Rückkühlsysteme<br />

der RC-2000-Serie mit RS-485-<br />

und Modbus-Schnittstellen ausgerüstet. bec<br />

www.seifertsystems.com<br />

Bild: Seifert Systems<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 67

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Weiterentwicklung in der (Blech-)Verbindungstechnik<br />

Kompetenz im Fügen<br />

Das Weingarter Unternehmen Tox Pressotechnik kann auf der Grundlage von Eigenentwicklungen sowohl<br />

Technologien und Verfahren als auch das Prozess-Know-how aus einer Hand anbieten. Welche Antworten<br />

es auf die verbindungstechnische Herausforderungen in der mechanischen Fügetechnik gibt, darüber gibt<br />

dieser Beitrag Aufschluss.<br />

Wolfgang Laux, Marketing, Tox Pressotechnik GmbH & Co. KG, Weingarten<br />

Geclinchte Tox-Rund-Punkt-Blechverbindung<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Mit der Entwicklung des Tox-Rund-Punkt-Blechverbindungsverfahrens<br />

erhielten sämtliche Blechverarbeitenden Industrien –<br />

allen voran die Automobilindustrie und deren Zulieferer – vor ca. 30<br />

Jahren eine rationelle, qualitative und wirtschaftliche Alternative zu<br />

herkömmlichen mechanischen und thermischen Fügeverfahren.<br />

Sukzessive konnte sich das vom Technologie-Unternehmen Tox<br />

Pressotechnik entwickelte Verfahren in verschiedensten Bereichen<br />

durchsetzen und ermöglichte zudem bis dato undenkbare Material-<br />

Kombinationen aus unterschiedlichen Blechwerkstoffen. Heute<br />

zählt das „Tox-Clinchen“ zu den wichtigsten (Druck-)Fügeverfahren<br />

überhaupt, wenn es um das Verbinden von Blechen im Automobilund<br />

Fahrzeugbau, in der Weißwarenindustrie, im Gehäuse- und Apparatebau<br />

sowie im Klima- und Lüftungsbau geht. Dabei entfallen<br />

vorbereitende Bohr-/Stanzbearbeitungen und die Teile dürfen auch<br />

beölt sowie galvanisch beschichtet oder pulverbeschichtet und lackiert<br />

sein. In zahlreichen Versuchen und Testreihen wurde auch die<br />

geforderte Crash-Festigkeit bewiesen, die sich, in Verbindung mit<br />

der Weiterentwicklung des Clinchens und durch die Verwendung<br />

von Zusatzelementen wie Clinchniet, Vollstanzniet VSN und Halbhohlstanzniet<br />

HSN, nochmals signifikant erhöht.<br />

Mechanische Fügetechnik entspricht auch<br />

den Anforderungen der Zukunft<br />

Ein gutes Beispiel dafür ist der automobile Leichtbau, der<br />

sich mittlerweile eines breiten Material-Spektrums bedient<br />

und mittels Materialkombinationen mit außerordentlichen<br />

Zuwächsen an Steifigkeit und Crash-Festigkeit<br />

aufwartet. Die auf dem Grundprinzip Formschluss und<br />

teilweise auch Stoffschluss aufbauenden mechanischen<br />

Fügeverfahren ermöglichen die industrielle Nutzung von<br />

Material-Kombinationen wie konventioneller Stahl/Stahl<br />

verschiedener Qualitäten und Dicken, ultrahochfester<br />

Stahl (warmumgeformt), Aluminium/Stahl, Aluminium-<br />

Blech, Aluminium-Profil, Aluminium-Guss, Magnesium,<br />

Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK). Die große<br />

fertigungstechnische Herausforderung besteht darin, die<br />

Komponenten und Baugruppen des jeweiligen Materialmix<br />

sowohl hochqualitativ als auch rationell und damit<br />

wirtschaftlich zu verbinden. Dafür kommen, je nach Materialzusammensetzung,<br />

thermische und immer mehr auch mechanische Fügeverfahren<br />

zur Anwendung. Neben dem Tox-Clinchen, das sich zum<br />

Fügen und Verbinden im Dünn- und Dickblechbereich sowie bei Blechen<br />

mit oder ohne galvanisch- bzw. pulver- oder lackbeschichteten<br />

Oberflächen eignet, sind dies bevorzugt die Technologien Clinch-<br />

Niet für Dünnbleche, Vollstanzniet VSN für universellen Einsatz, und<br />

Halbhohlstanzniet HSN für höchste Verbindungsfestigkeiten. In allen<br />

Fällen wird das „Hilfsfügeteil Niet“ in die zu fügenden Teile eingebracht,<br />

wobei der Niet und/oder der Teilewerkstoff umgeformt<br />

werden, und ein Stanzprozess den eigentlichen Umformprozess begleitet.<br />

• Der Clinchniet<br />

Der Clinchniet - ist besonders vorteilhaft beim Fügen von Dünnblechen<br />

und lässt sich auch bei kleinsten Fügeflanschabmessungen<br />

verwenden. Die Clinchniet-Verbindung ist gas- und flüssigkeitsdicht<br />

und bietet, durch Verfüllung der Kavität, Vorteile hinsichtlich Lackierung<br />

und Korrosionsverhalten. Darüber hinaus wird das Material-Recycling<br />

unterstützt, weil mit der Verwendung eines Al-Niets für eine<br />

Al-/Al-Verbindung absolute Sortenreinheit gegeben ist.<br />

• Der Vollstanzniet VSN<br />

Der Vollstanzniet ist universell nutzbar zum Fügen höchstfester sowie<br />

stempelseitig nicht umformbarer Werkstücke und zum mehrlagigen<br />

Fügen. Von Vorteil ist, dass für verschiedene Materialdicken-<br />

Kombinationen lediglich eine Nietlänge verwendet werden kann<br />

68 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Schliffbild einer Clinchniet-Verbindung<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Tox-Zange mit<br />

Clinchstempel und -matrize<br />

Schliffbild einer Vollstanzniet-Verbindung<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Komplettes Pressensystem<br />

zum mechanischen Fügen aus<br />

dem Tox-Baukasten<br />

Bild: Tox Pressotechnik<br />

Schliffbild einer Halbhohlstanzniet-Verbindung<br />

bzw. sich durch Verwendung geeigneter Nietlängen eine beidseitig<br />

gute Flächenebenheit ergibt.<br />

• Der Halbhohlstanzniet HSN<br />

Der Halbhohlstanzniet bietet die größten Einsatzmöglichkeiten, ist<br />

ideal zum Fügen höchstfester Werkstoffe, sorgt für höchste Verbindungsfestigkeiten,<br />

und ist matrizenseitig gas- und flüssigkeitsdicht.<br />

Prozesssichere Lösungen zum Qualitäts-Fügen<br />

Mit dem Know-how und den Erfahrungen aus zigtausend angewandten<br />

Tox-Clinch- und komplementären mechanischen Tox-Füge-/<br />

Verbindungslösungen gewappnet, erlaubt der Tox-Standardbaukasten<br />

die termingerechte und wirtschaftliche Realisierung von Subund<br />

Komplettsystemen. Jeweils bestehend z. B. aus einer Tox-Niet-<br />

Zange (wahlweise mit geregeltem pneumohydraulischen Antrieb<br />

Tox-Kraftpaket oder mit elektromechanischem Servoantrieb Tox-<br />

ElectricDrive für den Pressvorgang), dem ein- oder mehrbahnigen<br />

Tox-Nietzuführsystem sowie der Tox-Steuerung und Tox-Prozessüberwachung<br />

samt Software mit intuitiver Bedienerführung, stehen aus<br />

dem Standard-Lieferprogramm industriell praxiserprobte Komponenten<br />

zur Verfügung. Das Nietzuführsystem erlaubt per Förderschlauch<br />

das direkte Zuschießen des Niets; wobei der Förderschlauch<br />

bis zu 20 m lang sein kann und somit die Aufstellung des<br />

Nietzuführsystems außerhalb des Prozessbereichs möglich ist. Die<br />

Übergabe des Niets aus dem Nietmagazin erfolgt über die Dockingstation.<br />

Die Magazinkapazität beträgt 2 x 30 Niete, wodurch im Störfall<br />

ein Produktionspuffer vorhanden ist. Die jeweilige Tox-Niet-Zange<br />

entstammt einem Zangenbaukasten, der die Antriebe (pneumohydraulisch<br />

oder elektromechanisch) für 55 bzw. 80 kN Presskraft,<br />

die Setzköpfe und Matrizen sowie schließlich als Basis die C-Bügel<br />

für alle Niet-Verfahren beinhaltet. So ist man in der Lage, alles aus<br />

einer Hand zu offerieren und ist dabei unabhängig vom Hersteller<br />

des jeweiligen Nietelements.<br />

bt<br />

www.tox-pressotechnik.com<br />

Details zur Fügetechnik im Video:<br />

hier.pro/HqCYY<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 69

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Festigkeit von EMPT-geschweißten Aluminium-Stahl-Verbindungen genügt hohen Ansprüchen<br />

Tadellos gefügt<br />

Mit der elektromagnetischen Puls-Technologie (EMPT) steht ein Fügeverfahren bereit, dass Stahl- und Aluminium -<br />

legierungen verbindet. Wissenschaftler des Fraunhofer LBF zeigen, dass auch die Schwingfestigkeit dieser<br />

Verbindungen hohen Ansprüchen genügt. Außerdem entwickelten sie ein Bewertungskonzept, das eine<br />

zuverlässige Auslegung zyklisch beanspruchter EMPT-Verbindungen ermöglicht.<br />

Kai Schnabel, Abt. Werkstoffe und Bauteile, Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt<br />

Versagen der Aluminium-Stahl-Proben im Grundwerkstoff<br />

ten auf, die auch mit herkömmlichen Schweißverfahren erreicht werden.<br />

Zudem entwickelten die Darmstädter Wissenschaftler ein Bewertungskonzept,<br />

das eine zuverlässige Auslegung zyklisch beanspruchter<br />

EMPT-Verbindungen ermöglicht.<br />

Mischschweißverbindungen sind im Leichtbau für künftige innovative<br />

<strong>Konstruktion</strong>en von großer Bedeutung, da durch sie Komponenten<br />

realisiert werden können, die hohe Festigkeiten und niedriges<br />

Gewicht gezielt vereinen. Ein innovatives Verfahren zur Erzeugung<br />

solcher Verbindungen stellt die elektromagnetische Puls-Technologie<br />

EMPT dar. Dabei werden die zu fügenden Bleche durch ein gepulstes<br />

elektromagnetisches Feld auf hohe Geschwindigkeiten aufeinander<br />

zu beschleunigt und stoffschlüssig verbunden.<br />

Bild: Fraunhofer LBF<br />

Die Suche nach kostengünstigen Leichtbaulösungen beschäftigt<br />

Forscher und Entwickler. Mit der elektromagnetischen Puls-<br />

Technologie (EMPT) steht ein neuartiges Fügeverfahren bereit, um<br />

Stahl- und Aluminiumlegierungen zu verbinden. Anderen Verfahren,<br />

beispielsweise dem Kleben, ist diese Methode insbesondere beim<br />

nötigen Zeitaufwand weit überlegen. In einem Vorhaben der industriellen<br />

Gemeinschaftsforschung konnte das Fraunhofer-Institut für<br />

Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF zeigen, dass auch<br />

die Schwingfestigkeit dieser Verbindungen hohen Ansprüchen genügt.<br />

In den in Darmstadt unternommenen Schwingfestigkeitsversuchen<br />

stellte sich die eigentliche Fügezone als keine besondere<br />

Schwachstelle heraus. Vielmehr weisen die Verbindungen Festigkei-<br />

Wellenartige Verbindungsstruktur in der Fügezone<br />

In Schliffbildern aus metallographischen Untersuchungen des Fraunhofer<br />

LBF zeigt sich bei den artgleichen Aluminiumlegierungen eine<br />

gute Verbindung der gefügten Bleche. Bedingt durch die hohen Relativverschiebungen<br />

der Bleche während des Fügeprozesses bildet<br />

sich eine wellenartige Verbindungsstruktur in der Fügezone. „Bei<br />

den Aluminium-Stahl-Verbindungen lassen sich auf den Schliffbildern<br />

keine signifikanten intermetallischen Phasen im Verbindungsbereich<br />

nachweisen, wie sie bei anderen stoffschlüssigen Mischverbindungen<br />

typischerweise auftreten. Dies dürfte der Grund für die<br />

hohe Festigkeit der Verbindungen sein“, erklärt Dr. Jörg Baumgartner,<br />

der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF verantwortet.<br />

Zur Qualifizierung der Verbindungen hinsichtlich der Schwingfestigkeit<br />

führten die Wissenschaftler des Fraunhofer LBF Versuche an<br />

Scherzug- und Schälzugproben durch. Hierbei stand die Fragestellung<br />

im Mittelpunkt, ob es möglich ist, EMPT-gefügte Verbindungen<br />

mit den bereits von klassischen Schweißverbindungen bekannten<br />

Konzepten zu bewerten und auszulegen. In den Schwingfestigkeitsversuchen<br />

zeigte sich, dass die eigentliche Fügezone der schwingenden<br />

Beanspruchung standhielt. Bei allen Proben initiierten die<br />

Risse bei zyklischer Beanspruchung immer an den scharfen Wurzelkerben<br />

der Überlappverbindungen. Bei den artgleichen Aluminiumverbindungen<br />

erfolgte der Rissfortschritt immer durch den Grundwerkstoff.<br />

„Dieses Verhalten konnten wir auch bei den Aluminium-<br />

Stahl-Proben unter Schäl-Beanspruchung beobachten. Unter Scher-<br />

Beanspruchung wies die Fügezone dieser Proben eine derart hohe<br />

Festigkeit auf, dass das Versagen im Aluminiumgrundwerkstoff außerhalb<br />

der Fügezone auftrat“, so Baumgartner.<br />

70 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Stahl-Aluminium-Verbindung nach zyklischer Schälbeanspruchung:<br />

Versagen im Aluminium<br />

Bild: Fraunhofer LBF<br />

Festigkeiten wie bei herkömmlichen<br />

Schweißverbindungen<br />

Um eine Schwingfestigkeitsbewertung vorzunehmen, baute das<br />

Forscher-Team Finite-Element-Modelle der Proben auf. Darin wurden<br />

die rissartigen Kerben mit einem standardisierten Referenzradius<br />

von 0,05 mm modelliert. Eine Bewertung erfolgte mit dem Kerbspannungskonzept,<br />

das in vielen Bereichen das Standardverfahren<br />

zur Schwingfestigkeitsbewertung von Schweißverbindungen ist.<br />

Hierbei zeigte sich, dass die lokal ertragbaren Beanspruchungen bei<br />

allen Proben mit Versagen durch den Aluminiumwerkstoff vergleichbar<br />

zu konventionell, beispielweise Laser oder MIG, geschweißten<br />

Aluminiumverbindungen sind. Über die Untersuchungen konnte somit<br />

die hohe zyklische Festigkeit der Verbindung nachgewiesen werden.<br />

Zudem steht nun für den Konstrukteur eine Methode zur Verfügung,<br />

mit der er derartige Verbindungen bereits in der Produktentwicklungsphase<br />

zuverlässig auslegen kann.<br />

bt<br />

www.lbf.fraunhofer.de<br />

Modellierung des Randes der Fügung mit einer speziellen Kerbvernetzung<br />

Bild: Fraunhofer LBF<br />

Projektbeispiel Multiweldtester für Laserschweißverbindungen:<br />

hier.pro/wtCaa<br />

HANNOVER MESSE<br />

HOME OF<br />

INDUSTRIAL<br />

PIONEERS<br />

1. – 5. April 2<strong>01</strong>9<br />

Hannover ▪ Germany<br />

hannovermesse.de<br />

#HM19<br />

Get new technology first<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 71

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

NEWS<br />

Tragschienenmuttern des Typs SM von Stauff<br />

Vereinfachte Montage und gesteigerte Festigkeit<br />

Bild: Stauff<br />

Tragschienenmuttern des Typs SM von<br />

Stauff ermöglichen die Montage von Rohr-,<br />

Schlauch- und Kabelschellen, z.B. in Block-<br />

form entsprechend DIN 3<strong>01</strong>5, auf Tragschienen<br />

des Typs TS, die in mehreren verschiedenen<br />

Bauhöhen erhältlich sind. Im<br />

Gegensatz zum Schweißen oder Schrauben,<br />

den sonst üblichen Varianten, lässt<br />

sich die Positionierung der Schellen entlang<br />

der Tragschiene vor dem endgültigen Verschrauben<br />

einfach anpassen; Schellen können<br />

auch nachträglich problemlos über die<br />

seitlichen Öffnungen der Tragschiene hinzugefügt<br />

oder entnommen werden. Um den<br />

wachsenden Anforderungen nach vereinfachter<br />

Montage, Demontage und gesteigerter<br />

Festigkeit gerecht zu werden, wurden<br />

die Tragschienenmuttern zuletzt einer<br />

weiteren Optimierung unterzogen und deren<br />

Kontur angepasst. Der untere Teil wurde<br />

an beiden Enden leicht angeschrägt, so<br />

dass sich die Tragschienenmutter nun weiter<br />

eindrehen lässt und so zusätzliche Kontaktfläche<br />

mit der Tragschiene entsteht. Die<br />

Rillen auf der Oberseite tragen zu einem<br />

festeren Halt der Tragschienenmuttern in<br />

der Tragschiene bei. Das Zusammenspiel<br />

von Schrägen und Rillen sorgt dafür, dass<br />

die Tragschienenmuttern auch bei der zeitweisen<br />

Demontage von Schellen vorübergehend<br />

in Position bleiben und nicht mehr<br />

so einfach wie bisher aus der Tragschiene<br />

herausfallen oder -rutschen. Die Geometrie<br />

der Tragschienenmutter im oberen Bereich<br />

wurde dahingehend angepasst, dass die<br />

Kunststoffkappe, die für den sicheren Halt<br />

des Schellenkörpers bei der Vertikal- und<br />

Überkopf-Montage sorgt, nun nicht mehr<br />

so einfach vom Stahlteil rutscht und ver -<br />

loren gehen kann.<br />

bt<br />

www.stauff.com<br />

Moosgummifolien und -platten von RCT Reichelt Chemietechnik<br />

Hohe Stoß- und Reißfestigkeit, reversibel verformbar<br />

Vulkanisierter Naturkautschuk (Latex) wird<br />

gemeinhin als Naturgummi (NR) bezeichnet.<br />

RCT Reichelt Chemietechnik hält eine umfangreiche<br />

Palette an Moosgummifolien und<br />

-platten als NR permanent an Lager. Als Halbzeuge<br />

werden sie hauptsächlich zu schallund<br />

schwingungsdämpfenden Profilen und<br />

Formteilen zu Matten und zu Dichtmaterialien<br />

weiterverarbeitet. Das sowohl mit offener<br />

als auch mit geschlossener Struktur und<br />

beidseitig geschlossener Haut verfügbare<br />

Material ist grau eingefärbt und weist eine<br />

Shore-Härte A von nur etwa 15° auf. Die<br />

Moosgummifolien und -platten aus NR sind<br />

bei hoher Stoß- und Reißfestigkeit reversibel<br />

verformbar. Gegenüber Säuren und Laugen<br />

sind sie gut beständig, nicht jedoch gegenüber<br />

Mineralölen, Treibstoffen und Löse -<br />

mitteln. Offenporige Moosgummifolien und<br />

offenporige Moosgummiplatten sind mit<br />

Materialstärken zwischen 2 und 40 mm<br />

und Standardabmessungen von 250 mm ×<br />

250 mm, 500 mm × 500 mm und 1000 mm<br />

× 1000 mm lieferbar. Sie sind in einem<br />

Temperaturbereich zwischen -40 und +70 °C<br />

einsetzbar.<br />

bec<br />

www.rct-online.de<br />

Bild: Reichelt Chemietechnik<br />

Thermoplastisches Polyurethan von Covestro auf Basis der CO 2<br />

-Technologie<br />

Den Kohlenstoff-Fußabdruck verringern<br />

Unter dem Namen Cardyon entwickelt und<br />

vermarktet Covestro Polyethercarbonatpoly -<br />

ole, die mithilfe des Treibhausgases Kohlen -<br />

Bild: Covestro<br />

dioxid (CO ) hergestellt werden. Mit Des -<br />

2<br />

mopan 37385A bietet das Unternehmen<br />

nun den ersten Vertreter einer Reihe von<br />

thermoplastischen Polyurethanen (TPU) an,<br />

die Polyethercarbonatpolyole auf Basis der<br />

CO -Technologie enthalten. Verglichen mit<br />

2<br />

konventionellen TPU-Materialien hinterlassen<br />

die neuen TPU-Werkstoffe einen geringeren<br />

ökologischen Fußabdruck und helfen, den<br />

Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Desmopan<br />

37385A hat eine Härte von 85 Shore A. Seine<br />

mechanischen Eigenschaften liegen mindestens<br />

auf dem Niveau von konventionellen<br />

TPU-Typen ähnlicher Härte, übertreffen diese<br />

sogar zum Teil. Beispielsweise hat es eine<br />

Zugfestigkeit von 36 MPa. Die Reißdehnung<br />

erreicht 660 % (DIN 53504). Der Kunststoff<br />

ist für die Extrusion ausgelegt, eignet sich<br />

aber auch für das Spritzgießen. Das Einsatzspektrum<br />

deckt typische Anwendungen von<br />

konventionellen TPU-Typen mit vergleich -<br />

barer Härte ab und reicht von Sohlen und<br />

Komponenten des Oberschuhs über Sportbekleidung,<br />

Griffe und Knäufe bis hin zu Verpackungen<br />

für empfindliche Elektronik. bec<br />

www.covestro.com<br />

72 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

NEWS<br />

WERKSTOFFE/VERFAHREN<br />

HP treibt 3D-Druck-Industrie Richtung Stückzahlenproduktion<br />

Neue Kunden, Anwendungen und Partner<br />

HP wartete auf der Formnext mit einer Reihe<br />

neuer Installationen seiner Jet-Fusion-Lösungen<br />

auf, die den rapide wachsenden Bedarf an<br />

3D-gedruckten Bauteilen erfüllen. Dazu gehören<br />

Anwendungen für so unterschiedliche Branchen,<br />

wie Transport und Gesundheitswesen sowie das<br />

industrielle und das Konsumgütersegment. Die<br />

weltweite Expansion beim 3D-Druck für die<br />

Stückzahlenproduktion schreitet weiter voran:<br />

Der Hersteller konnte in den vergangenen Monaten<br />

sowohl im asiatisch-pazifischen als auch<br />

im amerikanischen Raum eine Reihe neuer Kunden<br />

gewinnen, dazu gehören RecTech 3D, ein in<br />

China ansässiger industrieller Lohnhersteller,<br />

der den Multi Jet Fusion dazu einsetzt, sein Additive<br />

Manufacturing Center auszubauen. Das<br />

Unternehmen möchte seinen Kunden und Partner<br />

darüber Design-Expertise und Training anbieten<br />

und implementiert zunächst zehn Jet Fusion<br />

4210 3D-Systeme und plant, diese auf 30 HP<br />

3D-Drucksystem bis Ende 2<strong>01</strong>9 auszubauen. GE<br />

Transportation in Indien setzt die Jet Fusion Lösungen<br />

in seinem John G. Welche Technology<br />

Center in Bangalore ein, um industrielle Teile für<br />

verschiedene Fahrzeuge und Lokomotiven herzustellen,<br />

die das Unternehmen im Bergbau einsetzt.<br />

Im amerikanischen Raum entschied sich<br />

Aptiv für die 3D-Druck-Lösungen in zwei seiner<br />

Produktionsstätten. Darüber hinaus entschied<br />

sich auch Eddyfi Technologies für die 3D-Druck-<br />

Lösungen. Das Unternehmen ist im Bereich zerstörungsfreie<br />

Prüfungstechnologien in Branchen<br />

wie der Energieproduktion, Öl und Gas sowie im<br />

produzierenden Gewerbe tätig. Forecast 3D hingegen<br />

vergrößert seine Multi Jet Fusion Flotte<br />

auf 24 Geräte. Das neue wiederverwendbare<br />

3D PA-11-Material ermöglicht es den Kunden,<br />

starke, formbare und funktionelle Teile mit erhöhter<br />

Bruchdehnung und Schlagresistenz herzustellen.<br />

Einige Kunden, die bereits PA-11-Teile<br />

mit den Multi Jet Fusion Maschinen produzieren,<br />

sind Bowman International, OT4, Freshfiber<br />

und New Rock.<br />

jke<br />

www.hp.com<br />

Bild: HP<br />

Trinkwassertaugliche Polyphenylensulfid-Kunststofftypen von Barlog Plastics<br />

Für Sanitär- und Lebensmittelanwendungen<br />

Bild: Barlog Plastics<br />

Die Hochleistungskunststoffe Kebatron PPS<br />

von Barlog Plastics basieren auf Polyphenylensulfid<br />

(PPS) und verfügen jetzt über Lebensmittel-<br />

und Trinkwasserzulassungen. Sie<br />

lassen sich insbesondere als kostengünstige<br />

Alternative zu Metallen wie Messing, Zinkoder<br />

Aluminiumdruckguss einsetzen. Die<br />

Kunststoffe bieten eine hohe Festigkeit und<br />

Steifigkeit sowie eine sehr geringe Kriechneigung.<br />

Des Weiteren verfügen sie über eine<br />

exzellente Temperaturbeständigkeit, einen inhärenten<br />

Flammschutz und eine hohe<br />

Medien- und Hydrolysebeständigkeit. Die<br />

Werkstoffe sind damit für den Einsatz in<br />

anspruchsvollen Umgebungsbedingungen in<br />

Bereichen wie dem Automobil-Motorraum,<br />

der Luftfahrtindustrie oder der Elektrobranche<br />

geeignet. Die für den Lebensmittel- und Trinkwasserkontakt<br />

zugelassenen Kebatron-FW-<br />

Typen eröffnen darüber hinaus neue Möglichkeiten<br />

für PPS als Metallersatz im Sanitärbereich,<br />

z. B. für Wasserzähler, Heizungen, Rohrverbinder<br />

oder Anschlussstücke. Die Kebatron-FW-Produkte<br />

erfüllen die Anforderungen<br />

der Trinkwasserzulassungen gemäß KTW,<br />

W270, NSF61, WRAS und ACS und sind darüber<br />

hinaus auch geeignet für den Einsatz im<br />

Lebensmittelkontakt gemäß EU-Verordnung<br />

10/2<strong>01</strong>1 und FDA-Richtlinien. bec<br />

www.barlog.de<br />

3D-Druckmaterial MicroFine Green von Protolabs<br />

Speziell für mit Mikro-Auflösung gedruckte Teile<br />

Protolabs hat die Einführung des neuen<br />

3D-Druckmaterials MicroFine Green bekanntgegeben.<br />

Mit der Einführung des proprietären<br />

Kunststoffes, der speziell für 3D-gedruckte Teile<br />

mit ultra-hoher Auflösung entwickelt wurde, bei<br />

denen Genauigkeit und Festigkeit erforderlich<br />

sind, setzt das Unternehmen moderne 3D-Drucktechnologien<br />

ein. MicroFine Green wurde speziell<br />

für den ausschließlichen Einsatz beim Hersteller<br />

in Stereolithographie-Verfahren mit Mikro-<br />

Auflösung hergestellt. Die Einführung des Duroplast-Harzes<br />

liegt im breiteren Qualitätsfokus<br />

Bild: Protolabs<br />

des Herstellers. Für MicroFine Green sind spezielle<br />

Geräte erforderlich, die nur der Hersteller<br />

im Einsatz hat und die Teile in einer Mikroauf -<br />

lösung mit einer äußerst geringen Schichtstärke<br />

von 0,025 mm drucken. Die Teilegenauigkeit<br />

ist hier sehr hoch, da einzelne Merkmale nur<br />

0,07 mm klein sein können. Das Material ist mit<br />

mechanischen Eigenschaften, die dem ABS-<br />

Kunststoff am ähnlichsten sind, recht langlebig<br />

und stabil. Außer MicroFine Green bietet der<br />

Hersteller eine Reihe von Materialoptionen, die<br />

ABS, Polycarbonat und Polypropylen für schnelles<br />

Prototyping und für Stereolithographie-Teile<br />

nachahmen. Mit Durchlaufzeiten von weniger als<br />

einem Tag wird der Prozess in drei Auflösungen<br />

angeboten: normal, hoch und mikro. jke<br />

www.protolabs.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 73

SERVICE<br />

DAS ENGLISCHE FACHWORT<br />

Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –<br />

Robotics – Robotik<br />

Sie möchten Ihr technisches Englisch verbessern?<br />

Wir möchten es Ihnen so leicht wie möglich machen.<br />

Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> veröffentlicht mit freundlicher<br />

Genehmigung des Autors Matthias Meier Monat für Monat<br />

Fachwörter zu technischen Themen, die Konstrukteure<br />

und Entwickler interessieren. Außerdem gibt es in jeder<br />

Ausgabe ein sogenanntes Pictorial, das auf unterhaltsame<br />

Weise technisches Englisch quasi in kleinen Häppchen.<br />

Bild: Weiss Kunststoffverarbeitung<br />

A<br />

absolute coordinate system<br />

absolute encoder<br />

acceleration<br />

accuracy<br />

actual position<br />

actuator<br />

algorithm<br />

angle encoder<br />

anthropomorphic robot<br />

anti-clockwise<br />

arm<br />

articulated robot<br />

articulation<br />

artificial muscle<br />

assembly<br />

assembly robot<br />

autonomous robot<br />

axis<br />

axis controller<br />

B<br />

backlash<br />

ball joint<br />

base<br />

bellows<br />

bipedal<br />

C<br />

calibration<br />

cam<br />

cantilever<br />

carousel<br />

Cartesian robot<br />

clamp<br />

clockwise<br />

absolutes Koordinatensystem<br />

Absolutwertgeber<br />

Beschleunigung<br />

Genauigkeit<br />

Ist-Position<br />

Stellglied<br />

Algorithmus<br />

Winkelcodierer<br />

anthropomorphen Roboter<br />

linksdrehend<br />

Arm<br />

Knickarm-Roboter<br />

Gelenkverbindung<br />

künstlicher Muskel<br />

Montage<br />

Montageroboter<br />

autonomer Roboter<br />

Achse<br />

Achsensteuerung<br />

Totgang<br />

Kugelgelenk<br />

Sockel<br />

Faltenbalg<br />

zweibeinig<br />

Kalibrierung<br />

Nocken<br />

Kragarm<br />

Umlaufregal<br />

kartesischer Roboter<br />

Klemmvorrichtung<br />

rechtsdrehend<br />

closed-loop control<br />

Regelkreis<br />

cobot<br />

kooperativer Roboter<br />

collaboration<br />

Zusammenarbeit<br />

collision protection<br />

Kollisionsschutz<br />

collision sensor<br />

Kollisionssensor<br />

colum<br />

Säule<br />

computer numerical control (CNC) rechnerunterstützte numerische<br />

Werkzeugmaschinensteuerung<br />

contact sensor<br />

Berührungsfühler<br />

continuous path<br />

Stetigbahn<br />

coordinate<br />

Koordinate<br />

crank-rocker mechanism Kurbelschwinge<br />

cybernetics<br />

Kybernetik<br />

cycle<br />

Zyklus<br />

cycle time<br />

Zykluszeit<br />

cylindrical robot<br />

Roboter mit zylinderförmigen<br />

Arbeitsraum<br />

D<br />

dead man switch<br />

degrees of freedom (DOF)<br />

dexterity<br />

direct-drive<br />

disassembly<br />

double-crank mechanism<br />

drive<br />

dynamics<br />

E<br />

edge detection<br />

elbow<br />

electric motor<br />

emergency stop<br />

encoder<br />

end effector<br />

end-of-arm tooling (EOAT)<br />

endpoint<br />

energy chain<br />

envelope<br />

exoskeleton<br />

Totmannschalter<br />

Freiheitsgrad<br />

Gewandtheit<br />

Drehmomentmotor<br />

Demontage<br />

Doppelkurbelmechanismus<br />

Antrieb<br />

Dynamik<br />

Kantenerkennung<br />

Ellbogen<br />

Elektromotor<br />

Notaus-Taster<br />

Geber<br />

Greiforgan<br />

Roboterwerkzeug<br />

Endpunkt<br />

Energiekette<br />

Hüllkurve<br />

Außenskelett<br />

74 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Industrie<br />

Automobilkonstruktion<br />

Matthias Meier, Karlsruhe, Herausgeber der Zeitschrift<br />

‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘<br />

www.inchbyinch.de<br />

F<br />

feedback loop<br />

feeder<br />

fixture<br />

folding arm<br />

force feedback<br />

force sensor<br />

forearm<br />

G<br />

gantry<br />

gantry robot<br />

gear box<br />

gripper<br />

gripper jaw<br />

gripping finger<br />

Rückführungsschleife<br />

Beschicker<br />

Halterung<br />

Gelenkarm<br />

Kraftrückkopplung<br />

Kraftsensor<br />

Unterarm<br />

Portal<br />

Portalkranroboter<br />

Getriebe<br />

Greifer<br />

Greifbacken<br />

Finger (Greifer)<br />

Fachwissen für<br />

Automobilentwickler<br />

Der nächste Teil von Robotics – Robotik erscheint in der<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 3-4/2<strong>01</strong>9 am 25.03.2<strong>01</strong>9<br />

Für das englische Fachwort zeichnet Matthias Meier aus<br />

Karlsruhe verantwortlich, der die Zeitschrift ‚Inch | Technical<br />

English – Inch by Inch‘ herausgibt. Von ihm stammen auch die<br />

sogenannten Pictorials, die auf unterhaltsame Weise<br />

technisches Englisch quasi in kleinen Häppchen anbieten.<br />

Weitere Pictorials und Infos zur Inch finden Sie unter:<br />

inchbyinch.de<br />

PICTORIAL – DELTAROBOTER<br />

<strong>KEM</strong> Automobilkonstruktion ti<br />

Speziell für Ingenieure und Konstrukteure in den Entwicklungsabteilungen<br />

der Automobil- und Zulieferindustrie.<br />

Ob Komponenten, Systeme oder das Auto der Zukunft –<br />

in diesen Sonderausgaben erfahren Sie alles rund um die<br />

konstruktiven Aspekte des Fahrzeugbaus.<br />

Die nächsten Ausgaben erscheinen<br />

am 10. Mai 2<strong>01</strong>9 und<br />

am 5. September 2<strong>01</strong>9!<br />

autokon.de<br />

parallel robot<br />

Deltaroboter<br />

base<br />

Grundplatte<br />

movable platform Arbeitsplatte<br />

hip/proximal link<br />

Oberarm<br />

ankle/distal link<br />

Unterarm<br />

motor<br />

Motor<br />

bracket<br />

Gelenk<br />

effector<br />

Effektor<br />

Weitere Pictorials finden Sie unter:<br />

inchbyinch.de<br />

Digitale Ausgabe<br />

hier anschauen:<br />

http://hier.pro/dneRP<br />

Die passenden Medien<br />

für Ihre Branche:<br />

konradin.de/industrie<br />

media.industrie.de<br />

Zwei<br />

Sonderausgaben<br />

bei <strong>KEM</strong><br />

<strong>Konstruktion</strong>!<br />

Gratis Probeheft<br />

vormerken:<br />

media.industrie<br />

@konradin.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 75

SERVICE<br />

ONLINE-TIPPS<br />

3D-Druck und Additive Manufacturing (AM) im Fokus<br />

Chancen insbesondere bei der Funktionsintegration<br />

Der 3D-Druck (besser die generative oder additive<br />

Fertigung, im Englischen Additive Manufacturing/AM)<br />

ist ‚nur‘ eine neue Fertigungstechnologie<br />

– aber eine, die völlig neue<br />

Möglichkeiten bietet. Wenn es um komplexe,<br />

extrem leichte, besonders belastbare sowie<br />

kundenindividuelle Teile geht, spielen die additiven<br />

Technologien ihre Vorteile aus. Die vielen<br />

verschiedenen Technologien unter dem<br />

Additive-Dach sind zunächst verwirrend –<br />

Grund genug für die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>, die<br />

einzelnen Verfahren einschließlich deren Nutzen<br />

und Anwendungsfällen zu erläutern. Wir<br />

geben Auskunft zu:<br />

• Wie entstand der 3D-Druck und wer<br />

steckt dahinter?<br />

• Wie gliedert sich der Markt für<br />

3D-Drucker?<br />

• Welche 3D-Druck-Verfahren gibt es?<br />

(mit Details zu Stereolithografie,<br />

Filamentdruck, Selective<br />

Laser Sintering<br />

(SLS), Direct Metal Laser<br />

Sintering (DMLS), Binder<br />

Jetting, Jetted Photopolymer<br />

sowie weiteren<br />

3D-Druck-Verfahren)<br />

• Wofür nutzt man den<br />

3D-Druck?<br />

(kleine Serien und individualisierte<br />

Teile, komplexe<br />

Formen und innenliegende<br />

Geometrien, funktional integrierte Teile<br />

sowie Bauteile mit ansonsten großem<br />

Span anteil)<br />

Gerade auch bei der Realisierung konturnaher<br />

Kühlkanäle sowie der Funktionsintegra -<br />

tion mit dem Verzicht auf eine Reihe von<br />

Montagevorgängen lohnt sich der AM-Einsatz<br />

sofort. Mehr zum Thema 3D-Druck und<br />

additive Fertigung finden Sie<br />

auf unserer Themenseite<br />

3D-Druck/Additive Verfahren:<br />

hier.pro/pBjou<br />

Bild: science photo/Fotolia.com<br />

Engineering, Installation und Betrieb von Schaltschränken<br />

Schaltschrank bietet Potenzial zur Effizienzsteigerung<br />

Bild: Weidmüller<br />

Da bis zu 8 % der Kosten einer Maschine<br />

oder Anlage auf die elektrische Ausrüstung<br />

bzw. den Schaltschrank entfallen, lohnt hier<br />

ein genauerer Blick<br />

Maschinen und Anlagen verfügen heute über<br />

eine große Anzahl von Schaltschränken und<br />

mit zunehmender Automatisierung und Vernetzung<br />

wird die Zahl der erforderlichen Betriebsmittel<br />

weiter steigen. Komplexere<br />

Steuerungen kombiniert mit einer Vielzahl<br />

weiterer Komponenten erfordern jedoch einen<br />

höheren Engineering- und Fertigungsaufwand.<br />

Experten gehen heute davon aus,<br />

dass von den Kosten einer Maschine oder<br />

Anlage bis zu 8 % auf die elektrische Ausrüstung<br />

bzw. den Schaltschrank entfallen. Um-<br />

fassend über die gesamte Thematik des<br />

Schaltschrankbaus, über geeignete Komponenten<br />

sowie den sicheren Betrieb informiert<br />

unsere Themenseite Schaltschränke. Erfahren<br />

Sie mehr zum Schaltschrankbau mit seinen<br />

Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung<br />

bis hin zur Dokumentation:<br />

hier.pro/Socv9<br />

Grundlagen zu Schraubensicherungen<br />

Dauerhaft sicher verbunden auch unter rauen Bedingungen<br />

Schrauben einfach nur fest anzuziehen<br />

reicht häufig nicht, da sie<br />

sich unter bestimmten, nicht vermeidbaren<br />

Bedingungen von<br />

selbst wieder lösen können. Beispiele<br />

sind etwa Vibration, Materialschwund<br />

der zu verbindenden<br />

Elemente oder weil die nötige<br />

Spannkraft das Bauteil (z.B. ein<br />

Wälzlager) beschädigen würde.<br />

Daher bedarf es zusätzlicher Sicherungsverfahren,<br />

die in verschiedenen<br />

Varianten für die je-<br />

weiligen Einsatzbedingungen<br />

entwickelt wurden. Inzwischen<br />

haben sich allerdings auch lange<br />

als bewährt geltende Methoden<br />

als unzureichend herausgestellt,<br />

weshalb einige Normen zurückgezogen<br />

wurden: Bestimmte Sicherungselemente<br />

sind bei höherfesten<br />

Schraubverbindungen<br />

(ab Festigkeitsklasse 8.8) wirkungslos.<br />

Denn eine sachgerecht<br />

ausgeführte Schraubverbindung<br />

baut wesentlich höhere Spann-<br />

kräfte auf, als ein Federring<br />

oder eine Federscheibe<br />

an Federkraft<br />

aufbauen könnte, sie sind<br />

auch als Setzsicherung<br />

nicht geeignet. Weitere<br />

Details zum Thema bietet unsere<br />

Themenseite zur Schraubensicherung:<br />

hier.pro/uxbDS<br />

Bild: Böllhoff<br />

Die Schraubensicherung Ripp Lock<br />

gibt es inzwischen in Form von<br />

Scheiben, Schrauben und Muttern.<br />

Die Unterseite der Schrauben und<br />

Muttern ist mit Radialrippen versehen,<br />

die Scheiben sind symmetrisch<br />

und auf beiden Seiten gerippt<br />

76 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Time-Sensitive Networking (TSN)<br />

Möglicherweise der Standard für Industrie 4.0<br />

OPC UA TSN ist innerhalb kurzer<br />

Zeit zu einem der meist diskutierten<br />

Themen der industriellen Automatisierung<br />

avanciert. Mit der<br />

mittlerweile breiten Unterstützung<br />

von wichtigen Unternehmen<br />

aus den Bereichen industrielle<br />

Automation und IT sind die<br />

Vorzeichen für diesen gemeinsamen<br />

Standard mehr als positiv.<br />

Ob OPC UA TSN mehr Offenheit<br />

in die Branche bringt oder gar die<br />

vierte industrielle Revolution einläutet,<br />

hängt von einigen Faktoren<br />

ab – aus technischer Perspektive<br />

hat diese Kombination<br />

auf jeden Fall enormes Potenzial.<br />

Welche Rolle das Time-Sensitive<br />

Networking (TSN) für die Echtzeitfunktionalität<br />

spielt und warum<br />

TSN als Bindeglied zu OPC<br />

UA fungieren kann, erläutern wir<br />

auf unserer Themenseite zu TSN.<br />

Ein Fazit lässt sich schon jetzt<br />

ziehen: Leitprinzip von OPC UA ist die Vereinfachung<br />

offener Kommunikation. Offenheit in<br />

eine Welt der geschlossenen Systeme zu<br />

bringen, haben sich auch die Unternehmen<br />

auf die Fahnen geheftet, die OPC UA TSN unterstützten<br />

und vorantreiben. Die Möglichkeit,<br />

Informationen von allen Arten von Ma-<br />

schinen, Geräten und Sensoren in Echtzeit zu<br />

teilen ist tatsächlich revolutionär – eine breite<br />

Akzeptanz des Standards könnte der Grundstein<br />

für Industrie 4.0 werden. Abseits jeglicher<br />

Prognosen über die Marktmechanismen<br />

ist die Kombination aus OPC UA PubSub und<br />

TSN jedenfalls eine geeignete Gesamtlö-<br />

sung, um herstellerübergreifend Industrie-4.0-Konzepte<br />

zu realisieren. Stellungnahmen<br />

aus der Industrie und<br />

weitere Infos finden Sie hier:<br />

hier.pro/lYpEi<br />

Bild: Gorodenkoff/Fotolia.com<br />

Spannvorrichtungen im Fokus<br />

Zeitfresser Vorrichtungsbau im Griff – Automationsbaukasten spart Zeit<br />

Sonderkonstruktionen für die Spann- und<br />

Greiftechnik sind in den meisten Fällen überflüssig<br />

– aus dem passenden Baukastensystem<br />

lassen sich in der Mehrzahl der Fälle Fertigungsanlagen<br />

aus fertigen Bauelementen<br />

zusammensetzen. Der Konstrukteur ‚komponiert‘<br />

dann gewissermaßen die Fertigungsanlage;<br />

typischerweise lassen sich zumindest<br />

80 % der von Anlagenbauern geforderten<br />

Funktionen über einen Automationsbaukasten<br />

abdecken. Damit können übrigens nicht<br />

nur Blechteile gespannt werden, sondern<br />

auch solche aus Kunststoff oder<br />

Holz. Weitere Details dazu liefert unsere<br />

Themenseite zur Spanntechnik:<br />

hier.pro/Ug9wo<br />

Bild: Tünkers<br />

Der überwiegende Teil der<br />

<strong>Konstruktion</strong>sarbeit an Spannvorrichtungen<br />

lässt sich mit einem Baukastensys<br />

tem einsparen – nur Detailan passungen sind<br />

dann noch zu ergänzen<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 77

SERVICE<br />

TIPPS & TERMINE<br />

Chancen und Risiken von KI<br />

Künstliche Intelligenz – eine Einführung<br />

Künstliche Intelligenz verändert unsere Welt<br />

in vielen Bereichen: Lebensweise, Arbeit,<br />

Gesellschaft und sogar unser Platz im Universum<br />

werden neu definiert. Jerry Kaplan diskutiert<br />

in diesem Buch die wichtigsten gesellschaftlichen,<br />

rechtlichen und wirtschaftlichen<br />

Aspekte für die gegenwärtige und zukünftige<br />

Bedeutung der Künstlichen Intelligenz. Dabei<br />

behandelt er grundlegende Fragen:<br />

• Werden Maschinen eines Tages klüger<br />

sein als der Mensch?<br />

• Wie wirken sich lernende, flexible Roboter<br />

auf den Arbeitsmarkt aus?<br />

• Kann man eine Maschine für ihre Handlungen<br />

verantwortlich machen?<br />

Der Autor macht deutlich, inwiefern Fort-<br />

schritte im Hinblick auf die intellektuellen und<br />

physischen Fähigkeiten von Maschinen unsere<br />

Gesellschaft grundlegend verändern werden.<br />

Dabei zeigt er auf, dass diese kontinuierliche<br />

Weiterentwicklung von Maschinen eine<br />

immer wichtigere Rolle spielen und mit vielen<br />

Bereichen unseres täglichen Lebens untrennbar<br />

verbunden sein wird.<br />

Dieses Buch ist eine kompakte und leicht zugängliche<br />

Einführung in das Thema. Jerry Kaplan<br />

veranschaulicht mögliche künftige Auswirkungen<br />

dieser bedeutenden Entwicklung<br />

und lässt dabei technologische Details außen<br />

vor. So ist das Buch gut geeignet für die Auseinandersetzung<br />

mit den grundlegenden Fragen<br />

zur Künstlichen Intelligenz.<br />

Bild: mitp<br />

Künstliche Intelligenz - Eine Einführung,<br />

Jerry Kaplan, ISBN: 9783958456327<br />

1. Auflage 2<strong>01</strong>7<br />

208 Seiten ab 21,99 € bt<br />

www.mitp.de<br />

Ölflex-Connect-Chain-Konfigurator von Lapp<br />

Energieketten mit wenigen Mausklicks konfiguriert<br />

Mit dem Konfigurator lassen sich fertig bestückte Energieketten<br />

einfach online zusammenstellen<br />

Die Konfiguration von Energieketten – bislang<br />

eine komplexe Aufgabe – wird mit dem<br />

Ölflex-Connect-Chain-Konfigurator von Lapp<br />

Bild: Lapp<br />

zum Kinderspiel. Anwender<br />

können damit online mit wenigen<br />

Mausklicks das Engineering<br />

einer Energiekette erledigen.<br />

Der Konfigurator schaltet<br />

automatisch alle Fehlerquellen<br />

aus und findet immer die<br />

optimale Lösung. Er führt<br />

Schritt für Schritt durch die<br />

Auswahl der Schleppkette,<br />

der Leitungen und des passenden<br />

Zubehörs. Er achtet in<br />

jedem Auswahlschritt darauf,<br />

dass die Komponenten zusammenpassen,<br />

vor allem<br />

bezüglich des minimalen Biegeradius<br />

der Leitungen. Die<br />

Schleppkette darf keinen kleineren Biege -<br />

radius als die Leitungen haben, sonst können<br />

Funktionsstörungen auftreten und die Le-<br />

benserwartung der Leitungen verkürzt sich.<br />

In diesem Fall gibt der Konfigurator eine<br />

Warnmeldung aus und stellt alternative<br />

Schleppkettentypen zur Wahl. Weitere Kriterien<br />

sind unter anderem Verfahrweg, Beschleunigung,<br />

Temperaturverhalten und<br />

Schirmung. Nicht zur Anwendung passende<br />

Leitungen schließt der Konfigurator automatisch<br />

aus. Auf Wunsch platziert er Trennstege<br />

und Fachböden und achtet darauf, dass das<br />

Gewicht der Leitungen gleichmäßig in der<br />

Energiekette verteilt ist. Nach Abschluss der<br />

Konfiguration erhält der Kunde ein individuelles<br />

Angebot. Dabei kann er entscheiden, ob<br />

er die Energiekette fertig bestückt beziehen<br />

möchte oder in Einzelteilen, wobei die Leitungen<br />

bereits auf die passenden Längen geschnitten<br />

sind.<br />

bt<br />

www.lappkabel.de<br />

Spanische und italienische Website von mbo Osswald<br />

Weltweiter Service permanent ausgebaut<br />

In vollem Umfang steht die Website von mbo<br />

Osswald nun auch in spanisch und italienisch<br />

zur Verfügung. Nach der englischen und französischen<br />

Homepage ist dies ein weiterer<br />

Schritt, um das Leben der Anwender auf internationaler<br />

Ebene einfacher zu machen.<br />

Hilfreiche Online-Konfiguratoren für individuelle<br />

Bauteile, 12.000 Standardteile samt On-<br />

lineshop und umfangreiche Dienstleistungen<br />

sind weltweit nutzbar, werden doch auf der<br />

ganzen Welt die mechanische Verbindungselemente,<br />

wie Gabelköpfe, Gabelgelenke,<br />

Winkelgelenke, Gelenkköpfe, Sonderteile,<br />

Bolzen und Sicherungselemente, in unterschiedlichen<br />

Einsatzbereichen eingesetzt. bt<br />

www.mbo-osswald.de<br />

Bild: mbo Osswald<br />

78 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

FMB-Süd 2<strong>01</strong>9 am 20. Februar 2<strong>01</strong>9 in Augsburg<br />

Mix aus namhaften Ausstellern und Newcomern nicht nur aus dem Süden<br />

Auf der dritten FMB-Süd in Augsburg erwarten<br />

den Besucher neben den Marktführern<br />

auch viele Spezialisten der Zulieferindustrie,<br />

die Maschinenbauern und produzierenden<br />

Unternehmen in der Südhälfte Deutschlands<br />

ihre Produkte und Dienstleistungen zeigen<br />

werden. Zu den Bausteinen des Konzeptes<br />

gehören, ganz kurz zusammengefasst: Aussteller<br />

aus allen Bereichen der Zulieferindustrie<br />

für den Maschinenbau, kompakte Messestände,<br />

Betonung des persönlichen Gesprächs,<br />

geringstmöglicher Aufwand für die<br />

Aussteller und kostenloser Eintritt für die Besucher.<br />

Rund 60% der Aussteller kommen<br />

aus der Südhälfte Deutschlands und damit<br />

auch aus dem Einzugsbereich der Besucher.<br />

Teilweise handelt es sich um namhafte<br />

Unternehmen wie z.B. ABB<br />

Stotz-Kontakt, Euchner,<br />

Ledvance und Neff, die<br />

auch auf der FMB-Nord<br />

ausstellen. Für viele Aussteller<br />

bietet die FMB-Süd<br />

aber die besondere Gelegenheit,<br />

sehr gezielt potenzielle<br />

Kunden in der Region<br />

auf sich aufmerksam machen.<br />

Die regionale Zusammenarbeit<br />

von Maschinenbauern<br />

und Zulieferern wird<br />

auch durch den Cluster Mechatronik<br />

& Automation gefördert.<br />

bt<br />

www.fmb-sued.de<br />

Viele langjährige Aussteller der FMB im Norden werden ihre<br />

Produkte und Dienstleistungen auf der FMB-Süd zeigen<br />

Bild: Clarion Events<br />

Seminar am 14./15.03.2<strong>01</strong>9 an der TAE, Ostfildern<br />

Kunststoffe in der <strong>Konstruktion</strong> – Möglichkeiten und Grenzen<br />

Das Seminar richtet sich an Fachleute aus<br />

<strong>Konstruktion</strong> und Entwicklung, auch an diejenigen,<br />

die nur gelegentlich mit Kunststoffen<br />

konstruieren. Es gibt die Gelegenheit, anhand<br />

einfacher PC-Programme das typische<br />

Werkstoffverhalten der Thermoplaste näher<br />

kennen zu lernen sowie einige Berechnungen<br />

selbst durchzuführen. Die Programme<br />

können kostenfrei bezogen werden. <strong>Konstruktion</strong>en<br />

aus thermoplastischen Kunststoffen<br />

sind meist – auch wenn sie nur relativ<br />

gering belastet sind – hoch beanspruchte<br />

Strukturen, weil die Grenze der Beanspruchbarkeit<br />

dieser Werkstoffe vergleichsweise<br />

niedrig liegt. Häufig gilt es, einen Kompromiss<br />

zwischen der optimalen beanspruchungsgerechten<br />

Gestaltung und den fertigungstechnischen<br />

Möglichkeiten und Grenzen<br />

zu finden. Selten sind Kunststoffbauteile<br />

eigenständige <strong>Konstruktion</strong>en; meist müssen<br />

sie mit anderen Bauteilen verbunden<br />

werden. Dabei kommt dem Verbinden mit<br />

gewindeformenden Schrauben und Schnappverbindungen<br />

eine besondere Bedeutung zu.<br />

Die Fügestellen müssen bereits in der Entwurfsphase<br />

Verbindungsgerecht gestaltet<br />

werden, um spätere (unter Umständen aufwendige)<br />

Änderungen zu vermeiden. Im Seminar<br />

werden die wichtigsten mechanischen<br />

Eigenschaften behandelt und Hinweise auf<br />

sinnvolle Dimensionierungskennwerte gegeben.<br />

bt<br />

www.tae.de/32633<br />

Beko mit verbesserten Lernmodulen<br />

Grundlagen der Drucklufttechnik per E-Learning<br />

Beko Technologies hat ihren E-Learning-Kurs<br />

über die Grundlagen der Drucklufttechnik neu<br />

aufgesetzt und stellt diesen u zunächst in der<br />

deutschen und englischen Version online zur<br />

Verfügung. Der Druckluftspezialist entwickelt<br />

Lösungen und Konzepte für eine passende<br />

Aufbereitung und Überwachung des Mediums<br />

Druckluft in verschiedensten industriellen<br />

Prozessen. Über das firmeneigene Education<br />

Center gibt das Unternehmen sein Expertenwissen<br />

aus über 35 Jahren Druckluftaufbereitung<br />

weiter. Im E-Learning-Kurs wird<br />

der Lerninhalt in acht Modulen – angefangen<br />

bei der Drucklufterzeugung im Kompressor<br />

über die Aufbereitung durch Filtration und<br />

Trocknung bis hin zum Thema Kondensatauf-<br />

bereitung und Energieeffizienz<br />

– anhand<br />

zahlreicher Beispiele<br />

anschaulich vermittelt.<br />

Die neue Version<br />

ist auf jedem Endgerät<br />

und in den gängigen<br />

Browsern<br />

nutzbar. Durch individuell<br />

einteilbare<br />

Lernabschnitte und<br />

interaktive Knowhow-Checks<br />

am Ende<br />

eines jeden Moduls wird das Wissen<br />

strukturiert vermittelt. Der etwa 8-stündige<br />

Kurs vermittelt die physikalischen Grundla-<br />

Ein interaktives Lernkonzept vermittelt Komplexität der Drucklufttechnik<br />

gen und allgemeinen Funktionen der Drucklufterzeugung<br />

und -aufbereitung.<br />

bt<br />

www.beko-technologies.com<br />

Bild: Beko<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 79

SERVICE<br />

TIPPS & TERMINE<br />

Automatisierungstreff in Böblingen vom 19. bis 21.02.2<strong>01</strong>9<br />

Digitalisierung – Trends,<br />

Lösungen und die Praxis<br />

Besucher des Automatisierungstreffs in Böblingen finden Lösungen für das<br />

gesamte Aufgabenspektrum aus den Bereichen IT und Automation. Die Besonderheit<br />

der Veranstaltung liegt in einer Kombination aus Lösungsforum, Trendsession<br />

und praxisorientierten Anwenderworkshops.<br />

Der Marktplatz Industrie 4.0, ein Highlight des Automatisierungstreffs in Böblingen, legt den<br />

Schwerpunkt auf konkrete Use-Cases für Industrie 4.0 und IIoT<br />

Vom 19. bis 21. Februar 2<strong>01</strong>9 findet der<br />

nächste Automatisierungstreff in der Kongresshalle<br />

in Böblingen statt. Neben den praxisnahen<br />

Workshops bildet das Lösungsforum<br />

Marktplatz Industrie 4.0 das Highlight<br />

der Veranstaltung. Hier werden konkrete,<br />

nachvollziehbare Aufgabenstellungen und Lösungswege<br />

mit I4.0– und IIoT-Funktionalität<br />

präsentiert und diskutiert. „Anwender aus<br />

dem Maschinen- und Anlagenbau finden auf<br />

dem Automatisierungstreff Lösungen für Automatisierungssysteme<br />

und Industrial-IT, die<br />

Bild: Strobl<br />

ändert, mit neuen Technologien und Einsatzmöglichkeiten<br />

sowie verschiedensten Materialien,<br />

die zum Einsatz kommen. Auch hybride<br />

Verbindungselemente sind mittlerweile<br />

recht etabliert. Daher werden Verbindungselemente<br />

immer häufiger als flexible und<br />

hochfunktionale Lösungen eingesetzt, die<br />

auch im Leichtbau und verschiedenen anderen<br />

Bereichen Anwendung finden.“ Im Rahmen<br />

der Messe wird es in Halle 1 erstmals<br />

einen Sonderbereich für Klebstoffe und Klebeverbindungen<br />

geben. Der Fokus der „Bonding<br />

and Adhesive Technology Area“ liegt<br />

speziell auf den Möglichkeiten von Klebetechnologien,<br />

die eine gute Ergänzung zu herzur<br />

Erhöhung der Produktionseffizienz beitragen“,<br />

betont Sybille Strobl, Geschäftsführerin<br />

der Strobl GmbH, des Veranstalters. Den<br />

Schwerpunkt der dreitägigen Veranstaltung<br />

bilden die Anwender-Workshops, in denen<br />

die Besucher die Möglichkeit haben, einzelne<br />

Technologien vor Ort praktisch auszutesten.<br />

Einige Beispiele für Workshop-Themen sind:<br />

die Industrie-4.0-Plattform Codesys, Visualisierungssoftware,<br />

Geschäftsmodellinnovationen<br />

für Industrie 4.0, mehr Informationen<br />

dank RFID, IoT – vom Sensor bis zum Menschen<br />

und zurück, Auswahl und Einführung<br />

von MES, Datenbankanbindung der Steuerung,<br />

Prüfkriterien für Profinet.<br />

Das Trend-Session Programm ist ein weiterer<br />

Baustein der Ideenbörse und trägt den Charakter<br />

eines kleinen, aber praxisnahen Kongresses.<br />

Zum Beispiel wird in der VDE-Trendsession<br />

die Entwicklung der Energiewende<br />

aufgezeigt, bei der die ausgeweitete Nutzung<br />

der Automatisierungstechnik ein wesentlicher<br />

Stützpfeiler ist.<br />

Bereits auf der Veranstaltung im Jahr 2<strong>01</strong>7<br />

wurde der Marktplatz Industrie 4.0 ins Leben<br />

gerufen, der als zentraler Bestandteil den<br />

Schwerpunkt auf konkrete Use-Cases für Industrie<br />

4.0 und IIoT legt. Zu den gezeigten<br />

Use Cases in 2<strong>01</strong>9 gehören unter anderem<br />

Asset Management, IoT Framework, Prozessoptimierung,<br />

Unit Management sowie<br />

Tracking and Traceability. Die Plattform ermöglicht<br />

es, den ganzheitlichen Ansatz von<br />

Industrie 4.0 und IIoT zu verstehen. Sie richtet<br />

sich an Anwender, Praktiker und Macher,<br />

die die digitale Transformation in den Unternehmen<br />

nutzen möchten.<br />

eve<br />

www.automatisierungstreff.com<br />

Fastener Fair Stuttgart 2<strong>01</strong>9 vom 19. bis 21. März 2<strong>01</strong>9<br />

Befestigungsbranche mit Potenzial<br />

Die Fastener Fair Stuttgart 2<strong>01</strong>9, der Treffpunkt<br />

der Verbindungs- und Befestigungsbranche,<br />

findet vom 19. bis 21. März 2<strong>01</strong>9 auf<br />

dem Messegelände in Stuttgart in den Hallen<br />

1, 3 und 5 statt. Rund 900 Unternehmen aus<br />

40 Ländern werden dort mit einem Stand<br />

sein. Deutschland, Italien, Spanien, Großbritannien,<br />

die Niederlande und Frankreich sind<br />

die größten europäischen Ausstellerländer.<br />

Asiatische Aussteller kommen hauptsächlich<br />

aus der Türkei, China, Indien und Taiwan.<br />

Liljana Goszdziewski, Exhibition Director der<br />

Fastener Fair Stuttgart, in Namen des Veranstalters<br />

Mack Brooks Exhibitions: „Der Markt<br />

hat sich in den letzten Jahren dynamisch ver-<br />

Bild: Mack Brooks Exhibitions<br />

Etwa 900 Aussteller aus 40 Ländern präsentieren<br />

in Stuttgart ein umfassendes Angebot an<br />

Verbindungs- und Befestigungstechnologien<br />

kömmlichen Verbindungs- und Befestigungselementen<br />

bieten.<br />

bt<br />

www.fastenerfair.com/stuttgart<br />

80 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

AKTUELL IN DER ELEKTRO AUTOMATION<br />

SERVICE<br />

Harting treibt die Standardisierung von Single Pair Ethernet voran<br />

Schlank zu Industrie 4.0<br />

Die einpaarige Ethernet-Verkabelung bzw. Single Pair Ethernet erschließt<br />

neue Anwendungsbereiche und stellt eine sinnvolle Ergänzung zu den<br />

bestehenden vierpaarigen Verkabelungssystemen dar.<br />

Damit unterstützt das einpaarige Ethernet<br />

besonders Trends wie IIoT und Industrie 4.0.<br />

Gerade beim Ausbau des Cloud-Computings<br />

kann einpaariges Ethernet eine wichtige<br />

technologische Basis zur Weiterentwicklung<br />

sein: Single Pair Ethernet ist eine Technologie,<br />

die nur ein Adernpaar zur Übertragung von<br />

Daten und Power benötigt. Diese aus der<br />

Automobilindustrie getriebene Technik<br />

gewinnt zunehmend auch in der Automatisierungstechnik<br />

an Bedeutung und wird dort<br />

gezielt weiterentwickelt. Aufgrund der Reduzierung<br />

von Gewicht, Platzbedarf und Installationsaufwand<br />

wird dieser Technik eine große<br />

Zukunft in der Industrie, in der Automatisierungstechnik<br />

und der Bahnbranche vorausgesagt.<br />

In Bezug auf einen einheitlichen Stecker-<br />

Standard haben sich internationale Standardisierungsgremien<br />

in einem mehrstufigen<br />

Auswahlprozess für ein SPE-Steckgesicht<br />

der Technologiegruppe Harting entschieden.<br />

Dieses bietet auch den Entwicklern neuer<br />

Geräte oder von Sensor/Aktor-Technik Planungssicherheit,<br />

und sie können aktiv mit der<br />

Implementierung von SPE in die Gerätetechnik<br />

beginnen. Das ist der finale Schritt zur IPbasierten<br />

Netzwerkanbindung vom Sensor<br />

bis in die Cloud. Weitere Informationen dazu,<br />

Bild: Harting<br />

Internationale Standardisierungsgremien haben<br />

sich in einem mehrstufigen Auswahlprozess für<br />

ein SPE-Steckgesicht der Technologiegruppe<br />

Harting entschieden<br />

wie es nun mit SPE möglich ist, die Digita -<br />

lisierung bzw. durchgängig IP-basierte Kommunikation<br />

in die Feldebene zu tragen, finden<br />

Sie in der aktuellen elektro AUTOMATION<br />

1-2/2<strong>01</strong>9 ab Seite 58.<br />

Codesys Automation Server ergänzt Laufzeit- und Engineering-Lösungen von Codesys<br />

„Eine echte Industrie-4.0-Plattform für<br />

Hersteller und vor allem Betreiber“<br />

Bild: Kirill/Fotolia.com<br />

Automatisierer können Industrie 4.0 – keine<br />

Frage. Aber mit dem Codesys Automation<br />

Server hat 3S-Smart Software Solutions nun<br />

eine Plattform vorgestellt, mit der sich<br />

gerade in vernetzten Industrie-4.0-Landschaften<br />

die Steuerungswelt noch besser aktuell<br />

Sowohl Hersteller als auch Betreiber von<br />

Maschinen und Anlagen erhalten mit dem<br />

Codesys Automation Server ein Werkzeug, selbst<br />

komplexe verteilte Steuerungslandschaften<br />

effizient zu verwalten<br />

und im Griff behalten lässt. Welche Vorteile<br />

die webbasierte Lösung bieten kann und<br />

welches Feedback die ersten Praxistests<br />

ausgelöst haben, erläutert Roland Wagner,<br />

Head of Product Marketing. Darüber hinaus<br />

erklärt er im Interview ab Seite 20 der aktuellen<br />

elektro AUTOMATION, wie das Thema<br />

Datensicherheit beziehungsweise Security in<br />

Zusammenhang mit dem Codesys Automa -<br />

tion Server gehandhabt wird. Pilotanwender<br />

können sich noch bis April 2<strong>01</strong>9 melden.<br />

Podiumsdiskussion von VDMA und elektro AUTOMATION<br />

Flexibler automatisieren mit 5G<br />

Der neue Mobilfunkstandard 5G wird Unternehmen<br />

den Aufbau eigener lokaler Netze<br />

in der Produktion mit niedrigen Latenzzeiten<br />

und sehr hoher Zuverlässigkeit ermöglichen<br />

– und damit flexiblere Automations -<br />

konzepte. Eine Podiumsdiskussion auf der<br />

SPS IPC Drives 2<strong>01</strong>8, veranstaltet vom<br />

VDMA und moderiert von der Redaktion<br />

elektro AUTOMATION, hat die Chancen und<br />

Herausforderungen beleuchtet. Im entsprechenden<br />

Beitrag in der Ausgabe 1-2/2<strong>01</strong>9 der<br />

elektro AUTOMATION<br />

ab Seite 46 erfahren<br />

Sie unter anderem,<br />

wie die Industrie zu<br />

den Vergaberegeln<br />

für die Versteigerung<br />

der 5G-Lizenzen für<br />

die öffentlichen Mobilfunknetze<br />

steht, die die Bundesnetzagentur<br />

Ende November erlassen hat. Diese Versteigerung<br />

soll im Frühjahr stattfinden. Aller-<br />

5G wird die deutlich flexiblere Automatisierungskonzepte in der<br />

Fabrik ermöglichen<br />

dings werden die zur Verfügung gestellten<br />

Spektren nicht für eine Versorgung der<br />

Fläche ausreichen.<br />

Bild: sdecoret/Fotolia.com<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 81

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> präsentiert Ihnen Partner für Engineering<br />

3D-Druck Elektrotechnik<br />

Bussysteme Automatisierung<br />

Weiterbildung Steuerungen<br />

Verbindungstechnik<br />

Werkstoffe Pneumatik<br />

PLM/CAD/CAE<br />

Kupplungen/Bremsen<br />

Verfahren<br />

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Hier finden Sie leistungsstarke Lieferanten, Dienstleister und<br />

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Weitere Fakten zu Unternehmen, Details zum Angebots- und<br />

Leistungsspektrum finden Sie im Firmenverzeichnis auf kem.de.<br />

Unter folgendem Link gelangen Sie zur Übersicht aller Online-<br />

Firmenprofile.<br />

Bookmark!<br />

www.kem.de/firmenverzeichnis<br />

ANTRIEBSTECHNIK<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

BÜRSTEN<br />

Bauer Gear Motor GmbH<br />

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Innovation seit 1927<br />

Die Ingenieure von Bauer Gear Motor entwickeln seit<br />

über 90 Jahren hochwertige, extrem zuverlässige und<br />

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• Stirnrad- und Flachgetriebemotoren<br />

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• Kundenspezifische Lösungen für alle Applikationen<br />

Die Antriebslösungen von Bauer kommen weitläufig in<br />

allen bedeutenden Märkten in einer Vielzahl von Anwendungen<br />

zum Einsatz, wie z.B. Nahrungsmittel und Getränke,<br />

Energie, Abwasser, Beton, Metalle und Fördertechnik.<br />

Sensor-Technik Wiedemann GmbH (STW)<br />

www.stw-mm.com<br />

Als international tätiges Unternehmen stehen wir für<br />

die Digitalisierung, Automatisierung und Elektrifizierung<br />

mobiler Maschinen. Mit generischen oder kundenspezifischen<br />

Produkten, Systemen und Lösungen, die in<br />

unserer Zentrale in Deutschland entwickelt und gefertigt<br />

werden, unterstützen wir unsere Kunden auf ihrem<br />

Weg, mit innovativer Technik die Leistung und Effizienz<br />

ihrer Maschinen zu steigern und deren Sicherheit zu<br />

erhöhen, um sie so zu den besten der Welt zu machen.<br />

Zusammen mit unseren Kunden und Partnern beteiligen<br />

wir uns schon heute aktiv an wichtigen Zukunftsthemen:<br />

dem Internet der Dinge (IoT) und der Industrie<br />

4.0, dem (teil-)autonomen Fahren und Arbeiten und der<br />

E-Mobility.<br />

KULLEN-KOTI GmbH<br />

www.kullen.de<br />

Technische Bürsten, die perfekt passen – Kullen-Koti<br />

ist der innovative Lösungspartner weltweit. Seit über<br />

100 Jahren.<br />

Für kundenspezifische industrielle Anwendungen in<br />

jeder Branche bietet Kullen-Koti genau die richtige<br />

Bürste – bis hin zu individuellen Sonderlösungen.<br />

Kullen-Koti macht die Auswahl und Realisierung der<br />

besseren Lösung einfacher, schneller und sicherer –<br />

durch Expertenkompetenz und eines der größten Produktprogramme<br />

der Welt.<br />

Bürstentechnologie von Kullen-Koti – für mehr Produktivität,<br />

Sicherheit und Wirtschaftlichkeit in vielen<br />

Prozessen und für hocheffiziente Anwendungslösungen<br />

der Zukunft.<br />

C-TEILE-MANAGEMENT<br />

C-TEILE-MANAGEMENT<br />

FEDERN<br />

Bossard Deutschland GmbH<br />

www.bossard.com/de<br />

Die Bossard-Gruppe ist ein weltweit führender Anbieter<br />

von Produktlösungen und Dienstleistungen in der<br />

industriellen Verbindungs- und Montagetechnik. Mit<br />

einem über 1.000.000 Artikel umfassenden Produktsortiment,<br />

der technischen Beratung (Engineering) und<br />

der Lagerbewirtschaftung (Smart Factory Logistics)<br />

hat sich Bossard als Komplettanbieter und Partner der<br />

Industrie positioniert.<br />

Gemeinsam mit unseren Kunden vorwärtskommen heißt<br />

für uns, Lösungen zu entwickeln, die besser, schneller,<br />

effizienter und kostengünstiger sind – und somit unseren<br />

Kunden helfen, ihre Konkurrenz zu überflügeln.<br />

Diese ganzheitliche Sicht nennen wir bei Bossard<br />

„Proven Productivity“.<br />

REIFF Technische Produkte GmbH<br />

www.reiff-tp.de, www.reiff-tpshop.de<br />

REIFF Technische Produkte – kompetenter Partner der<br />

Industrie mit Schwerpunkt in der Erstausrüstung. Als<br />

Vollsortimenter verfügt REIFF über mehr als 140 000<br />

Produkte aus den Bereichen Antriebstechnik, Dichtungstechnik,<br />

Klebetechnik, Kunststofftechnik, Profiltechnik,<br />

Schlauchtechnik und Schwingungsdämpfung.<br />

Enge Partnerschaften zu namhaften Herstellern, eigene<br />

Produktionsstätten zur Be- und Verarbeitung und<br />

umfassende E-Business-Lösungen zeichnen REIFF aus.<br />

Ergänzt durch Vertriebstechniker, die beraten und entwickeln,<br />

wird REIFF zum verlässlichen Partner, dessen<br />

Leistungen weit über den Begriff Handel hinausgehen.<br />

Bohnert GmbH<br />

www.bohnert-federn.de<br />

Für zahlreiche Großkonzerne ist die Bohnert GmbH<br />

erste Wahl, wenn es um die Fertigung von technische<br />

Federn und Stanzbiegeteile in Mittel- und Großserien<br />

geht. Das Unternehmen wurde vor 40 Jahren in Hardt<br />

gegründet, ist Mitglied der weltweit agierenden<br />

Firmengruppe KERN-LIEBERS und beschäftigt mittlerweile<br />

über 115 Mitarbeiter.<br />

Das Produktportfolio der Bohnert GmbH umfasst:<br />

– Druckfedern – Drahtbiegeteile<br />

– Schenkelfedern – Induktionsspulen<br />

– Zugfedern – Kontaktfedern<br />

– Rollfedern – Baugruppen<br />

– Stanzbiegeteile<br />

82 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

FEDERN<br />

FLUIDTECH<br />

KOMPONENTEN<br />

Schweizer GmbH & Co. KG<br />

www.schweizer-federn.de<br />

Die Schweizer GmbH & Co. KG aus Reutlingen bietet<br />

bereits seit 1986 technische Federn in allen Variationen.<br />

Am Rande der schwäbischen Alb fertigen ca. 90<br />

Mitarbeiter hochwertige Drahtfedern und Stanzbiegeteile<br />

aus allen gängigen Federmaterialien in Klein- und<br />

Großserien.<br />

Das umfangreiche Produktportfolio der Schweizer<br />

GmbH & Co. KG umfasst:<br />

• Druck-, Zug- und Schenkelfedern<br />

• Draht- und Stanzbiegeteile<br />

• Mikrofedern und Laserschneidteile<br />

RCT® Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

www.rct-online.de<br />

Reichelt Chemietechnik steht für das Prinzip<br />

„Angebot und Vertrieb der kleinen Quantität“ gepaart<br />

mit einer viele Bereiche umfassenden Produktvielfalt<br />

und einem hohen technischen Beratungsservice.<br />

Das Angebot von Reichelt Chemietechnik umfasst<br />

ca. 80 000 Artikel, die aus den Bereichen Schlauchtechnik,<br />

Verbindungselemente, Durchflusstechnik,<br />

Labor technik, Halbzeuge, Befestigungselemente,<br />

Filtration und Antriebstechnik stammen.<br />

Reichelt Chemietechnik GmbH + Co.<br />

Englerstraße 18, 69126 Heidelberg<br />

Tel. 0 62 21/3 12 50, info@rct-online.de<br />

Lechler GmbH<br />

www.lechler.de<br />

Die Lechler GmbH ist ein international ausgerichtetes<br />

Familienunternehmen mit einer über 135 jährigen Firmengeschichte.<br />

Das Stammhaus befindet sich im badenwürttembergischen<br />

Metzingen. Das Unternehmen entwickelt<br />

und produziert Präzisionsdüsen und Düsensysteme<br />

für die allgemeine Industrie, Hüttentechnik, Umwelttechnik<br />

und Landwirtschaft. Als Europas größter Düsenanbieter<br />

ist Lechler mit rund 680 Mitarbeitern weltweit vertreten,<br />

mit Produktionsstätten in Ungarn, England, USA,<br />

Indien und China, sowie Vertriebsniederlassungen und<br />

Vertretungen in über 40 Ländern. Überall dort, wo es darum<br />

geht, Flüssigkeiten in definierter Form zu zerstäuben, z.B.<br />

beim Reinigen, Beschichten, Befeuchten oder Kühlen,<br />

kommt die Düsentechnik von Lechler zum Einsatz.<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

MASCHINENELEMENTE<br />

TROCKNUNGSANLAGEN<br />

Sitema GmbH & Co. KG<br />

www.sitema.de<br />

Spezialist für Klemmeinheiten und Bremsen im<br />

Maschinenbau<br />

Wenn bei industriellen Anlagen Lasten zu halten sind<br />

darf, eines nicht zu kurz kommen: Sicherheit. Und für<br />

die sorgt die hocheffektive Klemmkopf-Technologie von<br />

SITEMA. Beispielsweise bei hydraulischen Pressen,<br />

Portalen und Werkzeugmaschinen.<br />

Produktgruppen<br />

• Klemmköpfe<br />

• Absturzsicherungen<br />

• Linearbremsen<br />

• Hydraulisch, Pneumatisch, Elektrisch<br />

Smalley Europa<br />

www. smalley.com/de<br />

Das vor mehr als 50 Jahren gegründete Unternehmen<br />

Smalley Steel Ring Company ist zum Weltmarktführer<br />

bei der Fertigung und Entwicklung von Spirolox<br />

Sicherungsringen, Schnappringen mit einheitlichem<br />

Querschnitt und Wellenfedern geworden. Smalley hat<br />

mit der Einführung modernster Produkte die Messlatte<br />

vorgegeben und wird alles dafür tun, dass seine<br />

Innovationen den Weg in die Zukunft auch weiterhin<br />

aufzeigen.<br />

Harter GmbH<br />

www.besser-trocknen.de<br />

Die Kunst des Trocknens<br />

Die von Harter entwickelte Kondensationstrocknung<br />

mit Wärmepumpe vereint scheinbar widersprüchliche<br />

Qualitäten: niedrige Temperaturen, schonende Trocknung,<br />

hochwertige Ergebnisse, kurze Trocknungszeiten,<br />

individuelle Luftführung, integrierte Wärmepumpentechnik,<br />

energetisch geschlossenes System. Trocknungsanlagen<br />

Airgenex®, AIRGENEX®med und<br />

AIRGENEX®food für mehr Innovation.<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

WEITERBILDUNG<br />

Weitere Fakten zu Unternehmen, Details<br />

zum Angebots- und Leistungsspektrum<br />

finden Sie im Firmenverzeichnis auf<br />

industrieanzeiger.de.<br />

Unter folgendem Link gelangen Sie zur<br />

Übersicht aller Online-Firmenprofile.<br />

Bookmark!<br />

www.kem.de/firmenverzeichnis<br />

Ferdinand Gross GmbH & Co. KG<br />

www.schrauben-gross.de<br />

Ferdinand Gross ist Spezialist für Verbindungstechnik<br />

und C-Teile-Management und bietet Kunden und<br />

Partnern aus der Industrie maßgeschneiderte Dienstleistungen.<br />

Unser Sortiment reicht von Verbindungselementen<br />

über Werkzeuge bis zu Sonder anfertigungen.<br />

Wir sorgen für schnellste Verfügbarkeit von über<br />

107 000 Artikeln. Im Bereich C-Teile-Management<br />

bietet Ferdinand Gross kunden spezifische Lösungen<br />

zur Senkung Ihrer Beschaffungs kosten um bis zu 70 %.<br />

Technische Akademie Esslingen – TAE<br />

www.tae.de<br />

Die Technische Akademie Esslingen (TAE) mit Sitz in<br />

Ostfildern – nahe der Landeshauptstadt Stuttgart – ist<br />

seit über 60 Jahren für Unternehmen und Privatpersonen<br />

internationaler Partner für effektive Fort- und<br />

Weiterbildung.<br />

Mit rund 1000 Veranstaltungen, einem Kompetenznetzwerk<br />

von mehr als 4000 Referenten und über<br />

10 000 Teilnehmern pro Jahr gehören wir zu den größten<br />

Weiterbildungsanbietern im deutschsprachigen Raum.<br />

Auch in den Bereichen Studium und Ausbildung bietet<br />

die TAE jahrzehntelange Erfahrung. Sie finden bei uns<br />

berufsbegleitende Bachelor-, Master- und Online-<br />

Studiengänge, mit denen Sie Beruf und Studium perfekt<br />

verbinden.<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 83

INSERENTENVERZEICHNIS<br />

IMPRESSUM<br />

ACE Stoßdämpfer GmbH,<br />

Langenfeld .............................. 65<br />

Bauer Gear Motor GmbH,<br />

Esslingen ................................ 82<br />

Bohnert GmbH, Hardt ............. 82<br />

Bossard Deutschland GmbH,<br />

Illerrieden ................................ 82<br />

Clarion Events Deutschland<br />

GmbH, Bielefeld ..................... 49<br />

Deutsche Messe AG,<br />

Hannover ................................ 71<br />

Eichenberger Gewinde AG,<br />

CH-BURG AG ............................ 5<br />

Endress+Hauser Messtechnik<br />

GmbH+Co. KG,<br />

Weil am Rhein ................... 19–20<br />

Ferdinand Gross<br />

GmbH & Co KG,<br />

Leinfelden-Echterdingen ......... 83<br />

Harter GmbH, Stiefenhofen .... 83<br />

HELU KABEL GmbH,<br />

Hemmingen ............................ 23<br />

Höhl & Westhoff GmbH,<br />

Wuppertal ............................... 17<br />

BEILAGENHINWEIS<br />

VORSCHAU<br />

Bild: Christoph Landler/Konradin Mediengruppe<br />

Dieser Ausgabe liegt ein Prospekt folgender Firma bei:<br />

Tünkers Maschinenbau GmbH, Ratingen<br />

Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.<br />

Gunther Schulz, Geschäftsführender Gesellschafter,<br />

Rodriguez GmbH, Eschweiler<br />

igus GmbH, Köln ..................... 53<br />

Kistler Instrumente AG,<br />

CH-Winterthur ........................ 55<br />

KULLEN-KOTI GmbH,<br />

Reutlingen ......................... 82,85<br />

...................................................<br />

Lechler GmbH & Co.KG,<br />

Metzingen .............................. 83<br />

Karl Limbach & Cie. GmbH &<br />

Co. Metallwarenfabrik,<br />

Solingen .................................. 51<br />

maxon motor GmbH,<br />

München ................................ 86<br />

MICRO-EPSILON-MESS-<br />

TECHNIK GmbH & Co. KG,<br />

Ortenburg ................................. 3<br />

August Mink KG,<br />

Göppingen ................................ 7<br />

...................................................<br />

Neff Gewindetriebe GmbH,<br />

Weil im Schönbuch ................. 63<br />

R + W Antriebselemente<br />

GmbH, Klingenberg .................. 2<br />

RCT Reichelt Chemietechnik<br />

GmbH + Co., Heidelberg ... 59,83<br />

REIFF Technische Produkte<br />

GmbH, Reutlingen .................. 82<br />

Engineering-Know-how regelmäßig?<br />

<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong> Das Engineering Magazin/02/2<strong>01</strong>9/Druckstruktur_<strong>KEM</strong> - Seite 1<br />

Das<br />

Engineering<br />

Magazin<br />

<strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9<br />

Digitale und reale Dimensionen innovativer Produkte<br />

Digitaler Zwilling<br />

zündet Turbo<br />

<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />

Seite 24<br />

www.kem.de<br />

Titelstory Seite 32<br />

Ein sicherer Ort für<br />

Elektronik<br />

Verriegelungen<br />

wählen<br />

Sicherheitstechnik<br />

Seite 48<br />

Stahl und Alu<br />

sicher fügen<br />

Verbindungstechnik<br />

Seite 70<br />

ä h | C(ent)-Teile verdienen mehr Beachtu<br />

Schweizer GmbH & Co.KG,<br />

Reutlingen .............................. 83<br />

SITEMA GmbH & Co. KG,<br />

Karlsruhe ................................. 83<br />

Smalley Steel Ring Company,<br />

US-Lake Zurich, IL 60047 ....... 83<br />

STEGO – Elektrotechnik GmbH,<br />

Schwäbisch Hall ...................... 39<br />

Stoz Pumpenfabrik GmbH,<br />

Weingarten ............................. 27<br />

Technische Akademie<br />

Esslingen e.V., Ostfildern ........ 83<br />

Tünkers Maschinenbau GmbH,<br />

Ratingen ................................. 45<br />

Joachim Uhing GmbH & Co. KG,<br />

Flintbek ................................... 57<br />

untitled exhibitions GmbH,<br />

Stuttgart .................................. 41<br />

Sensor-Technik Wiedemann<br />

GmbH Steuer- und Regelelek -<br />

tronik, Kaufbeuren .................. 82<br />

WSCAD GmbH, Bergkirchen .. 11<br />

ZwickRoell GmbH & Co. KG,<br />

Ulm ......................................... 51<br />

Online finden Sie uns unter www.<br />

kem.de, auf Twitter unter @<strong>KEM</strong>-<br />

<strong>Konstruktion</strong><br />

Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> liefert monatlich Trend- und Praxiswissen für die<br />

Produktentwicklung. Schwerpunkte liegen auf dem Maschinen- und<br />

Anlagenbau, Sonderausgaben beleuchten detailliert auch angrenzende<br />

Branchen und Fachgebiete sowie Sonderthemen wie das Systems<br />

Engineering und die Automobilkonstruktion. Wenn Sie an einem<br />

Probeexemplar interessiert sind, schicken Sie uns doch ein Mail mit<br />

dem Betreff „Probe <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>“ an:<br />

kem.redaktion@konradin.de<br />

K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-0<br />

t chland GmbH – Seite 12<br />

In fast allen automatisierten Prozessen sorgen<br />

Wälzlager für Bewegung. Und auch Linearführungen<br />

und Linearantriebe sind in vielen unterschiedlichen<br />

industriellen Anwendungen im Einsatz. In beiden<br />

Bereichen ist Rodriguez zu Hause. Im Interview erklärt<br />

Gunther Schulz, Geschäftsführender Gesellschafter<br />

von Rodriguez, wieso die eigentliche Kernkompetenz<br />

seines Unternehmens kundenspezifische<br />

Systemlösungen sind.<br />

<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> 03-04/2<strong>01</strong>9 erscheint am 25.03.2<strong>01</strong>9<br />

INFO<br />

ISSN 1612–7226<br />

Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />

Verlag:<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />

Stellvertretende Chefredakteure:<br />

Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />

Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />

Korrespondent:<br />

Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 64<strong>01</strong>879<br />

Redakteure:<br />

Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />

Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 1520 5767159;<br />

Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;<br />

Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />

Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Carmelina Weber<br />

Phone +49 711 7594–257, Fax: –1257<br />

carmelina.weber@konradin.de<br />

Layout:<br />

Matthias Rösiger, Phone +49 711 7594–273<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />

Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 54 vom 1.10.2<strong>01</strong>8<br />

Auftragsmanagement:<br />

Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />

Leserservice:<br />

Ute Krämer,<br />

Phone +49 711 7594–5850<br />

Fax +49 711 7594–15850<br />

E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />

<strong>KEM</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos nur an<br />

qualifizierte Empfänger geliefert.<br />

Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und<br />

MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.<br />

Einzelverkaufspreis: 8,60 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />

Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />

werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist<br />

von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone <strong>01</strong>256<br />

862589, Fax <strong>01</strong>256 862182, E-Mail: media@jens.demon.<br />

co.uk Schweiz: IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstr.3,<br />

CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88, Fax +41 52<br />

633 08 99, E-Mail: f.stoll@iff-media.ch USA: TD.A. Fox Advertising<br />

Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />

Plaza, 19th Floor, New York, NY 100<strong>01</strong>, Phone +1 212<br />

8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />

Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />

nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />

eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />

erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.<br />

Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen<br />

gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />

des Verlages.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />

Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />

Printed in Germany.<br />

© 2<strong>01</strong>9 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen.<br />

EDA<br />

84 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

Brushed to last forever<br />

Wussten Sie, dass unsere Bürsten Helden auf See sind?<br />

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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9 85

All about<br />

Friedrichshafen<br />

12. – 13. März 2<strong>01</strong>9<br />

Stand 123, Halle 1B<br />

• Grösste Auswahl.<br />

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86 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> <strong>01</strong>-02 2<strong>01</strong>9

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