DER KONSTRUKTEUR 3/2019
DER KONSTRUKTEUR 3/2019
DER KONSTRUKTEUR 3/2019
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19073<br />
03 MÄRZ <strong>2019</strong><br />
AM PULS <strong>DER</strong> TECHNIK<br />
16 I WILLKOMMEN IN<br />
<strong>DER</strong> NANO-WELT<br />
42 I SCHLANKE<br />
KOLLABORATION<br />
TITELSTORY<br />
FLÜSSIGE<br />
BEWEGUNGEN<br />
DerKonstrukteur.de<br />
STEFAN LOOCKMANN-RITTICH:<br />
„UNSERE MASCHINENELEMENTE<br />
AUS KUNSTSTOFF SPIELEN IN<br />
<strong>DER</strong> FLUIDTECHNIK IHRE<br />
VORTEILE AUS“
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01.-05.04.<strong>2019</strong><br />
Halle 17 IStand B40<br />
©<strong>2019</strong> SCHUNK GmbH &Co. KG<br />
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EDITORIAL<br />
AN <strong>DER</strong> SCHWELLE<br />
Martina Klein<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
m.klein@vfmz.de<br />
Durch die Digitalisierung hat sich unser Arbeiten radikal verändert.<br />
Noch vor gut 15 Jahren haben wir hier im Verlag die Layoutseiten,<br />
die wir an die Druckerei geliefert haben, aus Papierschnipseln mit<br />
Klebstoff zusammengebastelt – heute unvorstellbar. Und auch Sie<br />
als Konstrukteure sind längst vom Reißbrett an den PC umgezogen.<br />
Aber damit nicht genug, der Wandel setzt sich fort. Software und<br />
auch Hardware werden immer leistungsfähiger. Wir setzen eine<br />
Brille auf und tauchen ein in virtuelle Welten. Produkte<br />
wachsen im 3D-Drucker quasi aus dem Nichts. Und jetzt<br />
stehen Sie, liebe Konstrukteure, an einer Schwelle, die nicht<br />
nur Ihre Arbeitsweise, sondern Ihr komplettes Berufsbild<br />
verändern wird.<br />
Bislang gehörte es zu Ihren Kernaufgaben, die<br />
Konstruktionsentwürfe anzufertigen. Das Produkt<br />
entstand – mit Unterstützung von Software – in Ihrem<br />
Kopf. Das könnte künftig anders laufen. Denn beim<br />
generativen Design werden heute schon dank KI-Technologien<br />
Hunderte von Designentwürfen erstellt und analysiert – auf Basis<br />
von Daten und Parametern, die vorher festgelegt wurden. Die Rolle<br />
des Konstrukteurs ist es, prüfend einzugreifen, die Aufgabenstellung<br />
zu verfeinern und am Ende den richtigen Entwurf auszuwählen. Es<br />
wird also möglich, Dinge zu entwickeln, die unsere Vorstellungskraft<br />
übersteigen. Umso anspruchsvoller ist es, all dies im Griff zu<br />
behalten und die richtige Entscheidung zu treffen.<br />
In unserem Special „Digitale Produktentwicklung“ ab Seite 30 haben<br />
wir spannende Beispiele und Standpunkte zu dieser Entwicklung<br />
zusammengestellt.<br />
Ich wünsche Ihnen das richtige Händchen und bin gespannt, wie es<br />
weitergeht … Wir bleiben dran!<br />
Robuste Wegsensoren, berührungslos,<br />
schockfest? Hier sind sie!<br />
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INHALT<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
03 Editorial: An der Schwelle<br />
06 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> persönlich:<br />
Manuel Bronner<br />
08 Konstruktion 2025:<br />
Was eine gute Motorsteuerung können muss<br />
10 Whiteboard: Fließend<br />
Hydraulikzylinder und darüber hinaus –<br />
Klaus Wagner geht neue technische Wege<br />
08<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
12 Induktives Wegmesssystem:<br />
Den richtigen Abstand bewahren<br />
16 Interferometrischer Messsensor:<br />
Willkommen in der Nano-Welt<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
18 Antriebslösungen: Hoch hinaus<br />
FLUIDTECHNIK<br />
22 TITELSTORY<br />
Gleitlager, Gewindespindeln und Gelenklager:<br />
Flüssige Bewegungen<br />
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
26 Anziehende Formteile<br />
SERVICE<br />
41 Inserentenverzeichnis<br />
43 Impressum<br />
43 Vorschau<br />
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16<br />
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4 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
SPECIAL<br />
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
30 Generatives Design: Mensch und Maschine:<br />
Gemeinsam Neues schaffen!<br />
22 KLARTEXT<br />
Herausforderung digitale Produktentwicklung<br />
36 CAD, Simulation, Datenplattform:<br />
Die Vernetzung zählt!<br />
38 Elektrokonstruktion – ein Universum im Universum<br />
42 PLM-System: Schlanke Kollaboration<br />
38<br />
Sicher.<br />
42<br />
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HANNOVER MESSE <strong>2019</strong><br />
Halle 9, Stand D17
MANUEL BRONNER<br />
arbeitet in der Entwicklung<br />
im Bereich optoelektronischer<br />
Sensoren bei Balluff in<br />
Neuhausen a. d. F. Seit 18 Jahren<br />
beschäftigt er sich mit optischen<br />
Sensoren und berührungsfreier<br />
Temperaturmessung.<br />
Was brachte Sie in die Welt der Sensoren?<br />
Wie so oft im Leben der glückliche Zufall.<br />
Während eines Praxissemesters hatte ich<br />
die Gelegenheit, mich bei einem großen<br />
Automobilzulieferer in Reutlingen mit<br />
Sensoren auf Halbleiterebene zu beschäftigen.<br />
Das hat mein Interesse an<br />
der Sensorik geweckt.<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Was fasziniert Sie an optischen<br />
Messverfahren?<br />
Mich reizt vor allem die Vielfalt der Aufgaben.<br />
So gibt es nicht nur bei der Elektronikentwicklung,<br />
sondern auch in der Optik und<br />
der Fertigungstechnik trotz vieler Jahre<br />
Berufserfahrung noch täglich Neues zu<br />
lernen. Dabei macht es einfach Spaß, an<br />
der vordersten Front der Technik dabei zu<br />
sein. Besonderes Potenzial hat in meinen<br />
Augen die optische Temperaturmessung,<br />
mit der ich mich viel beschäftige.<br />
Was würden Sie gerne einmal entwickeln?<br />
Einen Sensor, der mehrere verschiedene<br />
Sensorprinzipien vereint. Jedes moderne<br />
Smartphone beinhaltet heute schon eine<br />
Vielzahl von Sensoren. Ich denke, dieses<br />
Prinzip wird zukünftig auch in die Industrie<br />
Einzug halten. Die intelligente Verknüpfung<br />
mehrerer Funktionsprinzipien schafft aus<br />
meiner Sicht neue Möglichkeiten im Bereich<br />
Condition Monitoring und Predictive<br />
Maintenance.<br />
Tüfteln Sie auch in Ihrer Freizeit?<br />
Ich habe in der Vergangenheit überall<br />
dort viel getüftelt, wo technisches Geschick,<br />
Fingerfertigkeit und Genauigkeit gefragt<br />
waren. Vor allem der Eigenbau von Synthesizern<br />
hat mich begeistert. Heute widme ich<br />
mich eher sportlichen Aktivitäten mit der<br />
Familie: Dazu zählen gemeinsame Radtouren<br />
und neuerdings auch Gerätetauchen.<br />
MANUEL BRONNER<br />
ENTWICKLER UND TECHNISCHER<br />
PROJEKTLEITER, BALLUFF GMBH,<br />
NEUHAUSEN A.D.F.<br />
ICH WÜRDE GERNE MAL<br />
EINEN SENSOR ENTWICKELN,<br />
<strong>DER</strong> VERSCHIEDENE SENSOR-<br />
PRINZIPIEN VEREINT<br />
6 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
Einfach mehr Leistung<br />
1. –5. April <strong>2019</strong><br />
Halle 22 · Stand D43<br />
Wir machen es Ihnen einfach, die Leistung Ihrer Maschinen und Anlagen zu erhöhen<br />
und die Kosten zu senken – mit smarten Lösungen von der Komponente<br />
bis zur Cloud. Ob einzelnes Wälzlager oder komplettes Industrie 4.0-Paket, in<br />
jeder Schaeffler-Lösung steckt unser spezielles Know-how. Dabei haben wir<br />
immer Ihr gesamtes System im Blick, wenn es darum geht, unsere Produkte noch<br />
leistungsfähiger zu machen, zusätzliche Funktionen zu integrieren und Services<br />
perfekt in Ihre Prozesse einzubinden.<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe.<br />
Ihr kostenloses Ticket erhalten Sie ganz einfach hier:<br />
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KONSTRUKTION 2025<br />
WAS EINE GUTE<br />
MOTORSTEUERUNG<br />
KÖNNEN MUSS<br />
Wie haben sich Motorsteuerungen in den letzten<br />
Jahren entwickelt?<br />
Mit dem schnellen Wandel der IT haben sich auch<br />
die Möglichkeiten bei den Steuerungen rasant<br />
entwickelt. Früher ging es lapidar ausgedrückt<br />
lediglich darum, den Motor drehen zu lassen. Heute<br />
sind die Anforderungen vielschichtiger. Themen<br />
wie Diagnostik, Vernetzung oder funktionale Sicherheit<br />
gewinnen zunehmend an Relevanz – es geht<br />
nicht mehr bloß um Steuerungen im eigentlichen<br />
Sinn, sondern um kleine Komplettsysteme.<br />
Was muss denn eine gute Steuerung heute<br />
können?<br />
Eine gute Motorsteuerung muss auf der einen Seite<br />
sehr viel Funktionalität mitbringen und sich flexibel<br />
einsetzen lassen. Auf der anderen Seite muss sie<br />
einfach in Betrieb zu nehmen und zu bedienen<br />
sein. Dieser Spagat zählt zu den großen Herausforderungen,<br />
denen Steuerungshersteller heute<br />
ausgesetzt sind. Effizienz und Kompaktheit sind<br />
zudem oft ausschlaggebende Punkte.<br />
Welche Arten von Motorsteuerungen bieten Sie?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Unser Portfolio deckt von einfachen Strom- und<br />
Drehzahlreglern bis hin zu hochdynamischen<br />
Motion-Controllern alles ab. Nicht zu vergessen<br />
sind die motorintegrierten Steuerungen. Und<br />
natürlich bieten wir auch kundenspezifische<br />
Lösungen. Es ist sogar so, dass die Mehrheit<br />
unserer verkauften Steuerungen kundenspezifische<br />
Lösungen sind: von einer kleinen Firmwareanpassung,<br />
die schon für kleine Stückzahlen Sinn macht,<br />
bis hin zu maßgeschneiderten, kompletten<br />
Applikations lösungen – auch im hochvolumigen<br />
Bereich.<br />
Was wollen Sie Anwendern mit Ihren Steuerungen<br />
bieten?<br />
Der große Vorteil liegt in der optimalen Abstimmung<br />
der einzelnen Komponenten aufeinander.<br />
Gerade die Ansteuerung unserer hochdynamischen,<br />
niederinduktiven Motoren erfordert in der Praxis<br />
eine passende Steuerung, um die Vorteile unserer<br />
Antriebe auch wirklich nutzen zu können. Hier<br />
scheitern viele Produkte spätestens bei der manuellen<br />
Reglerabstimmung. Unsere langjährig entwickelten<br />
Algorithmen für ein automatisches Tuning<br />
machen diesen Schritt dagegen kinderleicht.<br />
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LEITER MOTION CONTROL<br />
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STEUERUNG MUSS SEHR<br />
VIEL FUNKTIONALITÄT UND<br />
FLEXIBILITÄT MITBRINGEN<br />
8 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
SONJA WIEDEMANN ÜBERNIMMT MEHRHEIT BEI STW<br />
Die Firmengruppe um Sensor-Technik Wiedemann (STW) wird an die nächste<br />
Generation übergeben. Sonja Wiedemann, Tochter der Firmengründer, übernimmt<br />
mehrheitlich die Anteile an der Holding. Sonja Wiedemann ist seit 2013<br />
Geschäftsführerin der Wiedemann Holding, zu der auch die Schwesterfirma Kaufbeurer<br />
Mikrosysteme Wiedemann (KMW) gehört. Ihre Eltern, die Firmengründer<br />
Katharina und Wolfgang Wiedemann, halten weiterhin gemeinsam einen Minderheitsanteil<br />
an der Firmengruppe. Wolfgang Wiedemann hat den Vorsitz des Beirats<br />
der Wiedemann Holding übernommen. Werner Sill, bis Ende 2018 Vorsitzender des<br />
Beirats, wechselt in die Geschäftsführung der Holding und wird dort gemeinsam<br />
mit Sonja Wiedemann die Geschäfte führen. Heute umfasst das Portfolio der<br />
Unternehmen Elektronikprodukte und Softwarelösungen für die Digitalisierung,<br />
Automatisierung und Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen sowie Sonderlösungen<br />
für Maschinenbau und Industrieanwendungen.<br />
www.stw-mm.de<br />
KAI KUPPLUNG AUF <strong>DER</strong><br />
HANNOVER MESSE <strong>2019</strong><br />
Kai Kupplung, der virtuelle<br />
Mitarbeiter der R+W Antriebselemente<br />
GmbH, begrüßt Besucher<br />
auf der Hannover Messe<br />
vom 1. bis 5. April <strong>2019</strong> – auf<br />
dem Messegelände oder dem<br />
R+W Messestand. Er lädt zum<br />
Verweilen in der R+W Lounge<br />
in Halle 25, Stand C30 ein.<br />
T H E B E N C H M A R K I N B E A R I N G S<br />
Während eines stressigen Messetags<br />
können Messebesucher bei<br />
R+W in der Lounge Ihre Akkus<br />
sprichwörtlich aufladen und<br />
etwas zur Ruhe kommen. In entspannter<br />
Atmosphäre können<br />
die zahlreichen Informationen<br />
des Messebesuchs leichter<br />
aufgenommen und bei einem<br />
kostenfreien Getränk im Dialog<br />
vertieft werden. Auf 120 m²<br />
zeigt R+W Exponate aus der<br />
digitalen Welt der Präzisionsund<br />
Indus triekupplungen.<br />
Wer Kai treffen und/oder einen<br />
Platz in der R+W Lounge erhalten<br />
möchte, kann dies unter dem<br />
folgenden Weblink vereinbaren:<br />
https://www.rw-kupplungen.de/<br />
messen/hannover-messe/<br />
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Where our expertise lies...<br />
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+ MEDICAL & HEALTHCARE<br />
+ MOTORCYCLE<br />
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+ REPLACEMENT MARKET<br />
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WHITEBOARD<br />
FLIESSEND<br />
HYDRAULIKZYLIN<strong>DER</strong><br />
UND DARÜBER HINAUS –<br />
KLAUS WAGNER GEHT<br />
NEUE TECHNISCHE WEGE<br />
Die Hydraulik steht bei Hänchen<br />
im Fokus, aber das ist längst<br />
nicht alles, oder?<br />
Carbonfaserverstärkte<br />
Kunststoffe sind nicht neu. Was<br />
ist die Innovation an Ihrem<br />
Werkstoff H-CFK?<br />
Welche Trends spüren Sie in der<br />
Industrie?<br />
Ihr Hydraulikwissen geben Sie<br />
auch weiter?<br />
Wissen vermitteln – ist das auch<br />
privat für Sie ein Thema?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Bilder: Herbert Hänchen GmbH & Co. KG<br />
10 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
KLAUS WAGNER<br />
LEITER FORSCHUNG UND INNOVATION, HERBERT<br />
HÄNCHEN GMBH & CO. KG, OSTFIL<strong>DER</strong>N
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
DEN RICHTIGEN<br />
ABSTAND BEWAHREN<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Mit Präzision, Geschwindigkeit und<br />
Temperaturstabilität punktet dieses induktive<br />
Wegmesssystem und ist mit seiner robusten<br />
Bauweise darüber hinaus besonders gut für die<br />
Spaltmessung an Lagern in rauen Umgebungen<br />
vorbereitet.<br />
Das System EddyNCDT 3060 von Micro-Epsilon basiert auf<br />
dem Wirbelstromverfahren und ist zur präsisen Weg- und<br />
Abstandsmessung konzipiert. Aufgrund der robusten Bauweise<br />
und der hohen Messgenauigkeit wird es zur Überwachung<br />
des Schmierspalts und der thermischen Ausdehnung<br />
ebenso wie zur Bestimmung von Wellenbewegungen und Rundlauf<br />
von Maschinenteilen und Antriebskomponenten eingesetzt. Das<br />
induktive Wegmesssystem besteht aus einem kompakten Controller,<br />
einem Sensor sowie einem Kabel und ist werkseitig auf ferromagnetische<br />
bzw. nicht ferromagnetische Materialien abgestimmt. Mit<br />
über 400 kompatiblen Sensormodellen, der hohen Genauigkeit<br />
und der intelligenten Signalverarbeitung bietet die Produktreihe<br />
Eddy NCDT 3060 eine hohe Anwendungsvielfalt.<br />
Autor: Dipl.-Ing. Stefan Stelzl, Produktmanager Sensorik,<br />
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG, Ortenburg<br />
Sensor und Controller sind aktiv temperaturkompensiert, sodass<br />
auch bei Temperaturschwankungen eine sehr hohe Messgenauigkeit<br />
bis in den Mikrometerbereich erreicht wird. Die Sensoren sind für<br />
Umgebungstemperaturen bis maximal + 200 °C und einen Umgebungsdruck<br />
bis 20 bar ausgelegt. Messungen erfolgen mit einer<br />
Grenzfrequenz von bis zu 20 kHz. Die kompakte Bauform des<br />
Controllers und die Feldbusanbindung ermöglichen zudem eine<br />
einfache Integration in Maschinen und Anlagen.<br />
INDIVIDUELLE ANPASSUNGSMÖGLICHKEITEN<br />
Eine weitere Besonderheit stellt die abstandsunabhängige Mehrpunktkalibrierung<br />
dar, mit der neben der werksseitigen Kalibrierung<br />
zusätzlich eine kundenseitige Feldlinearisierung erfolgen kann. Es<br />
besteht die Möglichkeit mit der Controllerausführung DT3061 eine<br />
5-Punkt-Linearisierung durchzuführen und damit die Messgenauigkeit<br />
nochmals zu steigern. Das DT3061 bietet darüber hinaus<br />
Schalt- und Temperaturausgänge sowie die Speicherung von Mehrfachkennlinien.<br />
Die Parametrierung des EddyNCDT 3060 erfolgt<br />
über ein modernes, bedienerfreundliches Webinterface, das über<br />
die Ethernet-Schnittstelle aufgerufen wird.<br />
SPALTANALYSE IN AXIALKOLBENPUMPEN<br />
Seine Stärken spielt das Wirbelstrommesssystem unter anderem<br />
bei der Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen aus. Dort überwachen<br />
die Sensoren auf kleinstem Raum sogenannte Dichtspalte, bei<br />
gleichzeitig hohen Drehzahlen und rauen Umgebungsbedingungen.<br />
12 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
Axialkolbenpumpen wandeln mechanisch gewonnene Bewegungsenergie<br />
in hydraulische Energie um. Häufig werden sie in Arbeitsmaschinen<br />
verwendet, die neben ihrer Fortbewegung gleichzeitig<br />
INDUKTIVE SENSOREN AUF WIR-<br />
BELSTROMBASIS ERMÖGLICHEN<br />
EINE ECHTZEIT-ANALYSE<br />
hydraulische Bewegungen wie Heben, Drehen oder Greifen z. B.<br />
über Schaufeln oder Kranausleger ausführen. Um hydraulischen<br />
Druck aufzubauen, rotiert im Inneren der Pumpe ein Zylinder mit<br />
Kolben zwischen zwei fixierten Platten. Über diese Platten kann der<br />
gewünschte Druck durch Regulierung der Durchflussöffnung<br />
gesteuert werden.<br />
Damit sich die verbundenen mechanischen Teile optimal und<br />
möglichst lange drehen können, sollte die Reibung minimal sein.<br />
Deshalb sind zwischen den Bauteilen schmale Spalte vorhanden, die<br />
gleichzeitig optimale Gleiteigenschaften aufweisen. Meist sind diese<br />
Spalte unter 20 µm, teilweise sogar unter 10 µm breit. Neben der<br />
Reibungs reduzierung haben die Dichtspalte auch die Aufgabe das<br />
Hydrauliköl im Kreislauf zu halten und beeinflussen damit die Wirkungsweise<br />
der Maschinen maßgeblich. Veränderungen im Spalt<br />
können zu Druckverlust bis hin zum Ausfall der Pumpe führen. Das<br />
Verhalten des Spaltes wird daher am Teststand gemessen, um die<br />
Konstruktion der Pumpen möglichst optimal auslegen zu können.<br />
01 Das Wirbelstrommesssystem ist<br />
prädestiniert für schnelle, berührungslose<br />
Wegmessungen auf metallische Messobjekte<br />
Bisher waren Spaltmessungen im Inneren der Pumpen wegen der<br />
extremen Anforderungen nicht möglich. Die eingesetzten Sensoren<br />
liefern auch bei hohen Drehzahlen, hohen Drücken und Temperaturen<br />
über + 100 °C präzise Ergebnisse. Des Weiteren sind die Pumpen<br />
äußerst kompakt gebaut, was den verfügbaren Platz zur Integration<br />
von Sensorik deutlich einschränkt. Dank kleinster Sensorbauformen<br />
und ihrer hohen Druck- und Temperaturstabilität sind die induktiven<br />
Miniatursensoren der Reihe EddyNCDT prädes tiniert für diese<br />
Applikation. Im Teststand zur Evaluierung der Pumpen wird daher<br />
das Wirbelstrom-Messsystem eingesetzt. Dadurch lassen sich<br />
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Dipl.-Ing. Stefan Stelzl,<br />
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bei Micro-Epsilon<br />
Das Wirbelstrommesssystem<br />
Eddy NCDT 3060 lässt sich mit dem<br />
Sensorportfolio von Micro-Epsilon<br />
mühelos kombinieren. Dieses<br />
besteht aus über 400 kompatiblen<br />
Sensormodellen. Bei einem hervorragenden<br />
Preis-Leistungs-Verhältnis<br />
wird eine in diesem Sektor bisher<br />
unerreichte Auflösung zusammen<br />
mit hoher Performance und maximalem<br />
Bedienkomfort erreicht.<br />
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mikro metergenaue Messungen der Spalte<br />
realisieren, woraus schließlich Analysen<br />
erstellt werden, um die Effizienz von Axialkolbenpumpen<br />
zu optimieren. Auch bei<br />
der Überwachung des Ölspalts an hydrostatischen<br />
Lagern kommt das Messsystem<br />
zum Einsatz.<br />
LAGERSPALTMESSUNG IN<br />
WINDKRAFTANLAGEN<br />
Windkraftanlagen besitzen typischerweise<br />
zwei Hauptlager, in denen die Rotorwelle<br />
läuft. Diese müssen aus Sicherheits- und<br />
Kostengründen rund um die Uhr kontrolliert<br />
werden. Die Über wachung des Lagerspalts,<br />
der sich zwischen Lagerfläche und<br />
Antriebswelle befindet, gilt als eine der<br />
zentralen Messaufgaben. Ein Ölfilm im<br />
Lagerspalt verhindert den direkten Kontakt<br />
von Lagerfläche und Welle. Bessere Gleiteigenschaften<br />
des Lagers er höhen den Wirkungsgrad<br />
und verlängern dadurch die<br />
Lebensdauer. Die Breite des Lagerspalts ist<br />
die ausschlaggebende Größe für diese<br />
Gleiteigenschaft. Aus der Größe des Lager-<br />
Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe, Halle 25 Stand D30<br />
02 Bei der Spaltanalyse in Axialkolbenpumpen überwachen<br />
die Sensoren auf kleinstem Raum sogenannte Dichtspalte<br />
spalts lassen sich Rückschlüsse auf den<br />
Verschleiß ziehen. Nimmt die Spaltbreite<br />
ab, bedeutet das gleichzeitig eine Verringerung<br />
des Ölfilms, wodurch die Lagerkomponenten<br />
stärker abgenutzt werden. Hohe<br />
Temperaturen und schneller Verschleiß bis<br />
hin zum Lagerschaden wären die Folge. Im<br />
Extremfall steht die Anlage still und versursacht<br />
dadurch hohe Servicekosten.<br />
Bisher wurden Lagerspalte nur taktil<br />
während eines Stillstandes gemessen. Induktive<br />
Sensoren auf Wirbelstrombasis<br />
von Micro- Epsilon erfassen dagegen Messwerte<br />
im laufenden Betrieb der Anlage und<br />
ermöglichen dadurch eine zuverlässige<br />
und wirtschaftliche Echtzeit-Analyse. Möglich<br />
sind sowohl der Einsatz am Prüfstand<br />
als auch die Serienintegration. Ideal ist<br />
ein Serieneinsatz, da bereits bei der Montage<br />
und Inbetriebnahme der Anlage die<br />
korrekte Ausrichtung und präzise Justage<br />
erfolgen können.<br />
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14 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
ABSTANDSSENSOREN MIT ERWEITERTEN PARAMETEROPTIONEN<br />
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Mit Alphaprox stellt Baumer neue induktive Abstandssensoren mit IO-Link vor.<br />
Neben mikrometergenauen Abstandswerten stehen damit zwei Schaltpunkte,<br />
Zählwerte, Schaltfrequenz und Diagnosedaten zwecks Auswertung direkt zur<br />
Verfügung. Durch erweiterte Parameteroptionen mit IO-Link sollen sich die<br />
distanzmessenden Induktivsensoren zudem bestmöglich auf spezifische<br />
Applikationen einstellen lassen. IO-Link ermöglicht ferner den Sensortausch per<br />
plug-and-play, ohne dass eine erneute, manuelle Parametrierung erforderlich<br />
ist. Alphaprox Sensoren mit IO-Link eignen sich insbesondere für Positionsmessungen<br />
von Greiferbacken, Losgrößenzählung, Regelung und Überwachung von<br />
Bandspannungen oder die Steuerung von Vibrationsförderern durch Frequenzund<br />
Hubmessung. Die neuen Sensoren sind in zylindrischer Bauform in Größen<br />
von durchschnittlich 6,5 mm bis M30 erhältlich. Sie verfügen über eine skalierbare<br />
lineare Kennlinie, erfassen Objekte und messen Distanzen über Messbereiche<br />
von bis zu 18 mm.<br />
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und Zubehör<br />
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Maschinen und Anlagen mit<br />
Siemens-Steuerungen bietet<br />
Heidenhain absolute Drehgeber<br />
mit Drive-Cliq-Schnittstelle an.<br />
Sie liefern Positions- und Betriebsdaten<br />
sicher und direkt an die<br />
Steuerungen. Weil jede Applikation<br />
spezifische Anforderungen<br />
z. B. an die Mechanik oder die<br />
Genauigkeit des Drehgebers hat,<br />
gibt es mehrere Varianten. Zum<br />
Programm gehören optische und<br />
induktive Drehgeber. Während<br />
die optischen Drehgeber höhere<br />
Genauigkeiten ermöglichen, sind<br />
induktive Drehgeber sehr robust<br />
und unempfindlich gegen<br />
Verschmutzungen. Dazu haben<br />
sie kompaktere Baumaße. Neben<br />
Singleturn- stehen auch Multiturn-Drehgeber<br />
mit Getriebe<br />
für das Zählen der vollen Umdrehungen<br />
zur Wahl, es gibt dabei<br />
Varianten mit und ohne Eigenlagerung<br />
sowie mit unterschiedlichen<br />
Wellenausführungen und<br />
-durchmessern. Alle Drehgeber<br />
dieses Programms sind für<br />
sicherheitsgerichtete Anwendungen<br />
nach SIL 2 bzw. Kat. 3,<br />
Performance Level „d“ zertifiziert.<br />
Schon heute steht Ihnen als Geschäftskunde ein<br />
umfangreiches Sortiment zur Verfügung. Das ist uns<br />
nicht genug, deshalb haben wir in den ersten drei<br />
Monaten des Jahres bereits 60.000 neue Produkte<br />
im Bereich Automation und Zubehör aufgenommen<br />
und halten nun in Summe über 2 Mio. Produkte auf<br />
unserem Marktplatz für Sie zur Auswahl bereit.<br />
Mit zusätzlichen Produkten der Marken Festo,<br />
Schneider Electric, Merten, Ritto, Bosch, Siemens,<br />
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weiteren sind wir heute für Ihren Bedarf noch<br />
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<strong>DER</strong> NANO-WELT<br />
Autor: Dr.-Ing. Danilo Schmidt, Produktmanager,<br />
attocube systems AG, München<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Mikro war gestern, Nano ist angesagt – die<br />
Präzision erreicht auch im Maschinenbau<br />
neue Dimensionen. Ein interferometrischer<br />
Messsensor soll jetzt Positionen und<br />
Bewegungen gleichzeitig in bis zu drei Achsen<br />
mit einer digitalen Auflösung von einem<br />
Milliardstel Millimeter messen können.<br />
Der technische Fortschritt unserer Zeit liegt ganz klar in der<br />
Miniaturisierung und in der damit verbundenen zunehmenden<br />
Präzision von Produkten. Dem muss der Maschinenbau<br />
mit seinen Produktionsmaschinen folgen. Während<br />
höchste Präzisionsanforderungen bis in den Sub-Nanometerbereich<br />
in der Halbleiterfertigung, der Produktronik und der Optik seit langem<br />
üblich sind, erreicht die Nanowelt heute auch den Maschinenbau<br />
und löst das Denken in µm zunehmend ab. So sind beispielsweise im<br />
Präzisionsgetriebebau höhere Teilungsgenauigkeiten ein geeignetes<br />
Mittel, die inneren Kräfte an den Verzahnungen besser zu verteilen.<br />
Präziser gefertigte Zahngeometrien führen zu geringeren Spannungs-<br />
spitzen und höherer Belastbarkeit. Die Präzisionsfertigung und folglich<br />
auch die Messung im Sub-Mikrometerbereich sind eine wichtige<br />
Voraussetzung, bestehende mechanische Systeme zu noch mehr<br />
Leistungsdichte zu entwickeln. Schließlich vergrößert auch die Miniaturisierung<br />
von Produkten und die damit einhergehende Anpassung<br />
von Produktionsprozessen den Entwicklungsdruck vom Mikrometer-<br />
in den Nanometerbereich – und dies nicht nur in der<br />
Antriebstechnik, sondern in einer steigenden Anzahl von Branchen<br />
und Produkten. Folgerichtig eröffnet sich dem IDS3010 von Attocube<br />
Systems – der als Bewegungssensor mit Weg, Geschwindigkeit und<br />
Beschleunigung gleichzeitig mehrere physikalische Größen erfassen<br />
kann – ein breites Anwendungsfeld.<br />
INTERFEROMETRIE IM INDUSTRIEGERECHTEN DESIGN<br />
Im Gegensatz zu früheren interferometrischen Messsystemen erfüllt<br />
der IDS3010 die Anforderungen an ein industriegerechtes und<br />
platzsparendes Design. So besteht der berührungslos arbeitende<br />
Sensor aus einer äußerst kompakten Basiseinheit, an die bis zu drei<br />
Miniatur-Sensorköpfe mit Glasfaserkabel angeschlossen werden<br />
können. Der IDS3010 kann direkt auf dem Objekt, beispielsweise<br />
einem Spindelkopf, einem Werkzeug oder einem Messtaster messen.<br />
Dabei erreicht er bei Messdistanzen von bis zu 5 m eine Auflösung<br />
im Nanometerbereich. Die ultimative Präzision wurde von der<br />
Fußnote: 1 erweiterte Messunsicherheit:<br />
Der IDS3010 kann mit<br />
unterschiedlichen Sensorköpfen<br />
für unterschiedliche Einbaubedingungen,<br />
Materialoberflächen<br />
und Umgebungsbedingungen<br />
betrieben werden
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK<br />
Physikalisch-Technischen Bundesanstalt PTB in Braunschweig<br />
überprüft: bezogen auf einen Messbereich von 0 bis 3 000 mm misst<br />
und bestätigt sie die systematische Messabweichung von 0,0 ppm 1 .<br />
Mit dieser enorm hohen Präzision ist der Sensor in der Lage,<br />
anbau- und prinzipbedingte Messfehler aufgrund von Spiel, Verschleiß,<br />
Verformung, temperaturbedingten Längenänderungen<br />
oder anderen Einflüssen vollständig zu eliminieren. Die Abtastung<br />
ruhender oder bewegter Objekte erfolgt bei Geschwindigkeiten bis<br />
2 m/s mit einer Messbandbreite von 10 MHz – in jeder hundertstel<br />
μs wird also ein Messwert generiert, der alle relevanten Informationen<br />
der Position oder Bewegung enthält.<br />
Ein weiteres Merkmal des IDS3010 ist seine nahezu uneingeschränkte<br />
Konnektivität. Über den integrierten Webserver lässt sich<br />
der IDS3010 bei der Inbetriebnahme initialisieren, konfigurieren, für<br />
den Datenaustausch einrichten oder auch in Industrie-4.0-Anwendungen<br />
einbinden. Im Betrieb ermöglichen verschiedene Echtzeit-<br />
Schnittstellen und Protokolle die Übertragung der Positionsdaten.<br />
Optional können die Messdaten mit der Messsoftware Wave dar gestellt<br />
und verarbeitet werden. Der Webserver erlaubt es, den Messsensor<br />
bei Bedarf aus der Ferne zu bedienen und zu überwachen.<br />
BREITES EINSATZSPEKTRUM<br />
Zu den Einsatzmöglichkeiten des IDS3010 gehören die Kalibrierung<br />
von Achsen in Werkzeug- und Koordinatenmessmaschinen, der<br />
Einsatz als Mess- und Prüfmittel in Feinmessräumen, Vibrationsmessungen<br />
an Produktionsmaschinen sowie die Integration für<br />
kundenspezifische Anwendungen.<br />
Durch seine kompakte Bauform und seine kleinen Sensorköpfe ist<br />
der IDS3010 leicht und flexibel in Maschinen integrierbar – das macht<br />
den interferometrischen Messsensor auch für OEM-Anwendungen<br />
interessant. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz des IDS3010 in interferometrischen<br />
OEM-Komplettsystemen für Mess- und Werkzeugmaschinen,<br />
Roboter und räumliche Strukturen. In einem solchen System<br />
zur volumetrischen Kompensation von Abweichungsparametern, das<br />
auf mittelgroße bis sehr große 3- bis 6-Achs-Maschinen ausgelegt ist,<br />
werden mit dem Messsensor von Attocube Systems in vollautomatischen<br />
Messabläufen alle 21 systematischen Geometrieabweichungen<br />
einer 3-Achs-Maschine ermittelt, die ein Werkzeug oder ein Taster<br />
innerhalb des Maschinenraums eines Multisensor-Messsystems,<br />
eines Koordinatenmessgeräts oder einer Hochpräzisions-Werkzeugmaschine<br />
aufweisen kann. Die entsprechenden Korrekturdaten werden<br />
danach im maschinenspezifischen Format zur volumetrischen<br />
Kompensation bereitgestellt. Weitere OEM-Anwendungen sind unter<br />
anderem in der Halbleiterindustrie anzutreffen. Hier wird beispielsweise<br />
in Prozessen, die im Hochvakuum stattfinden, höchste messtechnische<br />
Genauigkeit gefordert. Unabhängig von der konkreten<br />
OEM-Aufgabenstellungen kann der IDS3010 durch seine Modularität<br />
als maßgeschneidertes Subsystem entworfen und kundenspezifisch<br />
an verschiedene Anwendungen angepasst werden.<br />
AUF DEN PUNKT GEBRACHT<br />
Der IDS3010 schlägt auf industriegerechte und wirtschaftlich effiziente<br />
Weise die Brücke von der Mikro- zur Nanowelt. Damit wird<br />
der Messsensor auch in vielen weiteren Anwendungsfeldern zu einer<br />
wegbereitenden Technologie mit hoher Investitions- und Zukunftssicherheit.<br />
Bilder: attocube; fotoliaxrender/ Fotolia.de (Hintergrund Aufmacherbild)<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
Becherwerke zum vertikalen Fördern<br />
großer Mengen von Schüttgütern<br />
kommen in den verschiedensten<br />
Branchen zum Einsatz. Um jedem<br />
Schüttguttyp gerecht zu werden,<br />
ist deshalb eine Vielzahl an<br />
Konstruktionsprinzipien und<br />
Antriebskonzepten entstanden.<br />
Ein Antriebsspezialist kennt die<br />
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Anforderungen genau und unterstützt<br />
die Hersteller mit effizienten und<br />
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Antriebslösungen.<br />
HINAUS<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Die auch als Elevatoren bekannten Becherwerke<br />
in Industrie und Logistik basieren auf einem<br />
Jahrhunderte alten Grundprinzip aus der<br />
Mühlentechnik: Becherartige Behälter sind in<br />
gleichmäßigen Abständen an einem vertikal aufgestellten<br />
Endlostransportband befestigt, das kontinuierlich<br />
im Kreis läuft. An der unteren Umlenktrommel<br />
werden die Behälter beladen und fahren dann auf der<br />
Gegenseite wieder aufwärts, bis sie ihre Ladung nach<br />
dem Passieren der oberen Umlenktrommel in den<br />
Materialabwurf entleeren. Anschließend fahren sie<br />
wieder abwärts, um den Kreislauf erneut zu beginnen.<br />
Die Becher können sowohl an einfach- oder doppelsträngigen<br />
Bändern als auch an Förderketten befestigt<br />
werden. Üblich ist eine einfache Becherreihe, für viele<br />
Anwendungen wird aber auch auf doppelreihige Becher<br />
gesetzt, die um jeweils eine halbe Reihe versetzt nebeneinander<br />
angeordnet sind. Je nach den zu fördernden<br />
Lasten und der nötigen Förderkapazität kommen verschiedene<br />
Antriebskonzepte zum Einsatz, die Nord<br />
Drivesystems auf den jeweiligen Anwendungsfall auslegt<br />
und einbaufertig liefert.<br />
JEDES BECHERWERK HAT<br />
SEINE STÄRKEN<br />
Elevatoren kommen weltweit in der Lebensmittelindustrie,<br />
in Siloanlagen, im Bergbau, für Zement und<br />
Mineralien oder für die chemische Industrie und zur<br />
Autor: Jörg Niermann, Bereichsleiter, Marketing,<br />
NORD DRIVESYSTEMS Gruppe, Bargteheide<br />
18 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
Maschinenbau-Kitz.indd 1 13.02.<strong>2019</strong> 13:44:29<br />
ANTRIEBSTECHNIK<br />
Förderung von Düngemitteln zum Einsatz. So unterschiedlich<br />
die Branchen sind, so unterschiedlich ist die Beschaffenheit<br />
der Fördergüter mit entsprechenden Ansprüchen<br />
an die Funktionsweise des Becherwerks. Die<br />
wichtigste Unterscheidung betrifft die Art des Materialaustrags.<br />
Er kann am oberen Ende durch einfache<br />
Schwerkraft oder in horizontaler sowie zentrifugaler<br />
Richtung erfolgen. Zusätzlich kann eine Einschnürrolle<br />
den oberen Umlenkprozess unterstützen.<br />
Das sogenannte Vollbecherwerk hat eng gesetzte Behälter<br />
und eignet sich für Transportaufgaben mit niedriger Geschwindigkeit.<br />
Das Material wird über eine Förderrampe vor dem Aufstieg<br />
direkt in die Becher eingefüllt und oben aus den umgedrehten<br />
Behältern in den Auswurfschacht gekippt. Für hohe Geschwindigkeiten<br />
und feinere Körnungsgrößen werden in der Regel Zentrifugalbecherwerke<br />
genutzt, die das Material am Fuß der Anlage<br />
automatisch herausschaufeln und oben durch die Zentrifugalkraft<br />
aus den Bechern schleudern.<br />
Für leichte Materialien oder Schüttgüter, die dazu neigen, im Becher<br />
haften zu bleiben, werden Becherwerke mit einer Einschnürrolle<br />
gebaut, die durch Umdrehen der Becher bei geringer Geschwindigkeit<br />
für einen sicheren Abwurf des Materials sorgen.<br />
INDUSTRIEGETRIEBE FÜR HOHE KAPAZITÄT<br />
Für große Becherwerke mit hoher Kapazität empfehlen die Antriebsexperten<br />
von Nord Drivesystems die langlebigen und wartungsarmen<br />
Maxxdrive-Industriegetriebe. Alle Lagerstellen und<br />
01 Antriebslösungen von Nord<br />
Drivesystems für Becherwerke<br />
werden aus einem Baukastensystem<br />
für jede Anwendung individuell<br />
zusammengestellt und konfiguriert<br />
Dichtflächen des Maxxdrive-Blockgehäuses werden in einer Aufspannung<br />
gefertigt. Die Stirn- oder Kegelradgetriebe im Fuß-,<br />
Flansch- oder Aufsteckgehäuse können dank der zwei Bauformen<br />
achsparallel und rechtwinklig in die Förderanlage eingeplant werden.<br />
Sie stehen in elf Baugrößen für Leistungen von 2,2 bis<br />
4 000 kW zur Verfügung und werden für Drehmomente von 15 bis<br />
250 kNm ausgelegt. Übersetzungsverhältnisse von 5,54:1 bis<br />
30 000:1 können mit dem modularen Baukastensystem realisiert<br />
werden. Sie werden zusammen mit einem fußmontierten, hocheffizienten<br />
IE3-Motor auf einer Motorschwinge oder einem Rahmen<br />
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die Fabrikautomation<br />
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ANTRIEBSTECHNIK<br />
03<br />
02 Die langlebigen und<br />
wartungsarmen Maxxdrive-<br />
Industriegetriebe können<br />
mit Leistungen von 2,2 bis<br />
4 000 kW sehr gut in großen<br />
Becherwerken mit hoher<br />
Kapazität eingesetzt werden<br />
02<br />
03 Für den Antrieb von<br />
Becherwerken mit geringer<br />
Kapazität und Leistung<br />
stattet Nord Drivesystems<br />
seine Kegelrad- und Flachgetriebe<br />
im Blockgehäuse mit<br />
passenden Optionen für den<br />
Becherwerkbetrieb aus<br />
aufgebaut und sind über eine Hydraulikkupplung mit dem Motor<br />
verbunden. Das praktische Wartungspaket von Nord, eine Kombination<br />
aus Schutzmaßnahmen und Monitoring-Systemen, sorgt<br />
dafür, dass die Investition auch unter widrigen Einsatzbedingungen<br />
wie Dauerbetrieb, Witterungseinflüssen und abrasiven Stäuben<br />
über einen längeren Zeitraum zuverlässig funktioniert.<br />
Die meisten Becherwerksanwendungen sind mit Staubentwicklung<br />
behaftet. Sind diese Stäube brennbar, besteht Explosionsgefahr.<br />
Hier kommen Motoren und Getriebemotoren mit Ex-Schutz<br />
nach Maß zum Einsatz, die Nord für die Zonen 21 und 22 in Bauformen<br />
und Ausstattungen nach individuellen Anforderungen aus<br />
seinem Baukastensystem zusammenstellt. Die Motoren sind gemäß<br />
Kategorie 2D oder 3D und EN 60079-31 in Zündschutzart Ex t<br />
explosionsgeschützt. Getriebe der Kategorien 2D und 3D werden<br />
zur Erfüllung der rechtlichen Vorgaben individuell unter Berücksichtigung<br />
applikationsbezogener Daten wie Kräften an der Abtriebswelle<br />
oder in Folge von Umrichterbetrieb erhöhter Drehzahl<br />
berechnet und angeboten. Für einen sicheren und zuverlässigen<br />
Betrieb kann hierbei auf die sehr breite Produktpalette von Nord<br />
Drivesystems zurückgegriffen werden, welche neben den verschiedenen<br />
Produktgruppen und Größen auch eine große Anzahl<br />
an Optionen umfasst.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
WICHTIGE OPTIONEN FÜR DEN SCHÜTTGUTBETRIEB<br />
Für Becherwerke, die hohe Leistungen erbringen müssen oder in<br />
warmem Klima installiert werden, können die Industriegetriebe<br />
mit einem Hochleistungsaxiallüfter ausgerüstet werden, der direkt<br />
auf der Antriebswelle montiert wird und mit seiner hohen Kühlleistung<br />
für eine thermische Reserve sorgt. Eine optionale Turbokupplung<br />
ermöglicht ein sanftes Anfahren des Becherwerks und<br />
vermeidet dadurch hohe Gurtzugkräfte und hohe Drehmomente im<br />
Getriebe. Zusätzlich wird dadurch der Anlaufstrom verringert.<br />
Eine Rücklaufsperre wird eingesetzt, um ein Rücklaufen des Becherwerks<br />
zu verhindern. Alle Rücklaufsperren werden außen<br />
montiert und lassen sich wechseln, ohne dass das Getriebe zerlegt<br />
werden muss. Zudem werden die Rücklaufsperren durch das Getriebeöl<br />
mitgeschmiert. Ist ein langsamer Betrieb der Anlage oder des<br />
Hauptantriebs erforderlich, so wird ein zusätzlicher Hilfsantrieb<br />
mit Freilauf eingesetzt. Eine Taconite-Dichtung ist bei abrasiver und<br />
staubiger Umgebung ratsam. Diese nachschmierbare Labyrinthdichtung<br />
verhindert die Beschädigung der Wellendichtringe.<br />
EX-GESCHÜTZTE ANTRIEBSLÖSUNGEN NACH MASS<br />
VORTEILE DURCH FREQUENZUMRICHTER<br />
Auch für Becherwerke mit geringer Kapazität und Leistung hält<br />
Nord Drivesystems langlebige und wartungsarme Kegelradgetriebe<br />
und Flachgetriebe im Blockgehäuse mit passenden Optionen für<br />
den Becherwerkbetrieb bereit. Alle Nord-Getriebemotoren, die Industriegetriebe<br />
eingeschlossen, können mit Frequenzumrichtern<br />
gesteuert werden. Dadurch ergeben sich deutliche Vorteile wie reibungslose<br />
Inbetriebnahme und Parametrierung nach Prozessanforderungen,<br />
drehzahlveränderlicher Betrieb, Sicherheitsfunktionen<br />
und eine regulierbare Drehmomentrampe. Außerdem steigert der<br />
präzise geregelte Frequenzumrichterbetrieb den Wirkungsgrad<br />
und die lastabhängige Drehzahlregelung verringert den Verschleiß,<br />
sodass sich die Mehrkosten für einen Frequenzumrichter vor dem<br />
Hintergrund der langen Einsatzdauer von Becherwerkanlagen<br />
schnell amortisieren.<br />
Bilder: Aufmacher: BEUMER Maschinenfabrik GmbH & Co. KG; 01 – 03: NORD<br />
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20 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
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PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
FLUIDTECHNIK<br />
TITELSTORY<br />
FLÜSSIGE<br />
BEWEGUNGEN<br />
Die Fluidtechnik stellt besondere Anforderungen<br />
an Maschinenelemente, zum Beispiel durch<br />
Druckbelastung oder die Eigenschaften des<br />
verwendeten Mediums. Schmier- und<br />
wartungsfreie Gleitlager, Kolbenringe und<br />
Gewindemuttern aus chemikalienbeständigen<br />
Kunststoffen sind für den Einsatz in Pumpen,<br />
Ventilen, Armaturen und Hubsystemen<br />
bestens gerüstet.<br />
In der Fluidtechnik werden Antriebe durch Druckeinwirkungen<br />
auf Flüssigkeiten oder Gase bewegt. Dieser Mechanismus wird<br />
vor allem in Pumpen genutzt, in denen die Strömung der Flüssigkeiten<br />
dem Antrieb von Bewegungen dient. Motion Plastics von<br />
Igus, Gleitlager aus Hochleistungspolymeren für dynamische<br />
Anwendungen, setzen genau an diesem Punkt an und werden für<br />
verschiedenste Einsatzbereiche fortlaufend optimiert. Zusätzlich<br />
zu den universell einsetzbaren Allroundern wurden spezielle<br />
Lösungen für den Lebensmittelkontakt, besonders hohe oder niedrige<br />
Temperaturen, hohe Belastungen und umfassende Medienbeständigkeit<br />
entwickelt. Um die mechanische Belastbarkeit zu erhöhen,<br />
werden dem Material Fasern und Füllstoffe zugesetzt. Hinzu<br />
kommen eingebettete Festschmierstoffe, die sich freisetzen, sobald<br />
sich der Gegenlaufpartner entlang der Gleitfläche des Gleitlagers
FLUIDTECHNIK<br />
bewegt. Dieser Selbstschmiereffekt sorgt dafür, dass Iglidur-Gleitlager<br />
nicht gewartet werden müssen: Weder beim Einbau noch im laufenden<br />
Betrieb ist eine externe Schmierung notwendig.<br />
IN PUMPEN<br />
Iglidur-Gleitlager lassen sich an einer Vielzahl von beweglichen Teilen<br />
einsetzen. Nicht nur trocken laufende Anwendungen profitieren von<br />
den klassischen Iglidur-Vorteilen wie dem Selbstschmiereffekt, der<br />
Wartungsfreiheit und der hohen Verschleißfestigkeit, sondern gerade<br />
beim Einsatz im Medium kommen diese Eigenschaften dem Anwender<br />
zugute. Herkömmliche Lösungen aus Metall müssen dabei<br />
aufwändig abgedichtet werden, damit das Schmiermittel nicht in<br />
das zu transportierende Medium gelangt. Versagt diese Dichtung,<br />
kommt es zu Verunreinigungen. Durch den Einsatz von Iglidur-<br />
Gleitlagern entfällt dieses Risiko.<br />
Je nach Funktion der Pumpen unterteilt man grob in Verdrängerund<br />
Strömungspumpen. In Verdrängerpumpen wird die Pumpkavität,<br />
also der Hohlraum im Inneren, durch die Bewegung eines<br />
Körpers verkleinert. Das Medium wird aus dem kleiner werdenden<br />
Raum verdrängt und so vorangetrieben. Iglidur-Gleitlager werden<br />
beispiels weise in Kolben- oder Rotationspumpen eingesetzt, bei<br />
denen Kolben, aber auch Zahnräder oder Schrauben zur Verdrängung<br />
genutzt werden. Die Gleitlager werden den besonderen<br />
Anforderungen an die Lagerung dieser Körper gerecht. Sie ermöglichen<br />
sehr hohe Präzision und sind auch für hohe Geschwindigkeiten<br />
und Belastungen ausgelegt. Außerdem eignen sie sich für<br />
walkende Lasten, die durch die Pumpbewegung entstehen. In<br />
Peristaltikpumpen, bei denen das Medium mit umlaufenden Rollen<br />
durch das Gehäuse gedrückt wird, kommen zudem Iglidur-Messerkantenrollen<br />
zum Einsatz, die wartungsfrei und verschleißarm<br />
sind. Während die Gleitlager in Verdrängerpumpen in der Regel<br />
nicht mit dem Medium in Berührung kommen, ist dies bei Strömungspumpen<br />
der Fall. Durch einen rotierenden Impeller wird eine<br />
Strömung erzeugt, die das Fluid vorantreibt. Je nach Aufbau der<br />
Pumpe laufen Motor und Welle auch komplett im Medium, wodurch<br />
das Lager geschmiert und gekühlt wird. So können höhere<br />
Geschwindigkeiten und eine längere Lebensdauer erreicht werden.<br />
Derlei Nassläuferpumpen finden sich beispielsweise in der Wasserkühlung<br />
von Fahrzeugen. Durch ihre hohe Medien- und Chemikalienbeständigkeit<br />
eignen sich Iglidur-Kunststoffe für den Einsatz<br />
direkt im Medium.<br />
Vertikale Pumpbewegungen müssen möglichst präzise und<br />
zuverlässig geführt werden. Mithilfe von Gewindespindeln und<br />
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01 Iglidur-Gleitlager sind chemikalienbeständig,<br />
schmiermittelfrei und<br />
lassen sich in vielen Ventil- und<br />
Pumpenanwendungen einsetzen<br />
Martina Klein,<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
Wenn es um Fluidtechnik und<br />
anspruchsvolle Medien geht, denkt<br />
man schnell an Edelstahl. Dabei<br />
können Hochleistungskunststoffe<br />
heute Enormes leisten. Sie sind leicht,<br />
wirtschaftlich und – was speziell bei<br />
Einsätzen mit Medienkontakt zählt –<br />
sie erlauben schmiermittelfreie<br />
Gleitlager-Anwendungen! Ein weiterer<br />
Vorteil: Es gibt eine breite Palette an<br />
unterschiedlichen Polymeren, die<br />
jeweils auf bestimmte Anforderungen<br />
abgestimmt sind. Es gibt praktisch<br />
für jeden Einsatzfall das passende<br />
Material. Igus liefert hierzu eine<br />
Gleitlager-Musterbox – sieht aus wie<br />
eine Pralinenschachtel, aber hier weiß<br />
man genau, was man bekommt!<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 23
FLUIDTECHNIK<br />
02 Mit der Dryspin-Spindeltechnologie<br />
können vertikale Pumpen präzise und<br />
zuverlässig geführt werden<br />
03 Clipbare Kolbenringe<br />
lassen sich schnell<br />
und einfach montieren<br />
und führen die linearen<br />
Bewegungen des<br />
Kolbens sicher<br />
passenden Gewindemuttern wird ein ruckelfreies Laufen<br />
von vertikalen Pumpbewegungen ermöglicht. Neben<br />
den herkömmlichen Drylin-Gewindespindeln kommt<br />
auch die von Igus entwickelte Dryspin-Technologie<br />
zum Einsatz. Der Flankenwinkel der Dryspin-Spindeln<br />
ist flacher als der von Standard-Steilgewindespindeln.<br />
Das hat zur Folge, dass die eingeleitete Kraft effizienter<br />
in eine translatorische Bewegung umgesetzt wird. Die<br />
Ergebnisse sind ein vergleichsweise hoher Wirkungsgrad<br />
sowie eine längere Lebensdauer. Zudem wird<br />
durch eine abgerundete Zahnflankengeometrie die<br />
Kontaktfläche zwischen der Gewindemutter und der<br />
Spindel reduziert. Deshalb verfahren Dryspin-Gewindemuttern<br />
vibrationsfrei und nahezu geräuschlos. Die in<br />
Pumpen notwendige präzise und ruckelfreie Führung<br />
kann so gewährleistet werden. Die Drylin-Gewindetechnik<br />
zeichnet sich neben den effizienten und langlebigen<br />
Steilgewinden auch durch Korrosionsfreiheit<br />
und Unempfindlichkeit gegenüber Schmutz aus. Auf<br />
der Homepage des Anbieters lassen sich die passenden<br />
Systeme schnell und einfach über den Igus-Konfigurator<br />
für Gewindetriebe und den Gewinde-Produktfinder<br />
zusammenstellen.<br />
04 Der chemikalienbeständige<br />
Werkstoff<br />
Iglidur X lässt sich<br />
auch bei hohen<br />
Temperaturen<br />
einsetzen<br />
IN ARMATUREN UND VENTILEN<br />
Um die in der Fluidtechnik eingesetzten Flüssigkeiten<br />
und Gase zu bewegen, wird der Durchfluss von Ventilen<br />
gesteuert. Dazu wird ein Verschlussteil mit Dichtfläche<br />
an eine Öffnung gepresst, um diese zu verschließen. Je<br />
nach Art des Ventils werden Membrane oder Kolben als<br />
Verschlussteile genutzt. Sie können unter anderem<br />
durch Stellantriebe automatisch gesteuert werden.<br />
Clipsbare Kolbenringe aus Iglidur führen die linearen<br />
Bewegungen des Kolbens sicher und kommen dabei<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
UNSERE GLEITLAGER, GEWINDESPINDELN<br />
UND GELENKLAGER SPIELEN IN <strong>DER</strong><br />
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Leiter Geschäftsbereich Iglidur-Gleitlager, igus GmbH, Köln<br />
Unsere Hochleistungskunststoffe bringen in der Fluidtechnik ihre<br />
besonderen Vorteile mit sich, denn sie sind schmiermittel- und<br />
wartungsfrei sowie medien- und chemikalienbeständig. So kommen<br />
unsere Gleitlager, Gewindespindeln und Gelenklager zum Beispiel in<br />
Armaturen und Ventilen zum Einsatz. Von einfachen Linearbewegungen<br />
über Schwenkbewegungen bis zu schnell rotierenden Anwendungen<br />
im Medium bieten sie eine hohe Verschleiß- und Abriebfestigkeit.<br />
Ihre Lebensdauer ist getestet und online berechenbar.<br />
24 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
GEWINDE<br />
LOS<br />
ohne Schmierung aus. Mit den kostengünstigen Kolbenringen<br />
von Igus werden beispielsweise anspruchsvoll verarbeitete<br />
PTFE-Bänder durch lediglich einen Führungsring ersetzt,<br />
der einfach eingeclipst wird. Vor allem in der Medizintechnik<br />
und der Getränkeindustrie ist die Möglichkeit, auf Schmiermittel<br />
zu verzichten, von Vorteil: Hier können nur spezielle<br />
Schmiermittel, die den Anforderungen der Branche entsprechen,<br />
verwendet werden, und die regelmäßigen Reinigungszyklen<br />
machen ein ebenso regelmäßiges Nachschmieren<br />
herkömmlicher Lösungen notwendig. Über den Kolbenringe-<br />
Produktfinder lassen sich online aus über 40 Iglidur-Werkstoffen<br />
die geeigneten Produkte auswählen, beispielsweise<br />
lebensmitteltaugliche Kolbenringe aus Iglidur<br />
A350 oder Iglidur A181.<br />
WERKSTOFFE<br />
LEE Miniatur<br />
-Ventile, -Siebe und -Blenden<br />
Sicherer Sitz bis 400 bar<br />
Systemdruck<br />
Besondere Anforderungen an das Material ergeben sich<br />
durch die Druckbelastungen im Pumpsystem sowie die Eigenschaften<br />
der verwendeten Flüssigkeiten. Häufig ergeben sich<br />
durch erforderliche Notlaufeigenschaften weitere Anforderungen<br />
wie extreme PV-Werte, die beim Betrieb der Pumpe<br />
ohne das zu fördernde Medium auftreten. Im individuellen<br />
Anwendungsfall müssen außerdem zusätzliche Einflüsse wie<br />
hohe Temperaturen oder Reinigungsmittel beachtet werden.<br />
Beim Einsatz in der Hydraulik werden meist Mineralöle zur<br />
Erzeugung von Strömungsenergie genutzt. Hier überzeugen<br />
Iglidur-Werkstoffe durch ihre umfassende Medien- und<br />
Chemikalienbeständigkeit. Eine Vielzahl von Tests im hauseigenen<br />
2 750 m 2 großen Labor sorgt für eine schnelle Auswahl<br />
des geeigneten Materials, abgestimmt auf die jeweilige<br />
Anwendung und das verwendete Medium: Standardmäßig<br />
wählbar sind Iglidur G als Allrounder ebenso wie der Dauerläufer<br />
Iglidur J oder Iglidur X als Spezialist für hohe Temperaturen<br />
und in Chemikalien. Beim Wunsch nach hoher Medienbeständigkeit<br />
zeichnen sich beispielsweise Iglidur H1 und<br />
Iglidur H370 aus, Iglidur A181 und Iglidur A500 dagegen werden<br />
besonders im Lebensmittelbereich eingesetzt. Die genannten<br />
Materialien sind für den optimalen Einsatz in der Fluidtechnik<br />
bestimmt, für die Auswahl lohnt jedoch ein Blick in das<br />
gesamte Iglidur-Sortiment. Je nach Anwendung lässt sich das<br />
Ergebnis so optimieren; bei schnellen Rotationsbewegungen<br />
unter Wasser beispielsweise mit Iglidur UW. Die benötigten<br />
Iglidur-Werkstoffe lassen sich schnell und einfach über den<br />
Igus-Produktfinder online auswählen und passend für die<br />
jeweilige Anwendung konfigurieren.<br />
Bilder: igus, Oleksandrum/Fotolia.de (Hintergrund Aufmacherbild)<br />
www.igus.de<br />
GEWINDEMUTTERN MIT SPEZIEL-<br />
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Hannover Messe<br />
01.-05. April <strong>2019</strong><br />
Halle 20, Stand C31<br />
THE LEE COMPANY 70 YEARS SINCE 1948
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
ANZIEHENDE<br />
FORMTEILE<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Magnetismus schafft zuverlässige<br />
Verbindungen, die bei Bedarf unkompliziert<br />
wieder gelöst werden können. Das lässt sich<br />
für technische Formteile in Maschinenbau,<br />
Elektronik, Handhabungstechnik, Logistik und<br />
vielen andere Branchen nutzen. Ein Spezialist<br />
stellt aus Magnetfolien- und Magnetgummi-<br />
Halbzeugen passgenaue und einbaufertige<br />
Bauelemente mit lösbaren Haft- und<br />
Haltefunktionen her. Das Unternehmen ist<br />
aber nicht nur Zulieferer, sondern auch<br />
Ideengeber und Entwicklungspartner.<br />
Viele Geräte- und Apparatebauer verschiedener Branchen<br />
versorgt der Magnettechnik-Spezialist Schallenkammer<br />
inzwischen mit technischen Zulieferteilen aus magnetischen<br />
Werkstoffen. Dabei sind es vor allem die Graviflex-<br />
Magnetfolien 200 und 190 sowie die Magnetgummi-Typen 150 und<br />
180 aus seinem Halbzeuge-Sortiment, die das Unternehmen bei der<br />
Herstellung kundenspezifischer Bau- und Konstruktionselemente<br />
mit lösbaren Haft- und Haltefunktionen einsetzt. In zahlreichen<br />
verschiedenen Fertigungs- und Beschichtungsverfahren werden<br />
diese Halbzeuge mit hoher Genauigkeit in Form gebracht, einsatzfertig<br />
endbearbeitet und oberflächentechnisch veredelt.<br />
HITZEBESTÄNDIGE MAGNETELEMENTE<br />
Die Graviflex-Magnetfolie 200 von Schallenkammer wird meist<br />
dann zur Herstellung technischer Formteile herangezogen, wenn<br />
vor rangig drei Eigenschaften gefragt sind: Eine beidseitige permanentmagnetische<br />
Haftung, eine mittlere Haftkraft von bis zu 130 g/cm 2<br />
und eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit von bis zu + 120 °C –<br />
kurzzeitig dürfen bis zu + 200 °C anliegen. Da sich gerade diese<br />
Magnetfolie zudem sehr gut mechanisch bearbeiten lässt, ist sie wie<br />
geschaffen für die Fertigung von 2D-Serienteilen im CNC-Cutting<br />
sowie in der Stanztechnik. „Im Auftrag verschiedener Kunden fertigen<br />
wir daraus beispielsweise hitzefeste Magnetelemente und -bänder<br />
mit einer Dicke von 1 mm für den Einsatz in Maschinenbau und<br />
Oberflächentechnik – z. B. maßgefertigte Lackierabdeckungen“,<br />
berichtet Peter Böhler. Da beidseitig magnetisch haftend, kann die<br />
26 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
Graviflex-Magnetfolie 200 zusätzlich verbindungstechnische<br />
Aufgaben übernehmen. Darüber<br />
hinaus eignet sich gerade diese Magnetfolie<br />
auch für die Herstellung von doppelseitig<br />
farbig beschichteten und gegebenenfalls zusätzlich<br />
bedruckten Bauelementen sowie<br />
Formteilen mit Selbstklebe-Beschichtung. In<br />
diesen Fällen kombiniert Schallenkammer<br />
verschiedene mechanische Formgebungsverfahren<br />
prozesstechnisch mit der Kaschierund<br />
Drucktechnik.<br />
BAUTEILE MIT EXTREM<br />
HOHER HAFTKRAFT<br />
Flexible Stanz- und Schneidteile in vielerlei<br />
Gestalt sowie auch Platten oder Streifen nach<br />
Kundenvorgabe fertigt Schallenkammer häufig<br />
auch aus der einseitig permanentmagnetischen<br />
Folie Graviflex MF 190. Sie erweist sich<br />
immer wieder als überaus vielseitige Werkstoff-Lösung<br />
für Bauelemente, die in einem<br />
Temperaturbereich von - 40 bis + 100 °C außergewöhnlich<br />
hohe magnetische Haftkräfte<br />
aufbringen müssen. Denn in Abhängigkeit von<br />
Werkzeugkosten herstellen lassen und wegen<br />
ihres harten, spröden Gefüges nur mit Spezialwerkzeugen<br />
bearbeitet werden können,<br />
sind wir in der Lage, die Graviflex MF 190 auf<br />
unseren Maschinen einfach und schnell zu<br />
stanzen oder schneiden.“ Für die kostengünstige<br />
Realisierung kleiner und mittlerer<br />
Losgrößen stark haftender Formteile, Maschinenelemente<br />
oder Zulieferteile ist diese<br />
Magnetfolie daher hervorragend geeignet.<br />
ZÄHELASTISCH UND<br />
MAGNETISCH<br />
Sobald bei der Herstellung technischer Formteile<br />
neben der magnetischen Haftkraft auch<br />
elastomere Eigenschaften gefordert sind,<br />
kommen die Magnetgummis 150 oder 180 aus<br />
dem Schallenkammer-Portfolio ins Spiel.<br />
Beide bestehen aus einem flexiblen, gummiartigen<br />
Kunststoff mit eingelagertem Strontiumferritpulver<br />
und eignen sich sehr gut für die<br />
Fertigung zähelastischer, nachgiebiger oder<br />
stoß- und vibrationsdämpfender Bauelemente.<br />
In den Produktionslinien von Schallenkammer<br />
DIE MAGNETFOLIEN- UND MAGNETGUMMI-<br />
HALBZEUGE KÖNNEN ALS WIRTSCHAFTLICHE<br />
ALTERNATIVE ZU KERAMISCHEN MAGNET-<br />
WERKSTOFFEN HERANGEZOGEN WERDEN<br />
ihrer Dicke bietet die Graviflex MF 190 enorme<br />
Haftkräfte von bis zu 850 g/cm 2 . Die daraus<br />
gefertigten Formteile, Bänder oder Platten<br />
können zwischen 0,8 und 6,0 mm dick sein. Sie<br />
lassen sich bei Bedarf mit einer selbstklebenden<br />
Beschichtung oder einer oberflächenschonenden<br />
Kaschierung versehen.<br />
Mitunter wird die Magnetfolie Graviflex 190<br />
auch zur Substitution von technischen Bauteilen<br />
aus keramischen Dauermagneten herangezogen.<br />
Peter Böhler erklärt: „Während sich<br />
Dauermagnete aus keramischen Werkstoffen<br />
nur sehr aufwändig unter Inkaufnahme hoher<br />
01 Stanz- und Schneidteile sowie Platten oder Streifen aus der<br />
einseitig permanentmagnetischen Folie Graviflex 190 eignen<br />
sich für einen Temperaturbereich von -40 bis +100 °C und<br />
verfügen über sehr hohe magnetische Haftkräfte<br />
entstehen daraus häufig Formteile wie Ringe,<br />
Befestigungsteile oder berührungslose Kontaktgeber.<br />
Auch Leisten, Streifen oder Ronden<br />
mit hoher magnetischer Haftkraft lassen sich<br />
daraus maßgenau und splitterfrei stanzen und<br />
schneiden. Die aus den Magnetgummis 150<br />
oder 180 hergestellten Zulieferteile sind witterungs-<br />
bzw. alterungsbeständig und unempfindlich<br />
gegenüber Ozon, Wasserdampf sowie<br />
verdünnten Säuren und Laugen. Auch dieses<br />
Material kann als wirtschaftliche Alternative<br />
zu keramischen Magnetwerkstoffen herangezogen<br />
werden.<br />
EMV Lösungen<br />
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KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
VIDEO<br />
02 Sobald bei der Herstellung technischer<br />
Formteile neben der magnetischen Haftkraft auch<br />
elastomere Eigenschaften gefragt sind, kommen<br />
die Magnetgummis 150 oder 180 aus dem<br />
Schallenkammer-Portfolio ins Spiel<br />
Ins bewegte Bild gesetzt hat<br />
Schallenkammer Magnetsysteme<br />
sein aktuelles Leistungsspektrum<br />
in einem neuen Firmenvideo. Der<br />
etwa zweiminütige Film vermittelt<br />
einen lebendigen Eindruck über<br />
das Produkt-Portfolio und das<br />
verfahrens- und bearbeitungstechnische<br />
Angebot des Unternehmens:<br />
http://bit.ly/Schallenkammer<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
„ALLES EINE FRAGE<br />
<strong>DER</strong> RICHTIGEN<br />
TECHNIK“<br />
Peter Böhler,<br />
Geschäftsführer,<br />
Schallenkammer<br />
Magnetsysteme GmbH<br />
Dank der technischen Bandbreite<br />
unseres aktuellen Maschinenparks<br />
sind wir sehr flexibel und können<br />
selbst anspruchsvolle oder ausgefallene<br />
Kundenwünsche rasch erfüllen.<br />
Es ist alles nur eine Frage der<br />
richtigen Technik. In unserer vor<br />
etwa vier Jahren neu errichteten<br />
Produktionshalle sind unter<br />
anderem moderne CNC-Cutter und<br />
Stanzmaschinen am Werk, hochflexible<br />
Kaschier- und Digitaldruck-<br />
Anlagen oder auch schnell rotierende<br />
Abstechanlagen für die Fertigung<br />
kundenspezifischer Rollen mit<br />
verschiedenen Lauflängen und<br />
Breiten ab 5,0 mm.<br />
Die Magnetgummis 150 oder 180 von Schallenkammer eignen sich grundsätzlich<br />
für die Herstellung von Bauelementen, die Dauertemperaturen von bis zu + 100 °C<br />
aushalten, und kurzzeitigen Temperatur-Peaks von bis zu + 150 °C widerstehen<br />
können. Die Länge der platten- oder bandförmigen Elemente kann bis zu 1 040 mm<br />
erreichen; ihre Dicke kann variieren von 1,5 bis 8 mm. Zudem verarbeitet das<br />
Unternehmen diese Halbzeuge in jeweils zwei Materialvarianten. Der Magnetgummi<br />
Typ A verfügt über eine axial über die Höhe (Dicke) ausgerichtete Magnetisierung<br />
und eignet sich für Zuschnitte mit Breiten von bis zu 140 mm. Dagegen weist der<br />
Magnetgummi Typ C eine einseitige mehrpolige Flächenmagnetisierung auf und<br />
steht für Zuschnitte mit Breiten von bis zu 440 mm zur Verfügung.<br />
Wie bei den Magnetfolien der Graviflex-Serie bietet Schallenkammer auch bei<br />
den Magnetgummis 150 oder 180 die Möglichkeit, die Oberflächen der daraus<br />
hergestellten Bauelemente farbig oder zum Oberflächenschutz mit Filz zu<br />
beschichten oder auch mit einem selbstklebenden Coating zu versehen. „Mit dem<br />
Magnetgummi Typ C lassen sich auch Metallteile reversibel verbinden. So lässt sich<br />
zum Beispiel ein Ablagewinkel aus Metall ohne Bohren und Schrauben an einem<br />
eisenhaltigen Untergrund – etwa am Gehäuse einer Maschine – befestigen. Gehalten<br />
wird der Ablagewinkel durch eine Platte aus Magnetgummi, der durch die Verbindung<br />
mit dem Metall einen sogenannten Eisenrückschluss bildet. Konkret bedeutet<br />
das beispielsweise: Bei einem Stahlblech in 1,0 mm Stärke und einer Gummidicke<br />
von 2 mm verdoppelt sich die Haftkraft des Bauteils durch den Eisenrückschluss<br />
von 75 auf 155 g/cm 2 “, erklärt Firmenchef Peter Böhler.<br />
MAGNETISMUS UND FERTIGUNGSKOMPETENZ<br />
Wie nur wenige Zulieferer hierzulande versteht es Schallenkammer, sein über<br />
Jahrzehnte gewachsenes Magnet-Know-how mit hohen Kompetenzen auf verschiedenen<br />
Gebieten der Fertigungs- und Oberflächentechnik zu verbinden. Dabei<br />
ist es in vielen Fällen die intelligente Kombination verschiedener Bearbeitungsund<br />
Veredelungsverfahren, die zum optimalen Magnetprodukt führt. Aufgrund<br />
dieser hohen Spezialisierung empfiehlt sich das Kürnacher Unternehmen unter<br />
dem Motto „Ideen, die sich lösen lassen“ auch als Engineering-Partner für die Entwicklung<br />
innovativer Bauelemente und Formteile aus magnetischen Werkstoffen.<br />
Bilder: Schallenkammer Magnetsysteme<br />
www.schallenkammer.de<br />
28 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />
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der Baureihe Vero-S NSL mini 100-25 von Schunk. Die Single-,<br />
Zweifach- und Vierfachspannstationen sind auf die Anforderungen der<br />
Kleinteilefertigung zugeschnitten: Vollständig abgedichtet verhindern die<br />
eingesetzten Spannmodule, dass Späne oder Schmutz ins Innere des Moduls<br />
eindringen und Störungen verursachen. Zugleich sorgt ein überarbeiteter<br />
Antrieb für eine Vervielfachung der Einzugskräfte: Jedes Spannmodul erzielt<br />
dank eines patentierten Eil- und Spannhub sowie mit aktivierter Turbofunktion<br />
eine Einzugskraft von 6 000 N. Je nach eingesetztem Gewinde beträgt<br />
die Haltekraft 15 000 (M6) bzw. 25 000 N (M8). So erreicht die Vierfachspannstation<br />
Einzugskräfte von 24 000 N und Haltekräfte von 60 000 bzw.<br />
100 000 N. Verriegelt werden die Minispannstationen selbsthemmend und<br />
formschlüssig über ein Federpaket. In aktiviertem Zustand verbrauchen sie<br />
daher keine Energie.<br />
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Verkauf. Die neuen Normreihen<br />
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130 mm. Damit lassen sie sich für<br />
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I C E
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DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
SPECIAL<br />
Autor: Karl Osti, Industry Manager<br />
Manufacturing, Autodesk, München
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
Die Weltbevölkerung wächst stetig<br />
und soll bis 2050 knapp 9,7 Mrd.<br />
Menschen umfassen. Die verfügbaren<br />
Ressourcen sind heute schon knapp.<br />
Ein nachhaltiges Umdenken ist<br />
gefragt – auch in der produzierenden<br />
Industrie. Automatisierung,<br />
künstliche Intelligenz und Robotik<br />
können dabei unterstützen,<br />
wesentlich effizienter zu planen,<br />
zu bauen und zu fertigen und somit<br />
die negativen Auswirkungen auf<br />
Mensch und Umwelt zu reduzieren.<br />
Der Einsatz derartiger Technologien<br />
bedeutet eine verstärkte Zusammenarbeit<br />
zwischen Menschen und<br />
Maschinen, auch in der Konstruktion –<br />
eine neue Art zu schaffen,<br />
Stichwort: generatives Design.<br />
MENSCH UND MASCHINE:<br />
GEMEINSAM<br />
NEUES SCHAFFEN!<br />
Automatisierung, künstliche Intelligenz<br />
und Robotik können maßgeblich dazu<br />
beitragen, dass Prozesse effizienter werden.<br />
Der Einsatz dieser Technologien<br />
bedeutet eine Straffung der Arbeitsabläufe sowie<br />
eine verstärkte Zusammenarbeit zwischen Menschen<br />
und Maschinen. Durch ihre unterschiedlichen<br />
Fähigkeiten ergänzen sie sich, um aktuelle<br />
und zukünftige Herausforderungen zu meistern.<br />
Wenn Anwender und Roboter gemeinsam arbeiten<br />
und voneinander lernen, können auch bestehende<br />
Prozesse und Lösungen davon profitieren und<br />
optimiert werden.<br />
TECHNOLOGIEN MIT<br />
ZUKUNFTSPOTENZIAL<br />
Ein Beispiel für das gemeinsame Schaffen von<br />
Mensch und Maschine in der Industrie ist die<br />
Anwendung des generativen Designs. Dabei geht<br />
es um das innovative Entwerfen eines Objekts<br />
mithilfe von künstlicher Intelligenz und Cloud<br />
Computing. Mit diesen Technologien sowie auf der<br />
Grundlage spezifischer Anforderungen, wie beispielsweise<br />
Material, Gewicht, Belastbarkeit oder<br />
Fertigungsmethoden, können Konstrukteure Entwurfsmöglichkeiten<br />
erstellen. Die Cloud ermöglicht<br />
die schnelle Entwicklung hunderter Design<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 31
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
01 02<br />
„<strong>DER</strong> COMPUTER<br />
WIRD ZUM<br />
ENTWICKLUNGS-<br />
PARTNER“<br />
Martina Klein,<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
optionen, sodass der Anwender entscheiden kann, welches Design den Anforderungen<br />
am besten entspricht.<br />
Diese Form der Gestaltung in Kombination mit der additiven Fertigung<br />
revolutioniert die klassischen Konstruktions- und Fertigungsmethoden. Sie<br />
erlaubt, Dinge zu konstruieren und zu schaffen, die die bestmöglichen Eigenschaften<br />
für den jeweiligen Zweck liefern. Den Mehrwert der Automatisierung,<br />
insbesondere in Bezug auf künstliche Intelligenz und Robotik, erkennen<br />
DIE UMSETZUNG EINER SOLCH KOM-<br />
PLEXEN KONSTRUKTION IST DEM<br />
MENSCHEN ALLEIN NICHT MÖGLICH<br />
SPECIAL<br />
Mensch und Maschine rücken näher<br />
zusammen. Diese Information ist<br />
nicht neu. Was das aber im Einzelnen<br />
bedeutet, ist doch sehr gewöhnungsbedürftig,<br />
denn unser Alltag<br />
verändert sich dadurch – auch der<br />
des Konstrukteurs. Der Computer<br />
wird zum Entwicklungspartner und<br />
es erschließen sich völlig neue<br />
Möglichkeiten: Mensch und<br />
Maschine können gemeinsam Dinge<br />
entwickeln, die unsere Vorstellungskraft<br />
übersteigen. Das dass reibungslos<br />
funktioniert, dafür sorgt eine<br />
Software, die alles vernetzt und in<br />
diesem Kontext eine übergreifende<br />
Entwicklungsplattform bildet.<br />
immer mehr Branchen sowie Firmen und investieren zunehmend in deren<br />
Nutzung. So auch der etablierte Automobilhersteller General Motors, der als<br />
einer der Pioniere im Bereich der Automatisierung gilt.<br />
AUTOBAUER NUTZT VORTEILE<br />
General Motors sieht enormes Potenzial in der Automatisierung und der Zusammenarbeit<br />
mit Maschinen. Für die Fahrzeuge der Zukunft kombiniert der Autobauer<br />
seine langjährige Expertise in der additiven Fertigung mit der neuen Form<br />
der Entwurfsgestaltung des generativen Designs. Dafür kooperiert General<br />
Motors mit Autodesk und nutzt dessen Design-Software Fusion 360 zur Neugestaltung<br />
von Fahrzeugteilen. Die Technologie kommt insbesondere bei der Entwicklung<br />
neuer Modelle und dem Umstieg auf elektrisch angetriebene Fahrzeuge<br />
zum Einsatz und hilft dabei, die vergleichsweise hohen Produktionskosten der<br />
Fahrzeuge zu reduzieren. Denn das innovative Verfahren ermöglicht dem Unternehmen,<br />
Material einzusparen und das Gewicht der Fahrzeugteile zu minimieren.<br />
40 % LEICHTER UND 20 % STABILER<br />
General Motors entschied sich unter anderem für die Überarbeitung der Sitzkonsole,<br />
die ein elementares Bauteil von Fahrzeugen darstellt, da sie als Gegen<br />
32 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
03<br />
stück für Sicherheitsgurte dient. In der Regel besteht eine Sitzkonsole<br />
aus acht Teilen und ist kastenförmig.<br />
Mithilfe des generativen Designs gelang es dem Autobauer, eine<br />
funktionsoptimierte Sitzkonsole zu konstruieren, die 40 % leichter<br />
und 20 % stabiler ist. Für dieses Ergebnis definierten die Konstrukteure<br />
Parameter wie Festigkeit, benötigte Verbindungspunkte und<br />
Gewicht. Eingespeist in die Autodesk-Software, wurden auf Basis<br />
dieser Werte über 150 verschiedene Entwürfe generiert. Diese Vielfalt<br />
an Entwürfen wird durch den Einsatz von Cloud Computing ermöglicht,<br />
was den Zugang zu generativen Design-Lösungen vereinfacht.<br />
Aus diesen zum Teil sehr abstrakten Konstruktionen wählten die<br />
Entscheider von General Motors den aus ihrer Sicht besten<br />
Entwurf, der insbesondere bei den Testwerten zu Gewicht und<br />
Stabilität überzeugte. Darüber hinaus demonstriert der finale<br />
Entwurf zur Neugestaltung der Sitzkonsole einen weiteren Vorteil:<br />
Das zuvor aus acht Bauteilen gefertigte Konstrukt besteht nun aus<br />
nur einem einzigen Teil. Dadurch kann die komplette Sitzkonsole<br />
3D-gedruckt werden.<br />
NEUE PERSPEKTIVEN<br />
Mit dem Einsatz des generativen Designs gelingt dem Fahrzeughersteller<br />
erstmals die Konstruktion eines Bauteils, das dank einer<br />
organischen Struktur wesentlich leichter ist und dennoch alle wichtigen<br />
Parameter erfüllt. Die Umsetzung einer solch komplexen<br />
Konstruktion ist dem Menschen allein nicht möglich.<br />
Diese neue Sitzkonsole sowie weitere Projekte sind Beispiele für<br />
all jenes, was die Menschen mithilfe des generativen Designs, aber<br />
vor allem auch in Zusammenarbeit mit Maschinen, leisten und<br />
fertigen können. So kann das generative Design und der 3D-Druck<br />
nicht nur für General Motors, sondern auch für viele weitere Hersteller<br />
und Industriesparten die entscheidende Lösung sein, um<br />
Prozesse und Objekte zu optimieren oder effizienter zu gestalten.<br />
Denn das Zusammenspiel mit Maschinen gibt mehr Freiraum für<br />
die menschliche Kreativität, sodass sich gänzlich neue Perspektiven<br />
sowie Möglichkeiten ergeben, die wiederum zu leistungsstärkeren<br />
01 Generatives Design entwirft in kürzester Zeit zahlreiche Designvorschläge<br />
für die Sitzkonsole von General Motors – möglich wird das<br />
mithilfe von künstlicher Intelligenz und Cloud Computing<br />
02 Die funktionsoptimierte Sitzkonsole, die aus über 150 Prototypen<br />
ausgewählt wurde, ist 40 % leichter und 20 % stabiler als ihr Vorgänger<br />
03 Die Software kombiniert die ursprünglichen acht einzelnen<br />
Bauteile zu einem einzigen Teil, sodass die gesamte Sitzkonsole<br />
3D-gedruckt werden kann<br />
ALLES AUF EINER PLATTFORM<br />
Autodesk Fusion 360 ist eine cloud-basierte Autodesk-<br />
Software für die 3D-Modellierung des gesamten Produktentwicklungsprozesses.<br />
Sie verbindet CAM-, Engineering-,<br />
Simulations- und Design-Tools und bietet kleinen und<br />
mittelständischen Unternehmen eine Möglichkeit,<br />
weltweit vernetzt in den Bereichen Entwurf, Konstruktion<br />
und Simulation sowie Fertigung auf einer Plattform<br />
zusammenzuarbeiten.<br />
und nachhaltigeren Produkten, Gebäuden, Städten, aber auch<br />
besseren Arbeitsbedingungen führen können.<br />
Die Automatisierung und der Einsatz neuer Technologien wirkt<br />
sich also positiv auf das dringend benötige Gleichgewicht zwischen<br />
Bevölkerungswachstum, Ressourcenreduktion und dem Wunsch<br />
nach einer besseren Zukunft aus.<br />
Bilder: General Motors<br />
www.autodesk.de<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 33
KLARTEXT<br />
HERAUSFOR<strong>DER</strong>UNG<br />
DIGITALE PRODUKT-<br />
ENTWICKLUNG<br />
MICHAEL HOFFMANN<br />
Fachgebiet Digitale Produktentwicklung und Fertigung, Hochschule Trier<br />
Durch die digitale Transformation verändern sich Berufsfelder, dies ist nicht neu<br />
und betrifft natürlich auch die Produktentwicklung. Neu ist die enorme<br />
Geschwindigkeit dieser Veränderung. Der effiziente Einsatz intelligenter<br />
Methoden und neuer Technologien wie der Additiven Fertigung, IoT, Virtual<br />
Reality bietet ein enormes Potenzial. Das Frontloading, d. h. die Verlagerung von<br />
mehr IT-Ressourcen in die frühe Phase mit der größten Kostenverantwortung<br />
gewinnt weiter an Bedeutung. Die Auswahl, die Einführung, der laufende<br />
Betrieb und der Ausbau dieser Lösungen ohne Schnittstellen und Silos stellen<br />
zukunftsfähige Unternehmen im Wettbewerb vor große Herausforderungen. In<br />
der Ingenieursausbildung verändert sich das Curriculum im Kompetenzzuschnitt<br />
besonders in den MINT-Disziplinen zu mehr Schnittstellenwissen, dem<br />
Systemingenieur als „Treiber des digitalen Wandels“ zu intelligenteren Produkten.<br />
Die Digitalisierung bringt<br />
viele Vorteile. Aber sie<br />
verlangt uns auch etwas ab,<br />
denn sie verändert die Welt,<br />
in der wir leben – unseren<br />
Alltag. Das gilt natürlich<br />
auch für Konstrukteure.<br />
Was aber sind die größten<br />
Herausforderungen bei<br />
einer digitalisierten<br />
Produktentwicklung?<br />
ES IST MEHR<br />
SCHNITTSTELLEN-<br />
WISSEN GEFRAGT<br />
<strong>DER</strong> KONSTRUK-<br />
TEUR WIRD ZUM<br />
KURATOR <strong>DER</strong><br />
ERGEBNISSE<br />
SPECIAL<br />
MARKUS HANNEN<br />
Technical Sales Vice President, PTC, Unterschleißheim<br />
Mit der fortschreitenden Digitalisierung und Vernetzung der Produkte gewinnen<br />
Konstrukteure einen stärkeren Einblick in deren tatsächliche Verwendung und<br />
können Rückschlüsse für funktionalere und den Kundenbedürfnissen stärker<br />
angepasste neue Produktgenerationen ziehen. Dieser Weg macht es aber<br />
erforderlich, sich selbst stärker mit den Möglichkeiten der digitalen Technologien<br />
auseinanderzusetzen und disziplinübergreifend zu denken. Zudem verändert sich<br />
die Rolle des Konstrukteurs. Beispielsweise steht dank Cloud-Technologien sowie<br />
Fortschritten in den Bereichen Simulationstechnologie, 3D-Druck sowie beim<br />
Machine Learning als einer der KI-Technologien das Konzept des generativen<br />
Designs in der Produktentwicklung vor einer breiteren Anwendung im Markt. War<br />
der Konstrukteur früher die treibende kreative Kraft, die Designentwürfe lieferte,<br />
wird er in diesem Prozess mehr zum Kurator der Ergebnisse. Dennoch bleibt er das<br />
prüfende Auge in punkto Optik und Ästhetik und damit die letzte Instanz.
KLARTEXT<br />
THOMAS WEICHSEL<br />
Leiter Produktmanagement EPLAN Plattform, EPLAN Software & Service GmbH & Co. KG,<br />
Monheim am Rhein<br />
Spezifisch gestaltete Produkte sind heute eine häufige Forderung von Kunden. Eine enorme<br />
Herausforderung für die Konstruktion, denn die Komplexität steigt. Die Konsequenz sind immer<br />
umfangreichere Baukästen sowie besser aufeinander abgestimmte Komponenten. Dies<br />
erfordert eine Zusammenarbeit über Entwicklungsteams hinweg. Fazit: Die Prozesse in der<br />
Konstruktion müssen ganzheitlich abgebildet werden, damit Anforderungen oder Änderungen<br />
in allen Bereichen umgesetzt werden können. Standardisierung und Digitalisierung sind<br />
Antworten auf den Ruf nach immer stärker individualisierten Produkten, reduzierten<br />
Durchlaufzeiten, geringeren Kosten und höherer Qualität. Darüber hinaus erlaubt die<br />
konsequente Digitalisierung der Prozesse, die notwendigen Daten in der erforderlichen Tiefe<br />
bereitzustellen, um die Fertigung in den Herstellungsprozess einzubinden. Ein solcher Prozess<br />
ist eine ideale Basis zur Automatisierung und nachhaltigen Steigerung der Produktivität.<br />
DIE GESTIEGENE KOMPLEXITÄT<br />
ERFOR<strong>DER</strong>T EINE ZUSAMMEN<br />
ARBEIT ÜBER ENTWICKLUNGS-<br />
TEAMS HINWEG<br />
EIN PRODUKT VIRTUELL<br />
ZU ENTWICKELN,<br />
BRAUCHT VERTRAUEN<br />
ULF BÖHRNSEN<br />
Head of Communication HR and Strategy, invenio Virtual Technologies GmbH, Ismaning<br />
Der größte Nutzen der digitalen Produktentwicklung ist die Chance neue,<br />
innovative Produkte in deutlich kürzerer Zeit auf den Markt zu bringen – mit<br />
signifikant größerer Varianz. Das beinhaltet einen massiven Anstieg der<br />
Komplexität. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass diese nur mit DMU (Digital<br />
Mock-up)-Methoden beherrscht werden kann. Angefangen bei der<br />
Reduzierung von Geometriedaten – ohne diese wäre es nicht möglich<br />
komplexe, virtuelle Prototypen mit akzeptablem Aufwand zu visualisieren.<br />
Darüber hinaus sind für Konstrukteure auch unterstützende Analysewerkzeuge<br />
relevant, wie zum Beispiel die Veränderungen der Umgebungsgeometrien über<br />
automatische Differenzanalysen zu erhalten. Entscheidend für die Zukunft<br />
wird sein, dass sich alle Methoden entsprechend weiterentwickeln und das<br />
Vertrauen vorhanden ist, um ein Produkt Schritt für Schritt wirklich 100 %<br />
virtuell zu entwickeln.<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 35
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
DIE VERNETZUNG<br />
ZÄHLT!<br />
Durchgängige Digitalisierung sowohl in den<br />
Produkten als auch in der Produktentstehung<br />
ist ein Trendthema. Überall schießen Konzepte,<br />
Software und Tools zum Thema Industrie 4.0<br />
aus dem Boden, die Vorteile durch digital<br />
vernetzte Systeme und Prozesse aufzeigen.<br />
Doch der Knackpunkt für eine vollständig<br />
digitalisierte Entwicklung und Produktion liegt<br />
in einer ganzheitlichen Sicht aller Beteiligten<br />
auf sämtliche Vorgänge und Planungen entlang<br />
des gesamten Produktentstehungsprozesses.<br />
Konstrukteure müssen sich mit Nicht-CAD-<br />
Spezialisten austauschen können, verschiedene<br />
Disziplinen wie Mechanik, Elektrik/Elektronik<br />
und Software zusammenwachsen, Daten<br />
überall verfügbar sein.<br />
Produkt hergestellt wird. Die additive Fertigung rückt dabei in den<br />
Mittelpunkt, denn sie ermöglicht es, Produkte, Natur und menschliches<br />
Leben in Einklang zu bringen.<br />
AGILE UND EFFIZIENTE PRODUKTION<br />
Das beste Vorbild für die Erstellung möglichst effizienter Strukturen<br />
ist die Natur. Sie erschafft bei minimalem Materialeinsatz Strukturen,<br />
die leicht, stabil und hochfunktional zugleich sind. Diese bei der<br />
UM ALLE POTENZIALE <strong>DER</strong> ADDITIVEN<br />
FERTIGUNG ZU NUTZEN, IST EINE<br />
KONSTRUKTIONSSOFTWARE ALLEINE<br />
NICHT MEHR AUSREICHEND<br />
Konstruktion technischer Bauteile nachzuahmen, schien bis vor<br />
kurzem eine Utopie zu sein. Denn es gibt zwar schon lange Software,<br />
die beispielsweise gute Geometrien entwickeln und das Verhalten<br />
unter Last berechnen kann. Die Fertigung aber war lange durch viele<br />
Restriktionen aufgrund der Herstellungsverfahren beschränkt. Mit<br />
additiven Verfahren lassen sich jetzt auch komplexe und schwierige<br />
Geometrien realisieren, die sich an der Natur orientieren und optimal<br />
an die Anforderungen der Konstruktion angepasst werden können.<br />
SPECIAL<br />
In Zukunft werden Daten – sprich Informationen – den wirtschaftlichen<br />
Erfolg prägen und nicht mehr die Produkte. Unternehmen<br />
müssen sich neu erfinden, bisherig starke Produkte grundlegend<br />
ändern und alte Geschäftsmodelle vielleicht sogar zerstören.<br />
Virtuelle Welten erweitern und verbessern die reale Welt. In ihnen<br />
lassen sich Auswirkungen simulieren und bewerten, bevor das<br />
Autorin: Carola von Wendland, Communications Senior Manager<br />
Eurocentral, Dassault Systèmes Deutschland GmbH, München<br />
PLATTFORM ALS EINHEITLICHE BASIS<br />
Um alle Potenziale der additiven Fertigung zu nutzen, ist eine moderne<br />
Konstruktionssoftware alleine nicht mehr ausreichend. Notwendig<br />
ist eine Vernetzung verschiedener Tools. Eine durchgängige Datenbasis,<br />
die es ermöglicht, den gesamten Prozess digital und dreidimensional<br />
abzubilden ist für ein agiles Gesamtsystem wichtig.<br />
Über eine Plattform wie die 3DExperience Plattform von Dassault<br />
Systèmes können alle Akteure vernetzt und Konstruktionsdaten<br />
unternehmens- und abteilungsübergreifend verwaltet werden. So<br />
haben alle Zugang zu denselben Daten. Kombiniert mit additiver<br />
36 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
„SOFTWARE IM<br />
WANDEL“<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
Martina Klein,<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
Fertigung können an unterschiedlichen Standorten die gleichen<br />
Hochleistungsbauteile in einheitlicher Qualität hergestellt werden.<br />
Ohne die enge Verknüpfung von CAD- und Simulationswerkzeugen<br />
mit dem Produktionsprozess wäre dies nicht möglich. Mithilfe<br />
von Simulationen können Konstrukteur neue, kreative<br />
Entwürfe anfertigen: Wenn die 3D-Simulationsanwendung direkt<br />
auf die Daten aus dem CAD-Programm zugreift, kann per Knopfdruck<br />
errechnet werden, ob verschiedenste physikalische Kriterien<br />
wie Festigkeit, Wärmeleitung, Rheologie erfüllt werden. Die Simulation<br />
begleitet den gesamten Entwicklungs- und Produktionsprozess<br />
und ermöglicht eine schnelle Analyse. Gegebenenfalls wird<br />
die Konstruktion so lange in der Simulation verändert, bis die<br />
Eigenschaften stimmen.<br />
BEWUSSTSEIN FÜR ADDITIVE<br />
FERTIGUNG SCHÄRFEN<br />
Topologieoptimierung integriert: Solidworks Simulation<br />
liefert dem Konstrukteur Designvorschläge<br />
Voraussetzung sind Tools, die den Konstruktionsprozess mit dem<br />
additiven Fertigungsprozess perfekt verzahnen. Dadurch wird es<br />
auch Konstrukteuren möglich, die additive Fertigung als einen<br />
selbstverständlichen Teil ihrer Arbeit zu betrachten. Wer lange Zeit<br />
an die Einschränkungen der traditionellen Fertigungsverfahren gewöhnt<br />
war, muss sich auf neue Technologien erst einmal einlassen.<br />
Dazu bedarf es Tools, die einfach zu bedienen sind und zuverlässig<br />
gute Resultate liefern. Erst wenn dieses Vertrauen geschaffen ist,<br />
wird die additive Fertigung im Konstruktions-Prozess automatisch<br />
mitgedacht werden.<br />
Lösungen, wie 3DXpert, eine Zusatzsoftware für Solidworks, machen<br />
das jetzt möglich. Diese ist in Zusammenarbeit mit 3D Systems,<br />
einem Hersteller von 3D-Druckern, entstanden. Mit der Software<br />
können Konstrukteure in der gewohnten Solidworks-Umgebung<br />
ihre Entwürfe für additive Fertigung vorbereiten und optimieren.<br />
Sie deckt den kompletten Prozess von Design bis hin zur Fertigung<br />
ab. Das bedeutet: Alle Vorüberlegungen und Vorbereitungen für<br />
den 3D-Druck werden in die gewohnte Konstruktions-Umgebung<br />
integriert. Native Solidworks-CAD-Daten können mit einem Klick<br />
in 3DXpert importiert werden. Danach kann das 3D-Modell möglichst<br />
effizient platziert und an kritischen Stellen optimiert werden.<br />
In der Software können auch die Stützstrukturen für den 3D-Druck<br />
konstruiert werden. Anschließend wird die gesamte Konstruktion<br />
inklusive Nachbearbeitung simuliert und die passende Druckstrategie<br />
ausgewählt. Hier kann der Anwender aus vordefinierten<br />
Parametern auswählen oder alle Einstellungen selbst festlegen.<br />
Dabei werden Konstruktionsabsicht und Bauteilgeometrie so berücksichtigt,<br />
dass effiziente Scan-Bahnen eingestellt werden. Nach<br />
Ausrichten der Druckerplatte entsteht das Bauteil und kann dann<br />
bei Bedarf nachgearbeitet werden. Mit 3DXpert werden Geometrieänderungen<br />
zu jeder Phase des Prozesses möglich.<br />
Da die Nutzung der Technologie mittlerweile weit über Prototyping<br />
hinausgeht, ändern sich auch die Bedürfnisse der Unternehmen,<br />
die die additive Fertigung einsetzen, rasant. 3D-Druckteile<br />
sind längst nicht mehr nur für den Einsatz und die Erprobung<br />
in Forschung und Entwicklung oder Innovationsteams gedacht,<br />
sondern finden heute tatsächlich Anwendung – immer mehr auch<br />
im kommerziellen Bereich.<br />
Wir befinden uns mitten in einem Wandel. Die Renaissance der<br />
Industrie wird von digitalen Technologien wie der additiven Fertigung<br />
vorangetrieben, die Unternehmen ganz neue Möglichkeiten<br />
eröffnen und neue Lösungen für neue Kunden zutage bringen. Die<br />
additive Fertigung ist auch ein Kernthema von Dassault Systèmes.<br />
Der Software-Spezialist unterstützt seine Kunden dabei, nachhaltige<br />
Produkte zu entwickeln und nachhaltig zu produzieren und zu<br />
handeln. Nicht umsonst hat Corporate Knights den Konzern daher<br />
2018 als nachhaltigstes Unternehmen der Welt gelistet.<br />
Bilder: evgeniybelyaev/Fotolia.de und Dassault Systèmes<br />
www.3ds.com/de<br />
Software hat in einer digitalisierten<br />
Welt naturgemäß eine zentrale<br />
Rolle inne. Sie kann in einer sich<br />
grundlegend wandelnden Fertigungsindustrie<br />
ein enormes<br />
Optimierungspotenzial erschließen<br />
und im Idealfall völlig neue, wirklich<br />
nachhaltige Lösungen ermöglichen.<br />
Additive Fertigung ist dafür ein<br />
wunderbares Beispiel. Ich bin<br />
gespannt, wie es weitergeht …<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 37
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
EIN UNIVERSUM IM UNIVERSUM<br />
SPECIAL<br />
Industrie 4.0, Cloud Computing und Augmented<br />
Reality schaffen neue Möglichkeiten entlang<br />
der gesamten Wertschöpfungskette – von der<br />
Entwicklung einer Produktidee bis zur<br />
Instandhaltung. Das hat auch Auswirkungen<br />
auf die Elektrokonstruktion, die in die<br />
Entwicklung und den Produktlebenszyklus<br />
integriert werden muss. Die Entwicklungszyklen<br />
werden immer kürzer und mit weniger Personal<br />
müssen mehr Produkte und Produktvarianten<br />
erstellt werden. Um diese Anforderungen<br />
effizient zu lösen, bedarf es einer integrativen<br />
Lösung für die Elektrokonstruktion – ein<br />
Universum im Universum der Produktentwicklung.<br />
Autor: Thomas Walker, Redakteur walkerbretting<br />
Corporate Publishing GmbH, Stuttgart<br />
Mit seiner Electrical-Engineering-Lösung bringt WSCAD<br />
drei Elemente zusammen. Die WSCAD Suite deckt<br />
den gewerkeübergreifenden Engineering-Teil ab. In<br />
der laut Anbieter weltweit mächtigsten ECAD-Datenbibliothek<br />
wscaduniverse.com finden sich Symbole und Artikeldaten,<br />
die jederzeit abgerufen werden können. Zudem können die<br />
bereit gestellten Pläne und Artikeldaten per App auf mobilen<br />
Endgeräten angezeigt und bearbeitet werden. Auf diese Weise ist<br />
die WSCAD-Lösung durchgängig digital, der Digital Twin einer<br />
Maschine, einer Anlage oder eines Gebäudes bleibt immer aktuell.<br />
GEWERKEÜBERGREIFEND KONSTRUIEREN<br />
Die skalierbare und modulare WSCAD Suite bietet für jede Betriebsgröße<br />
die passende Lösung. Unternehmen und Selbstständige<br />
arbeiten gewerkeübergreifend in den Disziplinen Gebäudeautomation,<br />
Elektroinstallation, Schaltschrankbau, Elektrotechnik, Verfahrens-<br />
und Fluidtechnik und nutzen eine Plattform mit zentraler<br />
Datenbank für Symbole und Artikeldaten. Der Vorteil: Alle Funktionen<br />
sind miteinander verknüpft. Änderungen und der Tausch von Komponenten<br />
sind sofort in allen Unterlagen und über alle Disziplinen<br />
hinweg vollzogen. Das spart Zeit und erhöht die Qualität der Unterlagen.<br />
Die intuitive Bedienung hilft Anwendern, die nur gelegentlich<br />
mit der ECAD-Lösung arbeiten genauso wie Profis. „In Puncto<br />
Ergonomie, Funktionalität und Performance setzen wir mit der<br />
neuen und modernen Benutzeroberfläche der WSCAD Suite X einen<br />
Benchmark“, ist Axel Zein, Geschäftsführer der WSCAD GmbH,<br />
überzeugt. „Anwender kommen in den Genuss vieler neuer Funktionen<br />
38 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
und Unternehmen profitieren von einer zukunftsorientierten<br />
ECAD-Lösung mit einem überzeugenden Preis-Leistungsverhältnis.“<br />
Unterstützt werden hochauflösende Bildschirme (High DPI)<br />
sowie die Multi-Display-Technologie.<br />
ARTIKELDATEN – ONLINE UND AKTUELL<br />
Eine umfangreiche Datenbank mit Symbolen und Artikeldaten<br />
kommt mit der Anwendung bereits mit. Individuelle und projektspezifische<br />
Datenbasen lassen sich anlegen. Über 1,3 Millionen<br />
aktuelle Symbole und Artikeldaten von mehr als 240 Herstellern in<br />
den ECAD-Formaten WSCAD und Eplan sowie native 3D-CAD-<br />
Daten in bekannten Formaten wie zum Beispiel Step oder Iges finden<br />
Anwender online in der ECAD-Datenbibliothek des Anbieters. Der<br />
Zugang ist kostenlos, die Einstellung von Produktdaten für Hersteller<br />
ebenso. Wer eigene Artikeldaten erstellen möchte, kann dies mit<br />
der WSCAD Suite einfach und schnell erledigen. Fehlt die Zeit<br />
dazu, hilft ein kostengünstiger Service von WSCAD.<br />
SCHNITTSTELLEN VERBINDEN<br />
Mit einer Vielzahl von Schnittstellen fügt sich die WSCAD Suite<br />
nahtlos in die IT- und Produktionsumgebung der Unternehmen<br />
ein. „Konsistente Daten sind das Kapital eines Unternehmens und<br />
mithilfe von Schnittstellen lassen sich Arbeitsprozesse optimieren<br />
und Datenbrüche vermeiden“, erklärt Axel Zein. „Wenn Daten nur<br />
einmal erfasst werden müssen, wird Doppelarbeit vermieden und<br />
die Qualität der Arbeitsergebnisse erhöht sich schlagartig und ganz<br />
automatisch.“ Neben den bisherigen Schnittstellen zu Anwendungen<br />
anderer Automationsausrüster wie beispielsweise Wago (Klemmen-<br />
Designer) oder Elmeco (Wärmekalkulation) gibt es neue Schnittstellen<br />
zum TIA-Portal von Siemens (SPS-Auslegung), M-Print Pro<br />
von Weidmüller (Beschriftungstexte) oder Clip Project Planning<br />
von Phoenix Contact (Editieren von Klemmleisten). In Richtung<br />
ÄN<strong>DER</strong>UNGEN UND <strong>DER</strong> TAUSCH<br />
VON KOMPONENTEN SIND<br />
SOFORT IN ALLEN UNTERLAGEN<br />
UND ÜBER ALLE DISZIPLINEN<br />
HINWEG VOLLZOGEN<br />
PLM-Systeme gibt es eine direkte Schnittstelle zu Pro.File von<br />
Procad und über OpenPDM von Prostep lassen sich alle führenden<br />
PLM-Systeme am Markt anschließen. Wer ohne Datenbrüche auf<br />
Grundlage der in WSCAD erzeugten Daten ein Angebot erstellen<br />
oder kalkulieren möchte, kann sein ERP-System direkt über das<br />
Interface PLMERPsync anbinden.<br />
FERTIGUNGSSTEUERUNG OHNE ZUSATZKOSTEN<br />
Werden beim Schaltschrankaufbau native 3D-CAD-Daten aus<br />
wscaduniverse.com oder anderen Bauteilportalen genutzt, lassen<br />
sich fotorealistische Ansichten erzeugen und Kollisionsprüfungen<br />
auf Grundlage tatsächlicher Bauteilabmessungen durchführen. Ver-<br />
01 Für eine durchgängige<br />
digitale Elektrokonstruktion<br />
bringt die Electrical-Engineering-Lösung<br />
von WSCAD die<br />
drei Elemente Engineering,<br />
Datenbereitstellung und<br />
Inbetriebnahme/Maintenance<br />
zusammen<br />
ENGINEERING<br />
Die WSCAD Suite deckt den gewerkeübergreifenden<br />
Engineering-Teil ab<br />
DATA PROVISIONING<br />
In der ECAD-Datenbibliothek wscaduniverse.com<br />
finden sich Symbole und Artikeldaten, die jederzeit<br />
abgerufen werden können<br />
MAINTENANCE<br />
Die bereit gestellten Pläne und Artikeldaten können<br />
per App auf mobilen Endgeräten angezeigt und<br />
bearbeitet werden<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 39
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
02 Mit der kostenlosen<br />
WSCAD Augmented Reality-<br />
App haben Monteure und<br />
Instandhalter immer die<br />
richtigen Daten von<br />
Maschinen, Anlagen und<br />
Gebäuden am richtigen Ort<br />
„INTEGRATIONS-<br />
TALENT<br />
GEFOR<strong>DER</strong>T“<br />
Martina Klein,<br />
Stv. Chefredakteurin<br />
www.DerKonstrukteur.de<br />
bohrte Schranktüren gehören damit endgültig der Vergangenheit an. Auf<br />
Knopfdruck stellt die Software optimale Verlegewege für alle Verbindungen<br />
her und berechnet die Drahtlängen. Eine Besonderheit und von großem Wert<br />
ist die Nutzung der erzeugten Daten für die Fertigung: Für die Herstellung von<br />
Drähten, Drahtsätzen, Schranktüren und Montageplatten auf NC-Maschinen<br />
bekannter Hersteller wie Nvent (Steinhauer/Hofmann), Komax oder Kiesling<br />
ist die Datenübergabe direkt aus dem Menü heraus möglich. Im Vergleich zu<br />
anderen E-CAD-Lösungen am Markt entstehen hierfür keine zusätzlichen<br />
Lizenzkosten. Wer Drähte und Drahtsätze nicht selbst herstellen möchte, kann<br />
die erzeugten Daten – ebenfalls per Menüpunkt – an Dienstleister wie beispielsweise<br />
Cadcabel übergeben.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Elektrik lebt in Netzen und letztlich<br />
geht es auch nicht ohne Mechanik!<br />
Elektrokonstrukteure müssen also<br />
seit jeher auf Zusammenarbeit und<br />
Integration gepolt sein – und mit<br />
zunehmender Digitalisierung gilt<br />
das mehr denn je. Also ist es<br />
natürlich ideal, wenn die hier<br />
eingesetzte Software ebenfalls ein<br />
Integrationstalent ist: wenn die<br />
gesamte elektrotechnische Planung<br />
für Maschinen und Anlagen über<br />
verschiedene Engineering-Disziplinen<br />
– wie Verfahrenstechnik,<br />
Elektrotechnik, Fluid, Schaltschrankbau,<br />
Elektroinstallation und<br />
Gebäudeautomation – hinweg auf<br />
einer Plattform geschieht; wenn<br />
sich ein Universum an Elektro-CAD-<br />
Daten ins Universum der digitalen<br />
Produktentwicklung einfügt – nahtlos!<br />
Das hilft dem Elektrokonstrukteur<br />
in Zeiten, in denen alles immer<br />
komplexer wird.<br />
INDIVIDUELLE PRÜFLISTEN UND<br />
NORMENKONFORME DOKUMENTATION<br />
Auf Knopfdruck erzeugt die WSCAD-Software ein komplettes und normenkonformes<br />
Informationspaket aus Dokumentation und diversen Listen. Dazu<br />
zählen Klemmenpläne, Material- und Verbindungslisten oder Konformitätserklärungen.<br />
Auch individuelle Prüflisten inklusive hinterlegter Prüfwerte sind<br />
möglich. Dank intelligenter PDFs mit Querverweisen benötigen Techniker vor<br />
Ort keine speziellen Viewer mehr und können per Klick auf ein Symbol sofort<br />
vom Stromlaufplan beispielsweise in den Schaltschrankaufbau oder andere<br />
Pläne wechseln und schnell hilfreiche Zusatzinformationen abrufen.<br />
VERDRAHTUNG, SERVICE UND<br />
INSTANDHALTUNG PER APP<br />
Durchgängig digital bedeutet bis zum Schluss: Servicetechniker und Instandhalter<br />
scannen mit der WSCAD Augmented Reality App Feldgeräte und<br />
Komponenten im Schaltschrank und haben sofort Zugriff auf alle aktuellen<br />
Pläne – inklusive BMK, 3D-Ansichten der Komponenten, vollständiger Artikeldaten<br />
und Originaldatenblätter der Hersteller. Mit der Möglichkeit, Änderungen<br />
direkt an die Konstruktions- bzw. Dokumentationsabteilung zu schicken und<br />
anschließend Monteuren die Aktualisierung sofort wieder zur Verfügung zu<br />
stellen, lässt sich der Wartungsprozess nachhaltig optimieren. „Ziel ist es,<br />
immer die richtigen Daten am richtigen Ort und aktuelle Digital Twins zu<br />
haben“, erklärt Axel Zein. Mit der neuesten Funktion der WSCAD Augmented<br />
Reality App verdrahten Monteure Verbindungen per Tablet oder Smartphone<br />
und speichern den aktuellen Stand ab. Die App kann im Apple Appstore und<br />
bei Google Play kostenlos heruntergeladen werden.<br />
Bilder: Aufmacherbild: sakkmesterke/Fotolia.de; 01 und 02: WSCAD<br />
www.wscad.com<br />
40 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
SCHNITTSTELLE VEREINFACHT<br />
GETRIEBE-ENTWICKLUNG<br />
Im Rahmen ihrer Kooperation haben SKF und Kisssoft eine<br />
neue Schnittstelle geschaffen, die den Entwicklungsprozess von<br />
Getrieben vereinfacht. Mit der Schnittstelle können Ingenieure<br />
die für die Maschinenkonstruktion geeigneten Lager auf Grundlage<br />
aktueller Lagertechnologien auswählen. Dadurch können<br />
die Kunden von Kisssoft nun zwei Berechnungsansätze verfolgen:<br />
Einerseits die übliche ISO-Berechnung und nun zusätzlich die<br />
erweiterte SKF Lebensdauerberechnung mit den neuesten<br />
Lagerdaten von SKF. Die Lagerdaten werden den Usern über<br />
cloudbasierte Dienste von SKF zur Verfügung gestellt. Die<br />
Ergebnisse erhält der Anwender als Engineering-Report. Stefan<br />
Beermann,<br />
CEO von<br />
Kisssoft<br />
erklärt:<br />
„Unsere<br />
Kooperation<br />
mit SKF bietet<br />
unseren<br />
Kunden die<br />
Möglichkeit,<br />
eine Desktop-<br />
Anwendung<br />
mit Berechnungsservices aus der Cloud zu verbinden und so die<br />
leistungsstarken und umfangreichen Möglichkeiten einer lokalen<br />
Installation mit der Flexibilität und Aktualität eines internetbasierten<br />
Dienstes zu kombinieren.“<br />
2D- UND 3D-DATEN KUNDENSPEZIFISCHER<br />
LINEARTECHNIK<br />
Der Lineartechniklieferant Hiwin bietet auf seiner Website einen<br />
CAD-Konfigurator, mit dem CAD-Modelle seiner Produkte in 2D<br />
und 3D individuell konfiguriert werden können. Das Online-<br />
Angebot bietet neben Linearführungen, Kugelgewindetrieben,<br />
Linearmotoren und Torquemotoren auch Linearachsen sowie<br />
komplette Linearachs-Systeme inkl. Energieführung und Antriebsadaption.<br />
Dabei stehen alle Optionen und Zubehörteile der<br />
einzelnen Produkte im Konfigurator zur Verfügung. Der CAD-<br />
Konfigurator erzeugt eine Vorschau des konfigurierten Modells<br />
und stellt Daten für alle gängigen CAD-Systeme zum Download<br />
zur Verfügung. Alternativ können Nutzer auch neutrale Austauschformate<br />
wie z. B. Step-Dateien herunterladen. Zusätzlich<br />
zeigt das Programm den Bestellcode für die konfigurierten<br />
Komponenten direkt an.<br />
www.hiwin.de<br />
MASCHINEN- UND SYSTEMDESIGNS<br />
VIRTUELL TESTEN<br />
www.skf.de | www.kisssoft.ag<br />
ENERGIEMANAGEMENTLÖSUNGEN IN<br />
SOFTWARE INTEGRIERT<br />
Control Eng hat das<br />
Release v4.1 der<br />
Applikationssoftware<br />
Servosoft zur Dimensionierung<br />
und<br />
Simulation kompletter<br />
Servo-Antriebssysteme<br />
herausgebracht.<br />
Dabei wurden die<br />
Energiemanagementlösungen<br />
von Michael<br />
Koch vollständig<br />
integriert. Die<br />
Software modelliert<br />
neben dem Standardzyklus<br />
auch das Management der Antriebsenergie inklusive<br />
Hardware. Nutzer können Szenarien von massiven Spannungsschwankungen<br />
bis Netzunterbrechungen per Mausklick an jeder<br />
Stelle im Verfahrzyklus durchspielen. Situationen wie geplante<br />
oder ungeplante, kürzere oder längere Netzunterbrechungen,<br />
Lastspitzenreduzierung gegenüber dem Netz oder reine Effizienzerhöhung<br />
durch die Zwischenspeicherung von Bremsenergie<br />
können analysiert und mit passender Hardware ausgelegt<br />
werden. Das detaillierte Modell wird dabei in Echtzeit gerechnet.<br />
Als Ergebnis wirft das Programm neben dem gesamten Servo-<br />
Antriebssystem nun auch die aktive Energiemanagementlösung<br />
aus, die zur Auslegung passt.<br />
www.bremsenergie.de<br />
Rockwell Automation hat Emulate3D übernommen, einen<br />
Entwickler von Maschinen-Software, dessen Produkte industrielle<br />
Automatisierungsanlagen digital simulieren und nachbilden. Mit<br />
exakten Simulationsmodellen zur Verbesserung der Systemplanung<br />
und Entscheidungsfindung lassen sich mit der Software von<br />
Emulate3D Maschinen- und Systemdesigns virtuell entwickeln.<br />
Durch gezielte Emulationsversuche wird das Steuerungssystem<br />
vor der Installation getestet, bevor Herstellungs- und Automatisierungskosten<br />
anfallen und ein endgültiges Design feststeht.<br />
Durch die digitale Entwicklung von Maschinenprototypen und<br />
deren virtuelle Inbetriebnahme lassen sich Produkteinführungszeiten<br />
verkürzen und die Produktivität steigern. Mit der Emulate3D-Technologie<br />
ergänzt Rockwell sein Portfolio um Lösungen<br />
für das Handling von Automobil-, Logistik- und Materialsoftware<br />
und anderen industriellen Anwendungen. Die Software wird Teil<br />
der Factorytalk Designsuite sein<br />
www.rockwellautomation.de<br />
INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 03/<strong>2019</strong><br />
ACE Stoßdämpfer, Langenfeld29<br />
ASM, Moosinning3<br />
COG C. Otto Gehrckens GmbH & Co. KG,<br />
Pinneberg19<br />
Conrad Electronic, Hirschau15<br />
Deutsche Messe AG, Hannover13<br />
Icotek, Eschach27<br />
Koyo Deutschland, Hamburg9<br />
LEE, Sulzbach25<br />
Maschinenbau Kitz, Troisdorf19<br />
Mayr, Mauerstetten14<br />
Pilz, Ostfildern5<br />
R+W, Klingenberg21<br />
Schaeffler Technologies, Schweinfurt7<br />
Schunk, Lauffen 2. US<br />
WSCAD, Bergkirchen17<br />
Ziehl-Abegg, Künzelsau 4. US<br />
<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 41
DIGITALE PRODUKTENTWICKLUNG<br />
SCHLANKE KOLLABORATION<br />
SPECIAL<br />
Der ILO1 der Emm! solutions GmbH zeigt, wie<br />
man auch als kleines Start-up ein richtig großes<br />
Projekt stemmen kann: Denn das Konzeptleichtbau-<br />
Fahrzeug wurde innerhalb von nur vier Monaten<br />
entwickelt und gebaut. Bei der Konstruktion<br />
half das PLM-System eines ebenfalls jungen<br />
Software-Anbieters.<br />
Wie sieht die Mobilität von morgen aus? Mit dieser<br />
spannenden Aufgabe beschäftigt sich die Emm! solutions<br />
GmbH aus Weil der Stadt, hinter der Geschäftsführer<br />
Armin Müller steckt, der zu Beginn der Neunziger<br />
Projektleiter des ESP-Systems bei Daimler und zuletzt in leitender<br />
Funktion für Porsche tätig war. Zusammen mit seinem Team hat er<br />
an einem neuen Mobilitätskonzept für den Individualtransport<br />
gearbeitet: Der ILO 1 ist ein kompaktes Konzeptleichtbaufahrzeug –<br />
wenige Zentimeter kleiner als der aktuelle Smart for two. Er wird<br />
erstmals auf der Hannover Messe gezeigt.<br />
KLEINES UNTERNEHMEN,<br />
JUNGE SOFTWARE-SCHMIEDE<br />
Um den ILO 1 zu realisieren, bestand die Herausforderung für das<br />
kleine Start-up vor allem darin, das Projektmanagement und die<br />
Produktionssteuerung möglichst schlank und effizient zu halten.<br />
„Wir wollten an Fähigkeiten und Know-how hinzugewinnen, aber<br />
nicht wachsen“, sagt Müller. Hier kommt das PLM-System des ebenfalls<br />
noch jungen Unternehmens Cassini Systems Europe GmbH<br />
ins Spiel: Über deren webbasierte Software lief die gesamte Kommunikation<br />
mit den Lieferanten ab.<br />
DIGITALE DOKUMENTATION <strong>DER</strong><br />
ENTWICKLUNGSARBEIT<br />
Im System von Cassini können einzelne Teile oder Bauteilgruppen<br />
für einen bestimmten Lieferanten freigegeben werden. Dieser<br />
erhält dann Zugriff auf alle dort hinterlegten Dokumente, die für die<br />
Herstellung relevant sind, wie beispielsweise die CAD-Daten sowie<br />
genaue Spezifikationen, etwa was die Qualität, Strapazierfähigkeit<br />
oder das „erlaubte“ Gesamtgewicht des Teils anbelangt. „Mit diesen<br />
Daten kann sich der Hersteller gleich an die Konstruktion des Bau-<br />
teils machen und viele Zwischenschritte, vor allem in der Kommunikation,<br />
entfallen dadurch. Diese Vorgehensweise haben wir bei<br />
unserem ILO 1 erprobt“, sagt Müller. Denn für ihn gehörte zum<br />
Gesamtkonzept des ILO 1 auch die Frage, wie bei diesem Projekt<br />
Kollaboration möglichst schlank und effizient stattfinden kann.<br />
Nach getaner Arbeit lädt der Lieferant seine Dateien wieder in<br />
das Online-System hoch und produziert das Teil. So findet auch<br />
automatisch eine digitale Dokumentation der Entwicklungsarbeit<br />
statt und der Datenaustausch erfolgt für alle beteiligten Akteure<br />
nachvollziehbar über diese Schnittstelle. „Die Besonderheit an<br />
diesem System ist, dass wir viele klassische Detailaufgaben in der<br />
Konstruktionsarbeit, etwa die Teile leichter zu machen oder ihre<br />
Funktion zu verbessern, unter den Lieferanten verteilt haben. Sie<br />
mussten also nicht von einer Firma allein geschultert werden und<br />
viele Prozesse konnten so parallel ablaufen“, sagt Müller.<br />
GEWICHT UND TIME TO MARKET OPTIMIERT<br />
Ein zentrales Thema bei der Entwicklung ILO 1 war das Gewicht,<br />
denn er darf nur maximal 450 kg auf die Waage bringen, um eine<br />
Straßenzulassung zu bekommen. „Wir mussten jedes Teil hinsichtlich<br />
seiner Funktion optimieren und leichter machen, sonst hätte<br />
das Gesamtsystem nicht funktioniert und wir wären nicht unter die<br />
450 kg gekommen“, erklärt Müller. „Durch die Digitalisierung der<br />
Prozesskette und die Entwicklung sowie Produktion in einem Netzwerk<br />
aus mehreren Unternehmen hat man außerdem die Chance,<br />
DIE BESON<strong>DER</strong>HEIT AN DIESEM<br />
SYSTEM IST, DASS VIELE KLASSISCHE<br />
KONSTRUKTIONSAUFGABEN UNTER<br />
DEN LIEFERANTEN VERTEILT WURDEN<br />
die Time to Market zu verkürzen. Das ist ein enormer Werthebel“,<br />
ergänzt Dr. Wolfgang Seeliger, Geschäftsführer der Leichtbau BW<br />
GmbH. Um das volle Potenzial – vor allem hinsichtlich der Leichtbauoptimierungen<br />
– ausschöpfen zu können, müsse jedoch wirklich<br />
die gesamte Prozesskette digitalisiert und der Datenaustausch<br />
standardisiert sein.<br />
Bilder: Emm! solutions GmbH<br />
www.cassinisys.de<br />
www.leichtbau-bw.de<br />
42 <strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong>
VORSCHAU<br />
IM NÄCHSTEN HEFT: 4/<strong>2019</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 22. 03. <strong>2019</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 07. 03. <strong>2019</strong><br />
01<br />
01 Von heiß bis salzig – der Ausgleich stimmt: angepasste<br />
Ausgleichskupplungen für kritische Umgebungsbedingungen<br />
Bild: SCHMIDT-KUPPLUNG GmbH<br />
02 Wenn Schnelligkeit bei der Konstruktion zählt: Kunststoff-<br />
Schutzsysteme dank Webshop schnell verfügbar<br />
Bild: Pöppelmann GmbH & Co. KG<br />
03 Maßgeschneidert für Kleinroboter: Komplettprogramm vom<br />
Greifer über das Schnellwechselsystem bis zum Kraft-Momenten-Sensor<br />
Bild: SCHUNK GmbH & Co. KG<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
02<br />
03<br />
<strong>DER</strong> DIREKTE WEG<br />
INTERNET: www.DerKonstrukteur.de<br />
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erscheint <strong>2019</strong> im 50. Jahrgang, ISSN 0344-4570<br />
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<strong>DER</strong> <strong>KONSTRUKTEUR</strong> 3/<strong>2019</strong> 43
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